SU922809A1 - Устройство для. моделирования нейрона 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к аналоговому моделированию и предназначено для применения в сетях распознавания образов в качестве элемента определяющего координату входного сигнала, а также для временного сравнительного анализа входной функции.

Известно устройство для моделирования нейрона, содержащее сумматор, схемы сравнения, преобразователь нап'ряжения в частоту и формирователь выходных импульсов [1]..

Недостатаком известного устройства является низкая точность.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для моделирования нейрона, содержащее преобразователи частоты в напряжение, сумматор, схему сравнения, преобразователь напряжения в частоту и формирователь выходных импульсов 2 .

Недостатком известного устройства является отсутствие возможности

2

временного анализа выходной интегральной функции.

Цель изобретения - повышение точности моделирования.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее преобра зователи частоты в напряжение, выходы которых подключены к соответствую щим входам сумматора, выход которого соединен с первым входом первого блока сравнения, введены второй блок сравнения,- ключи, два блока запоминания и два блока вычитания, причем выход сумматора подключен к информационным входам первого, второго и третьего ключей, к первому входу второго блока сравнения и к первому входу первого блока вычитания, выход первого ключа соединен с' первым

_м входом первого блока запоминания, выход которого соединен с первым вхо дом второго блока вычитания и с вторым входом первого блока сравнения, выход·котЪрого соединен с управляю3

щим входом первого ключа, выходы второго и третьего ключей объединены и подключены к первому входу второго блока запоминания, выход которого подключен к управляющему входу второго ключа и к второму входу второго блока сравнения, выход которого соединен с управляющим входом третьего ключа, выход второго блока запоминания подключен к второму входу первого блока вычитания и второму входу второго блока вычитания, вторые входы блоков запоминания являются управляющими входами устройства, выходами которого являются выходы блоков запоминания и блоков вычитания.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит преобразователь 1 частоты в напряжение, сумматор 2, первый и второй блоки 3 и 4 сравнения, первый второй и третий ключи 5 “ 7, первый и второй блоки 8 и 9 запоминания, первый и второй блоки 10 и 11 вычитания, управляющие входы 12 и 13, выходы 14 - 17 уст ройст ва.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение с выхода сумматора 2, образующееся вследствие преобразования входных импульсных последовательностей преобразователями 1 и суммирования напряжения на'их входах, поступает на первый вход первого блока 3 сравнения. На втором ее входе в начале работы устройства нулевое напряжение. В результате ключ 5, нормальное положение которого закрыто, открывается напряжением выхода блока 3 и пропускает напряжение с выхода сумматора 2 на первый вход блока 8 запоминания напряжения. При открытом ключе 5 напряжение на выходе блока 8 равно входному напряжению.

Если напряжение на выходе сумматора 2 не возрастает, то напряжение на втором входе блока 3 сравнения уравнивает напряжение на ее первом входе и ключ 5 переходит к закрытое положение.

На выходе блока 8 после закрытия ключа 5 сохраняется напряжение, равное-напряжению на ее входе в момент закрытия ключа 5· Если некоторое время напряжение на выходе сумматора 2 повысится, то ключ 5 перей

922809 4

дет снова в открытое состояние, таи как напряжение на первом входе блока 3 сравнения превысит напряжение на ее втором входе. Таким образом ₅ ключ 5 открывается в момент, когда напряжение на выходе сумматора 2 превысит напряжение на выходе блока 8 запоминания и закрывается в случае равенства напряжений и если на(0 пряжение на выходе сумматора 2 будет .меньше напряжения на выходе блока 8.Таким образом блок 8 запоминает максимальное напряжение на данном этапе времени. Если напряжение на выхо15 де сумматора 2 меняется, то блок 8 запомнит максимальное напряжение, которое с момента включения устройства было на выходе сумматора.

В-противоположность этому блок 9 2о запоминания запоминает минимальное напряжение, которое было на выходе сумматора 2 с момента включения устройства.

Происходит это следующим обра25 зом.

