SU373737A1

SU373737A1 - DEVICE FOR MODELING NEURON

Info

Publication number: SU373737A1
Application number: SU1695385A
Authority: SU
Inventors: В. Г. Донов В. Г. Иващенко витель Ю. А. Бибуков
Original assignee: Казанский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет В. И. Уль нова Ленина
Priority date: 1971-09-07
Filing date: 1971-09-07
Publication date: 1973-03-12

Description

1one

Изобретение относитс к области электрического моделировани и может найти применение в бионике в качестве искусственной нейронной сети.The invention relates to the field of electrical modeling and can be used in bionics as an artificial neural network.

Известны устройства дл моделировани нейрона. Однако известные модели либо конструктивно громоздки, либо моделируют отдельные свойства нервной клетки.Devices for modeling a neuron are known. However, known models are either constructively cumbersome, or they model individual properties of a nerve cell.

Целью предлагаемого изобретени вл етс создание простой электронной схемы, котора моделирует пороговую закономерность «сила- длительность, свойства пространственной и временной суммации, односторонней проводимости , синаптической задержки, фазы абсолютной и относительной рефракторности и экзальтации , свойства трансформации ритма и подпороговой суммации, зависимость частоты от амплитуды возбуждени , аккомодацию ц некоторые другие свойства нервной ткани.The aim of the present invention is to create a simple electronic circuit that models the threshold pattern “force-duration, spatial and temporal summation properties, one-way conduction, synaptic delay, absolute and relative refractoriness and exaltation phases, rhythm transformation properties and subliminal summation, frequency versus amplitude excitation, accommodation - some other properties of nervous tissue.

Эта цель достигаетс тем, что входна интегрирующа цепь соединена с управл ющим электродом тиристора. Последовательно с управл емым тиристором включены неуправл емый тиристор и резистор, а параллельно этой цепи включен конденсатор.This goal is achieved in that the input integrating circuit is connected to the thyristor control electrode. An unmanaged thyristor and a resistor are connected in series with the controlled thyristor, and a capacitor is connected in parallel with this circuit.

Схема предлагаемого устройства изображена на чертеже.The scheme of the proposed device shown in the drawing.

Она содержит суммирующий конденсатор J, резисторы 2, диод 3, управл емый тиристор 4 и неуправл емый 5, токоограничивающий резистор 6, накопительный конденсатор 7 и нагрузочные резисторы 8 и 9.It contains a summing capacitor J, resistors 2, a diode 3, a controlled thyristor 4 and an uncontrolled 5, a current limiting resistor 6, a storage capacitor 7 and load resistors 8 and 9.

Во входную интегрирующую цепочку, состо щую из конденсатора / и входных резисторов 2, включен диод 3 дл предотвращени разр да конденсатора / через генератор входных сигналов. Интегрирующа цепочка соединена с управл ющим электродом тиристора 4. Последовательно с этим тиристором включеныA diode 3 is connected to the input integrating circuit consisting of a capacitor / and the input resistors 2 to prevent the capacitor from discharging / through the input signal generator. The integrating circuit is connected to the control electrode of the thyristor 4. In series with this thyristor are included

неуправл емый тиристор 5, резистор 8 и токоограничивающий резистор 6. Параллельно цепи элементов 5-4-8 подключены последовательно соединенные конденсаторы 7 и резистор 9.uncontrolled thyristor 5, resistor 8 and current limiting resistor 6. Parallel-connected circuit of elements 5-4-8 are connected in series capacitors 7 and resistor 9.

Каждый вход модели может быть и возбуждающим (если на него подаетс положительный сигнал) и тормоз щим (если подан отрицательный сигнал). Все входные сигналы суммируютс на конденсаторе /, причем вес каждого входа определ етс величиной соответствующего сопротивлени из входных резисторов 2. В исходном положении тиристоры 4 и 5 наход тс в состо нии низкой проводимости, благодар чему конденсатор 7 зар жен от источника питани через резисторы 8 9 почти до напр жени питани .Each input of the model can be both exciting (if a positive signal is given to it) and inhibitory (if a negative signal is given). All input signals are summed at the capacitor /, and the weight of each input is determined by the value of the corresponding resistance from the input resistors 2. In the initial position, the thyristors 4 and 5 are in a low conductivity state, whereby the capacitor 7 is charged from the power source through resistors 8 9 almost to the supply voltage.

Если суммарное воздействие входных сигналов превыщает порог, т. е. ток управл ющего электрода тиристора 4 становитс достаточноIf the total effect of the input signals exceeds the threshold, i.e. the current of the control electrode of the thyristor 4 becomes sufficient

большим, тиристор 4 открываетс . В результате этого все напр жение обкладок конденсатора 7 оказываетс приложенным к неуправл емому тиристору 5, и он тоже открываетс . Происходит разр д конденсатора 7 через тиристоры 4 и 5 и резисторы 6 и 9, в результате чего формируютс выходные сигналы (потенциалы действи ) - положительные на резисторе 8 и отрицательные на резисторе 9.a large, thyristor 4 opens. As a result, the entire voltage of the plates of the capacitor 7 is applied to the uncontrolled thyristor 5, and it also opens. The capacitor 7 is discharged through the thyristors 4 and 5 and the resistors 6 and 9, as a result of which the output signals (action potentials) are formed - positive on the resistor 8 and negative on the resistor 9.

Когда ток разр да уменьшаетс до величины , равной току обратного переключени тиристора 5, этот тиристор закрываетс и вновь происходит зар д конденсатора 7 от источника питани .When the discharge current is reduced to a value equal to the reverse switching current of the thyristor 5, this thyristor is closed and the capacitor 7 is charged again from the power source.

Вторичное срабатывание схемы становитс возможным только тогда, когда напр жение на обкладках конденсатора достигает величины , равной напр жению пр мого переключени тиристора 5. Если же суммарный входнойThe secondary operation of the circuit becomes possible only when the voltage on the capacitor plates reaches a value equal to the direct switching voltage of the thyristor 5. If the total input

сигнал имеет подпороговую величину, то срабатывани не произойдет, так как закрыт тиристор 4. В этом случае схема вернетс в исходное положение.Since the signal has a subliminal value, the operation will not occur, since thyristor 4 is closed. In this case, the circuit will return to its original position.

Предмет изобретени Subject invention

Устройство дл моделировани нейрона, содержащее входную интегрирующую цепочку, резисторы, конденсатор и тиристоры, отличающеес тем, что, с целью расширени класса решаемых задач, в нем управл ющий электрод первого тиристора соединен со входной интегрирующей цепочкой, в анодную цепь первого тиристора включен второй тиристор, а в катодную цепь - нагрузочный резистор, причем между эмиттером второго тиристора и первым резистором включены последовательно соединенные конденсатор и второй резистор.A device for simulating a neuron, containing an input integrating chain, resistors, a capacitor and thyristors, characterized in that, in order to expand the class of problems to be solved, the first thyristor control electrode is connected to the input integrating chain in it, the second thyristor is connected to the anode circuit of the first thyristor, and a load resistor is placed in the cathode circuit, with a series-connected capacitor and a second resistor connected between the emitter of the second thyristor and the first resistor.

ТT

tt

1one

caca