RU2229159C1 - Rank filter - Google Patents

Abstract

FIELD: computer engineering. SUBSTANCE: device has relators, each of which includes comparator, closing switches and breaking switches. EFFECT: lesser costs of manufacture. 3 dwg

Description

The invention relates to automation and analog computing, and can be used to build functional units of analog computers, means of automatic regulation and control, analog processors, etc.

Known rank filters (see, for example, figure 1 in the description of the invention to the patent of the Russian Federation 2124754, CL G 06 G 7/52, 1999), which provide the choice of the minimum, median or maximum of the three input analog signals.

The reason that impedes the achievement of the technical result indicated below when using known rank filters includes limited functionality, due to the fact that processing of four input analog signals is not allowed.

The closest device of the same purpose to the claimed invention in terms of features is the rank filter adopted in the prototype (FIG. 1 in the description of the invention to RF patent 2171496, class G 06 G 7/52, 2001), which contains six relators and provides the choice of the minimum, supraminimum, submaximal or maximum of the four input analog signals.

The reason that impedes the achievement of the technical result indicated below when using the prototype includes high hardware costs.

The technical result of the invention is to reduce hardware costs while maintaining the functionality of the prototype.

) реляторе выход компаратора подсоединен к первому входу булевого элемента “исключающее ИЛИ”, второй вход которого является входом управления i-го релятора, а выход соединен с управляющим входом первого и второго ключей, особенность заключается в том, что в j-й (

) релятор введены третий и четвертый ключи, выполненные соответственно замыкающим и размыкающим и подсоединенные выходами к дополнительному выходу j-го релятора, первый и второй входы которого соединены соответственно с входом четвертого и входом третьего ключей, подсоединенных управляющим входом к выходу компаратора и управляющему входу первого, второго ключей, первый, второй входы первого и первый, второй входы второго реляторов подключены соответственно к первому, второму и третьему, четвертому информационным входам рангового фильтра, выход и дополнительный выход первого релятора соединены соответственно с первым входом четвертого и первым входом третьего реляторов, выход и дополнительный выход второго релятора подключены соответственно к второму входу третьего и второму входу пятого реляторов, а выход и дополнительный выход третьего релятора соединены соответственно с вторым входом четвертого и первым входом пятого реляторов, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам шестого релятора, подсоединенного выходом к выходу рангового фильтра, первый - третий управляющие входы которого образованы соответственно входами управления четвертого - шестого реляторов.The specified technical result during the implementation of the invention is achieved by the fact that in a rank filter containing six relators, each of which contains a comparator, the non-inverting and inverting inputs of which are connected respectively to the input of the first and the input of the second key, respectively made by closing and opening and connected to the output of the relay , the first and second inputs of which are connected respectively with the non-inverting and inverting inputs of the comparator, in the i-th

) to the relator, the comparator output is connected to the first input of the exclusive OR boolean element, the second input of which is the control input of the i-th relay and the output is connected to the control input of the first and second keys, the peculiarity is that in the j-th

) the relator introduced the third and fourth keys, respectively made by closing and opening and connected by outputs to the additional output of the j-th relay, the first and second inputs of which are connected respectively to the input of the fourth and input of the third keys connected by the control input to the output of the comparator and the control input of the first, second keys, the first, second inputs of the first and first, second inputs of the second relators are connected respectively to the first, second and third, fourth information inputs of a rank filter RA, the output and additional output of the first relator are connected respectively to the first input of the fourth and first input of the third relator, the output and additional output of the second relay are connected respectively to the second input of the third and second input of the fifth relator, and the output and additional output of the third relator are connected respectively to the second input the fourth and first inputs of the fifth relators, the outputs of which are connected respectively to the first and second inputs of the sixth relay, connected by the output to the output of the rank fil tra, the first - sixth relators - the third control inputs of the fourth control inputs which are formed respectively.

Figure 1 presents a diagram of the proposed rank filter. Figure 2 shows the diagram of the relators used in the construction of the specified filter.