Напряжение с выхода сумматора 2 через ключ 6, нормальное положение которого открытое, поступает на вход блока 9· Сразу же вслед за этим ₃₀ напряжение с выхода схемы запоминания закрывает ключ 6. Доступ на вход схемы запоминания для напряжения на выходе сумматора 2 открывается теперь только через ключ. 7, нормальное положение которого закрытое. ³⁵ Ключ 7 открывается только в том случае, если напряжение на втором входе блока 4 сравнения меньше напряжения на ее первом входе, т.е. в том случае, если напряжение на выходе сумматора 2 меньше, чем напряжение на выходе схемы 9· Ключ 7 от кроет ся, если напряжение на выходе сумматора 2 снизится меньше его начального (в момент включения устройства) напряжения. При колебании напряжения на выходе сумматора 2 на вход схемы запоминания поступает наименьшее напряжение, которое имело место за вре мя работы устройства на выходе сумма тора 2. Таким образом блок 9 запоминания отбирает наименьшее напряжение за время работы устройства.

На выходе 14 регистрируется наи-_; большее значение выходной функции ⁵⁵ устройства, а на выходе 15 " ее наименьшее значение. Наибольшая амплитуда функции регистрируется на выходе 16 и равна разнице максимального

5 922809

и минимального напряжений, которые имели место во время работы устройст ва.' Амплитуда текущей функции, равная· разности текущей функции и минимального напряжения регистриру- ; ется на выходе 17 вторых блоков вычитания.

При необходимости перестройки работы устройства сигнал подается на управляющие входы. При подаче Я сигнала на входы 12 и 13 происходит стирание памяти в блоках 8 и 9 запоминания и в последующей работе устанавливаются новые максимальный и минимальный уровни запоминающего- 1 ся напряжения. При подаче сигнала только на один из этих входов один из уровней запомйна'ющегося напряжения остается с учетом предыдущих входных сигналов, а второй уровень устанавливается в зависимости от последующих вслед за этим входных последоват ельностей.

Например, если устройство применяется в моделях прослеживающих гла- зодвигательных реакций, то максимальный и минимальный уровни напряжения (напряжение на выходах 14 и 15) показывают соответственно крайнее правое и крайнее левое (или верхнее и нижнее) положения поля зрения, а напряжение на выходе 17 - текущее положение рассматриваемого предмета. Если, например, левое поле зрения при данных прослеживающих движениях более информативно, то сигнал, поданный на вход 12 перестраивает координаты поля зрения и в результате чего левое поле зрения смещается больше к центру.

При использовании устройства в целях анализа работы гомеостаза, сивналы на выходах 14 и 15 показывают крайние отклонения гомеостаза от среднего значения в течение времени наблюдения, сигнал на выходе 16 показывает максимальную амплитуду возбуждения гомеостаза, а сигнал на выходе 17 “ текущее значение активности гомеостаза в привязке к перечисленным значениям. В этом случае, если гомеостаз регулирует какую-то функцию,то сигналы на выходах устройства несут в себе информацию о

динамике возбуждения гомеостаза и о том, какие критические уровни имеют место при перестройке гомеостаза.

5

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство для моделирования нейрона, содержащее преобразователи час0 тоты в напряжение, выходы которых подключены к соответствующим входам сумматора, выход которого соединен с первым входом первого блока сравнения, отличающееся тем,

   5 что, с целью повышения точности моделирования, в него введены второй блок сравнения, ключи, два блока запоминания и два блока вычитания, причем выход сумматора подключен к

   О информационным входам первого, второго и третьего ключей, к первому входу второго блока сравнения и к первому входу первого блока вычитз-ния, выход первого ключа соединен с

   5 первым входом первого блока запоминания, выход которого соединен с первым входом второго блока вычитания и с вторым входом первого блока сравнения, выход которого соединен

   О с управляющим входом первого ключа, выходы второго и третьего ключей объединены и подключены к первому входу второго блока запоминания, выход которого подключен к управляю₅ щему входу второго ключа и к второму входу второго блока сравнения, выход которого соединен с управляющим входом третьего ключа, выход второго блока запоминания подключен к

   О второму входу первого блока вычитания и второму входу второго блока вычитания, вторые входы блоков запоминания являются управляющими входами устройства, выходами которого

   и являются выходы блоков запоминания напряжения и блоков вычитания.