Мажоритарное устройство

Мажоритарное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТБЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено -1709.79 (21) 2819 737/18-24 (1) М. КЛ с присоединением заявки Йо

G 06 F 11/00

Н 03 К 19/42

Государственный комнтет

СССР но делам нзобретеннй н отнрытнй (23) Приоритет

Опубликовано 07.11.81, Бюллетень М 41

Дата опубликования описания 07. 11. 81 (53) УДК 621. 37 4. 3 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.Е.Большаков и Ю.Н.Родионов (71) Заявитель (54) МАЖОРИТАРНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к радиоэлектронной технике, а именно к устройствам, выполняющим мажоритарное преобразование аналоговых сигналов, заданных электрическим напряжением (током) °

Известно аналоговое мажоритарное устройство, имеющее одновременно высокую точность, быстродействие, способность сохранять работоспособность при отказе элементов, входящих в их состав. Оно содержит три усилителя и отрицательные обратные связи с выхода устройства на входы усилителей (1) .

При использовании операционных 15 усилителей такое устройство обеспечи- . вает высокие метрологические характеристики при выполнении линейных и нелинейных операций с выходными сигналами, связанных с мажоритарными. 20 преобразованиями.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является аналоговое мажоритарное устройство, содержащее три усилителя, ко входу каж-25 дого из которых подключены первые выводы двух резисторов, второй вывод одного из которых подключен к входной шине, а вывод другого — к выходной шине, шесть ключевых элементов, ЗО выполненных на транзисторах типа п-р-п,: шесть резисторов, первый. вывод каждого из которых соединен с базой соответствующего транзистора, вторые выводы резисторов попарно соединены с тремя разными выходами усилителей, седьмой резистор, включенный между выходом устройства и отрицательной шиной источника питания, и четыре радиатора (2) . Устройство сохраняет работоспособность при одном отказе любого транзистора или базового резистора.

Недостатками этих устройств явля" ются топологическая особенность электрической схемы, в силу которой невозможно применение транзисторов с объединенными выводами, узкий диапазон изменения выходного напряжения и недостаточная надежность схемы.

Целью изобретения является повышение надежности, уменьшение габаритов и веса устройства.

Эта цель достигается тем, что в предложенном мажоритарном устройстве, содержащем три усилителя, ко входу каждого иэ которых подключены первые выводы двух резисторов, второй вывод одного из которых подключен к входной шь.не, а вывод другого - к выход879590

Формула изобретения ной шине, шесть ключевых элементов, выполненных на транзисторах типа п-р-п, шесть резисторов, пер::ый вывод каждого из котс:рых соединен с базой ссответствуюде-.о тp-à:.нзистора,. вторые выводы реэисторо«- соединены попарно с тремя.раз 1ыми выходами усилителей, седьмой резистор, включенный межд,у выходом y :Tp: ..»йстна. и отри цатель11ой шиной источника питания,. транзисторы включены в дне параллель-ные цепи так, что в каждой цепи эмиттер первого соединен с коллектором второго, эмиттер второго — с коллектором третьего. Коллекторы первых транзисторов соединены с положительной шиной источника питания, эмиттеры третьих — с выходной шиной. Коллекторы и эмиттеры соответствующих

Tpc. .11çè<:T<)po » соединеl-II»1 гопарно.

На чертеже представлена электрическая схема мажоритарного устройства.

Устройство содержит -ои усилителя 1-3 с отдельными идентичными цепями 4-5,6-7,8-9, отрицательной обратной связи с выхода 10 устройства, шесть п-р-п-транэисторон 11-16, соединенных последовательно з две па-раллельные цепи 11, 13,, 15, и 12,14, 16. При этом эмиттер первого транзистора (например, 11) соединен с коллектором второго транзи= òîðà 13, эмиттер второго транзистора 13 соединен с коллектором третьего транзистора 15. Коллекторы первых транзисторов 11, 12 соединены с положительнои шиной 17 источника питания, эмиттеры третьих транзисторов 15, 16 — с выходами 10 устройства. Коллекторы и эмиттеры транзисторов 11 и 12, 13 и 14, 15 и 16 попарно соединены, Между выходом 10 и отрицательной шиной

18 источника питания включен седьмой резистор 19. Первый вывод каждого из .шести резисторов 20-2 соединен с базой соответствующего транзистора 1116. Вторые выводы резисторов 20-25 попарно соединены с выходами соответствующих усилителей 1-3. На входы

26-28 подаются входные напряжения.