) дополнительно содержит третий 3₃ и четвертый 3₄ ключи, выполненные соответственно замыкающим и размыкающим, а релятор 1_i, (фиг.2б) (

) дополнительно содержит булевый элемент “исключающее ИЛИ” 4, причем в каждом реляторе неинвертирующий и инвертирующий входы компаратора 2 соединены соответственно с входами ключей 3₁ и 3₂, подсоединенных выходами к выходу релятора, первый и второй входы которого соединены соответственно с неинвертирующим и инвертирующим входами компаратора 2, в реляторе 1_i, выход компаратора 2 подсоединен к первому входу элемента 4, второй вход которого является входом управления релятора 1_i, а выход соединен с управляющим входом ключей 3₁, 3₂, в реляторе 1_j выходы ключей 3₃ и 3₄ соединены с дополнительным выходом релятора 1_j, первый и второй входы которого соединены соответственно с входами ключей 3₄ и 3₃, подсоединенных управляющим входом к выходу компаратора 2 и управляющему входу ключей 3₁, 3₂, первый, второй входы релятора 1₁ и первый, второй входы релятора 1₂ подключены соответственно к первому, второму и третьему, четвертому информационным входам рангового фильтра, выход и дополнительный выход релятора 1₁ соединены соответственно с первыми входами реляторов 1₄ и 1₃, выход и дополнительный выход релятора 1з подключены соответственно к вторым входам реляторов 1₃ и 1₅, а выход и дополнительный выход релятора 1₃ соединены соответственно с вторым входом релятора 1₄ и первым входом релятора 1₅, выходы реляторов 1₄ и 1₅ подключены соответственно к первому и второму входам релятора 1₆, подсоединенного выходом к выходу рангового фильтра, первый - третий управляющие входы которого образованы соответственно входами управления реляторов 1₄–1₆.The rank filter contains relators 1 ₁ -1 ₆ . Each relator contains a comparator 2, the first 3 ₁ and second 3 ₂ keys, respectively made closing and opening, relator 1 _j (figa) (

) additionally contains the third 3 ₃ and fourth 3 ₄ keys made respectively closing and opening, and the relator 1 _i , (fig.2b) (

) additionally contains an exclusive OR boolean element 4, wherein in each relay the non-inverting and inverting inputs of the comparator 2 are connected respectively to the inputs of the keys 3 ₁ and 3 ₂ connected by the outputs to the output of the relator, the first and second inputs of which are connected respectively to the non-inverting and inverting inputs comparator 2 in relator 1 _i, the output of comparator 2 is connected to the first input element 4, a second input which is the input control relator 1 _i, and an output coupled to the control input of the key 3 _1, 3 _2, in relator 1 _j keys outputs 3 ₃ and 3 ₄ are connected to an additional output relator 1 _j, the first and second inputs of which are connected to inputs of, respectively, the key 3 _4, 3 ₃ connected the control input to the output of the comparator 2 and the control input of the key 3 _1, 3 _2, the first, second inputs of the relator 1 ₁ and the first, second inputs of the relator 1 _{2 are} connected respectively to the first, second and third, fourth information inputs of the rank filter, the output and additional output of the relator 1 _{1 are} connected respectively to the first inputs of the relators 1 ₄ and 1 ₃ , output and complement th output relator 1h are connected to second inputs of relators March ₁ and May _1, and an output and an auxiliary output relator January ₃ are connected respectively to the second input relator April ₁ and first input relator 1 to ₅ outputs relators ₁ April and May ₁ are connected respectively to the first and the second inputs of the relator 1 ₆ connected by the output to the output of the rank filter, the first and third control inputs of which are formed respectively by the control inputs of the relators 1 ₄ –1 ₆ .

