Многопороговое устройство

(51)03 5/153 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Кипко Виталий Юрьевич Молчанов Юрий Иванович Письменов Александр Владимирович Скубилин Михаил Демьянович(72) Авторы Кипко Виталий Юрьевич Молчанов Юрий Иванович Письменов Александр Владимирович Скубилин Михаил Демьянович(73) Патентообладатель Кипко Виталий Юрьевич Молчанов Юрий Иванович Письменов Александр Владимирович Скубилин Михаил Демьянович(57) Многопороговое устройство, содержащее группу изпороговых элементов, соединенных первыми входами с соответствующими первыми входами для подачи информационных сигналов устройства, и элемент задержки, отличающееся тем, что содержит регулятор порога, соединенный первым входом со вторым входом для подачи допустимого значения информационного сигнала по любому из первых входов устройства, вторым входом - со вторыми выходами пороговых элементов, а выходом - со вторыми входами пороговых элементов, первый элемент ИЛИ, соединенный выходом с первым выходом устройства, при этом первые выходы пороговых элементов соединены с соответствующими входами первого элемента ИЛИ и с соответствующими вторыми выходами устройства, группу изпервых формирователей импульсов, соединенных входами с первыми 7763 1 2006.02.28 выходами пороговых элементов, второй формирователь импульсов, соединенный входом с выходом первого элемента ИЛИ, второй элемент ИЛИ, соединенный входами с выходами первых и второго формирователей импульсов, а выходом - со входом элемента задержки, и преобразователь позиционного кода в последовательный двоичный, двоичнодесятичный или числоимпульсный код, соединенный соответствующими первыми входами с выходом первого элемента ИЛИ и с первыми выходами соответствующих пороговых элементов, вторым входом - с выходом элемента задержки, а выходом - с третьим выходом устройства. Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах автоматики и вычислительной техники при управлении сложными технологическими объектами, функционирующими в нечеткой обстановке. Известно многопороговое устройство (Гарицин А.Г., Негоденко О Многопороговые двухполюсники с отрицательным сопротивлением. - В сб. Функциональные микроэлектронные устройства и их элементы. Вып. 5. - ., 1981), содержащее цепочку последовательно соединенных резисторов и цепочку биполярных транзисторов, нагруженных на общий резистор. Недостаток известного устройства - одноканальность по входу, фиксированная дискретность и ограниченность разрешающей способности устройства, неуправляемость порогами срабатывания, что требует предварительной нормализации входных сигналов,температурная нестабильность между входным и выходным сопротивлениями и наличие завалов переднего и заднего фронтов выходного сигнала, что ограничивает его применение в системах автоматического управления, а также наличие единственного выхода и неприменимость для контроля состояния группы однородных объектов, что существенно ограничивает его применение в системах дискретной автоматики. Известно многопороговое устройство (А.с. СССР 609209, ПК Н 03 К 3/29, Н 03 К 5/20, 1978), содержащее 1 каскадов на биполярных транзисторах, источник питания,сток транзисторов первого каскада подключен к одному полюсу источника питания, затвор через резистор соединен со стоком и черезрезисторов подключен к стокам транзисторов каждого изостальных каскадов и к другому полюсу источника питания, причем между полюсами источника питания включен делитель напряжения из (1)-го резисторов, а каждый извыводов делителя напряжения - к затвору полевого транзистора соответствующего каскада. Недостатки известного устройства - одноканальность по входу, фиксированная дискретность управления порогами срабатывания, температурная нестабильность, низкое входное и выходное сопротивление, наличие завалов фронтов выходных сигналов, ограниченность разрешающей способности устройства и неприменимость для контроля состояния группы однородных объектов, что ограничивает его функциональные возможности и применимость в системах дискретной автоматики и вычислительной техники. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является многопороговое устройство (А.с. СССР 1508341, ПК Н 03 К 5/153, 1989), содержащее входную шину, соединенную с первыми входамикомпараторов, резистивный делитель напряжения, соединенный со вторыми входамикомпараторов, (1) элементов И, выходы которых соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ-НЕ,элементов задержки, выходы которых, кроме первого, соединены с первыми входами соответствующих элементов И, инвентор, прямые выходы всех компараторов, кроме самого старшего по разряду, соединены со входами элементов задержки, вторые входы элементов И соединены с инверсными выходами более старшего по разряду компаратора, прямой выход самого старшего по разряду компаратора, через последовательно соединенные с соответствующими входами элемента ИЛИ-НЕ, выход которого образует выход устройства. 2 7763 1 2006.02.28 Недостатки известного устройства - одноканальность по входу, неприменимость для контроля состояния группы однородных объектов и, как следствие, ограниченность функциональных возможностей. Задача изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет возможности параллельного контроля совокупности однородных объектов, вывода информации в форме, удобной для передачи по каналу связи, в двоичном или числоимпульсном и позиционном кодах, об объекте с экстремальным состоянием и повышением разрешающей способности устройства. Технический результат изобретения состоит в расширении функциональных возможностей за счет обеспечения контроля значений входных величин при варьируемом в широких пределах и автоматически пороге срабатывания пороговых элементов, в зависимости от текущего состояния входных величин (параметров объектов контроля), а также вывода информации об адресе объекта контроля с экстремальным состоянием. Технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее группу изпороговых элементов, соединенных первыми входами с соответствующими первыми входами для подачи информационных сигналов устройства, и элемент задержки, введены