Устройство работает следующим образом.

Пары параллельно включенных транзисторон (11 и 12, 13 и 14, 15 и 16) образуют схемы выделения максимального сигнала из двух. Ток, протекающий.через пару транзисторов (например 11, 12), определяется наиболее открытым1 транзистором.

Пары транзисторов (11 и 12, 13 и

14, 15 и 16), включенные последовав тельно с резистором 19, образуют схему с общим коллектором и выделяют на резисторе 19 минимальный сигнал их трех, Напряжение на резисторе 19 зависит от тока, протекающего через три пары транзисторов и определяется наиболее закрытой парои транзисторов.

)0

"«()

»

4О

В совокуГ1ности последовательность н;.,бор-. максимального сигнала из каждых -нух вхоцных напряжений, а затем выбор минимальноо сигнала из трех определяют на выходе среднезыборочное значение напряжения трех входных сигналов.

Взаимодействие схемы выделения медианы (элементы 11-25) с тремя усилителями 1-3, обеспечиваемое цепями

4-9 отрицательной обратной связи, обеспечивает существенное увеличение точности выделения медианы. При высоких (пусть равных) значениях коэффициентов усиления .усилителей (даже при незначительном неравенстве напряжений на входах 26-28 или при незначительной неидентичности цепей 4 и 5, б и 7, 8 9) выходные напряжения усилителей 1-3 резко отличаются друг от друга. На ныходе одного из них предельно высокий уровень, на выходе другого — предельно низкий, а на выходе третьего — промежуточный, изменяющийся в зависимости от текущего значения медианы входных напряжений.

Вместе со схемой 11-25 выделения медианы этот усилитель, например 1, функционирует как операционный и коэффициент передачи со входа 26 на выход 10 определяется только параметрами цепи 4,5 обратной связи, При этом погрешности выполнения операций с входными сигналами, в том числе мажоритарного преобразования, могут быть малыми, так как определяются практически только параметрами усилителей м цепей обратной связи.

В реальном работоспособном устройстве все усилители всегда находятся

B различных состояниях. Резисторы

20-25 ограничинают базовый ток транзисторов 11-16.

Короткое замыкание или обрыв резистора 19 приводит к отказу устройства. Для исключения этого отказа устройства резистор 19 поэлементно резервируется (на черт. не показано).

При отказе любого элемента устройство остается работоспособным, так как в нем осуществляется операция мажориронания относительно последствий этих отказов.

Использование изобретения позноляет повысить надежность устройства, уменьшить на 20-25% габариты и вес устройства путем уменьшения количества»дискретных элементов схемы и сокращения количества радиаторов, в том числе при отказе любого элемента устройства.

Мажоритарное устройство, содержащее три усилителя, ко входу каждого из которых подключены первые выводы двух резисторов, второй вывод одного

879590

ВНИИПИ Заказ 9722/20 Тираж 748 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä,óë.Проектная,4 из которых подключен к входной мине, а вывод другого — к выходной шине, шесть ключевых элементов, выполненных на транзисторах типа п-р-п, шесть резисторов, первый вывод каждого из которых соединен с базой соответствующего транзистора, вторые выводы резисторов соединены попарно с тремя разными выходами усилителей, седьмой резистор, включенный между выходом устройства и отрицательной шиной источника питания, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения надежности, уменьшения габаритов и веса устройства, транзисторы включены в две параллельные цепи так,что в каждой цепи эмиттер первого соединен с коллектором второго, эмиттер второго соединен с коллектором третьего, коллекторы первых транзисторов соединены с положительной шиной источника питания, эмиттеры третьих соединены с выходной шиной, при этом коллекторг и эмиттеры соответствующих транзисторов соединены попарно, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гильбо Ь .П., Челпанов И.Б, Обработка сигналов на основе упорядоченного выбора. М., Сов. Радио

1975, с. 318, рис. 7, 17 °

2. Там же, с. 314, 315, рис.. 7, 13 (прототип).