) больше либо меньше сигнала на его втором входе, то ключи 3₁, 3₃ соответственно замкнуты либо разомкнуты, а ключи 3₂, 3₄ соответственно разомкнуты либо замкнуты. Следовательно, релятор 1_j будет выделять на своих выходе и дополнительном выходе соответственно наибольший и наименьший из сигналов, действующих на его первом, втором входах. Если на входе управления релятора 1_i, (

) присутствует логический “0” (логическая “1”) и сигнал на его первом входе больше либо меньше сигнала на его втором входе, то ключ 3₁ соответственно замкнут (разомкнут) либо разомкнут (замкнут), а ключ 3₂ соответственно разомкнут (замкнут) либо замкнут (разомкнут). Следовательно, если на входе управления релятора 1_i, присутствует лог. “0” (лог.“1”), то этот релятор будет выделять на своем выходе наибольший (наименьший) из сигналов, действующих на его первом и втором входах. Таким образом, операция, воспроизводимая предлагаемым фильтром, определяется выражениемThe work of the proposed rank filter is as follows. At its first and fourth information inputs, analog signals (voltages) χ ₁ -χ ₄ to be processed are respectively supplied; on its first, second, and third control inputs, the necessary control signals ƒ ₁ , ƒ ₂ , ƒ ₃ ∈ {0,1} are respectively fixed. If the signal at the first input of the relay 1 _j (

) is there more or less signal at its second input, then the keys 3 ₁ , 3 _{3 are} respectively closed or open, and the keys 3 ₂ , 3 _{4 are} respectively open or closed. Therefore, the relator 1 _j will select at its output and additional output, respectively, the largest and smallest of the signals acting on its first, second inputs. If at the control input of the relator 1 _i , (

) there is a logical “0” (logical “1”) and the signal at its first input is more or less than the signal at its second input, then key 3 _{1 is} respectively closed (open) or open (closed), and key 3 _{2 is} respectively open (closed ) is either closed (open). Therefore, if at the control input of the relator 1 _i , there is a log. “0” (log. “1”), then this relator will select at its output the largest (smallest) of the signals acting on its first and second inputs. Thus, the operation reproduced by the proposed filter is determined by the expression

и · обозначены соответственно операции mах и min. При этом ранговый фильтр (фиг.1) содержит 6 компараторов, 18 ключей и 3 булевых элемента “исключающее ИЛИ”. Отметим, что в состав прототипа входят 11 компараторов, 22 ключа и 11 булевых элементов “исключающее ИЛИ”.where symbols

and · the operations max and min, respectively, are indicated. At the same time, the rank filter (Fig. 1) contains 6 comparators, 18 keys and 3 “exclusive OR” Boolean elements. Note that the prototype includes 11 comparators, 22 keys, and 11 “exclusive OR” booleans.

The above information allows us to conclude that the proposed rank filter provides the choice of the minimum, supraminimum, submaximal or maximum of the four input analog signals and has lower hardware costs compared to the prototype.

Claims (1)

A rank filter containing six relators, each of which contains a comparator, the non-inverting and inverting inputs of which are connected respectively to the input of the first and second input of the keys, respectively made by closing and opening and connected by outputs to the output of the relator, the first and second inputs of which are connected respectively to non-inverting and the inverting inputs of the comparator, in the i-th

) to the relay, the comparator output is connected to the first input of the Exclusive OR Boolean element, the second input of which is the control input of the i-th relay, and the output is connected to the control input of the first and second keys, characterized in that in the j-th

) the relator introduced the third and fourth keys, respectively made by closing and opening and connected by outputs to the additional output of the j-th relay, the first and second inputs of which are connected respectively to the input of the fourth and input of the third keys connected by the control input to the output of the comparator and the control input of the first, second keys, the first, second inputs of the first and first, second inputs of the second relators are connected respectively to the first, second and third, fourth information inputs of a rank filter RA, the output and additional output of the first relator are connected respectively to the first input of the fourth and first input of the third relator, the output and additional output of the second relay are connected respectively to the second input of the third and second input of the fifth relator, and the output and additional output of the third relator are connected respectively to the second input the fourth and first inputs of the fifth relators, the outputs of which are connected respectively to the first and second inputs of the sixth relay, connected by the output to the output of the rank fil tra, first to third control inputs of the fourth control inputs which are formed respectively - sixth relators.

Images