регулятор порога, соединенный первым входом со вторым входом для подачи допустимого значения информационного сигнала по любому из первых входов устройства, вторым входом - со вторыми выходами пороговых элементов, а выходом - со вторыми входами пороговых элементов, первый элемент ИЛИ, соединенный выходом с первым выходом устройства, при этом первые выходы пороговых элементов соединены с соответствующими входами первого элемента ИЛИ и с соответствующими вторыми выходами устройства, группу изпервых формирователей импульсов, соединенных входами с первыми выходами пороговых элементов, второй формирователь импульсов, соединенный входом с выходом первого элемента ИЛИ, второй элемент ИЛИ, соединенный входами с выходами первых и второго формирователей импульсов, а выходом - со входом элемента задержки, и преобразователь позиционного кода в последовательный двоичный, двоичнодесятичный или числоимпульсный код, соединенный соответствующими первыми входами с выходом первого элемента ИЛИ и с первыми выходами соответствующих пороговых элементов, вторым входом - с выходом элемента задержки, а выходом - с третьим выходом устройства. Наличие элементов новизны, указанных выше, и обеспечение обработки информации параллельно о совокупности объектов соответствуют критерию новизны и охраноспособности предмета изобретения. Схема устройства приведена на фиг. 1, а на фиг. 2 приведены временные диаграммы потенциалов на входах и выходах устройства, поясняющие принцип его функционирования. Многопороговое устройство содержитпервых (информационных) входов 1 (111)(для подачи информационных сигналов), второй вход (вход ввода допустимого уровня входных сигналов),пороговых элементов 3 (313), соединенных первыми (информационными) входами с одноименными входами 1 устройства, регулятор порога 4, соединенный первым входом со входом 2 устройства, вторым входом - со вторыми (управляющими) выходамипороговых элементов 3, а выходом - со вторыми (управляющими) входамипороговых элементов 3, первый элемент ИЛИ 5, соединенный входами с первыми выходамипервых формирователей импульсов (формирователи переднего фронта импульса) 6, соединенных входами с первыми выходамипороговых элементов 3 соответственно, второй формирователь импульсов (формирователь заднего фронта импульсов) 7, соединенный входом с выходом элемента ИЛИ 5, второй элемент ИЛИ 8, соединенный входами с выходами формирователей импульсов 6 (616) и 7, элемент задержки 9, соеди 3 7763 1 2006.02.28 ненный входом с выходом элемента ИЛИ 8, преобразователь информации 10 (преобразователь позиционного кода в последовательный двоичный, двоично-десятичный или числоимпульсный код, в зависимости от требований присоединяемого индикатора или вторичного устройства управления), соединенный входами с выходом элемента ИЛИ 5 и первыми выходами пороговых элементов 3 (313), первый выход 11, соединенный с выходом элемента ИЛИ 5,вторых выходов 12 (12112), соединенные с первыми выходами пороговых элементов 3 (313) соответственно, и третий выход 13, соединенный с выходом преобразователя 10 (преобразователя позиционного кода в последовательный двоичный, двоично-десятичный или числоимпульсный код). Многопороговое устройство работает следующим образом. В исходном состоянии входы 1 (111) обнулены, на вход 2 подается допустимое значение д входного информационного сигнала по любому из входов 1, первые и вторые выходы пороговых элементов 3 (313) обнулены, на выходе регулятора порога 4 присутствует сигнал П-Д (см. фиг. 2.а), выходы элементов ИЛИ 5 и 8, формирователей 6(616) и 7, элемента задержки 9 и преобразователя 10 обнулены, выходы устройства 11,12 (12112) и 13 обнулены. При подаче на входы 1 (111) сигналов 1, соответственно, состояние выходов пороговых элементов 3 (313) изменяется, в частности на первом выходе порогового элемента 3 (1 ), для которогоимеет максимальное в данный момент временизначение, устанавливается единичный потенциал, а на его втором выходе - потенциал, тогда на выходе регулятора порога 2 устанавливается потенциал ПД,которым по вторым входам все пороговые элементы 3, кроме элемента 3, на выходах генерируют нулевые потенциалы. На выходе элемента ИЛИ 5 устанавливается высокий(единичный) потенциал, по переднему фронту высокого потенциала на первом выходе порогового элемента 3 формирователь 6 генерирует короткий импульс высокого потенциала, через элемент ИЛИ 8 и элемент задержки 9, с задержкой во времени , этот импульс синхронизирует (запускает) преобразователь кодов 10 в результате на выходах 11, 12 устанавливаются высокие потенциалы (фиг. 2.б и фиг. 2.в), а на выходе 13 генерируется код,отражающий информацию о номере входа 1 с экстремальным значением . При наличии превышения , например , состояние первых и вторых выходов порогового элемента 3 изменяется, а выходы регулятора порога 4 и порогового элемента 3 изменяются, в результате чего на выходе формирователя 6 генерируется короткий импульс, которым через элементы ИЛИ 8 и задержки 9 запускается преобразователь 10, а на выходах 11, 12 (в позиционном коде) и 13 (в двоичном последовательном коде) генерируется соответствующая информация. В момент, когда наступает выполнение условияД по заднему фронту высокого потенциала на выходе элемента ИЛИ 5, формирователем 7 генерируется короткий импульс, которым преобразователь 10 генерирует информацию о выходе всехв полосе допуска..о., на выходе 11 имеет место высокий потенциал, отражающий факт выхода хотя бы одного из входных сигналов, на выходе 12 высокий потенциал отражает адрес параметра с экстремально большим значением , а на выходе 13 тот же адрес, но в последовательном целочисленном (или ином) коде. Устройство, за счет повышения разрешающей способности и возможности параллельного контроля, расширения числа входов и выходов, обладает расширенными функциональными возможностями, позволяет однозначно информировать об адресе источника экстремального параметра, передавать информацию по каналу связи в адрес потребителя и может быть реализовано как в дискретном, так и в интегральном исполнении. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.