[發(fā)明專利]可容錯的分形拓撲電路網(wǎng)絡結構

有效

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• 申請日: 2014-05-21
• 公開（公告）號: CN103973289B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發(fā)明（設計）人: 吳付崗;周繼昆;鄧婷;王蕾;張榮
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院總體工程研究所
• 主分類號: H03K19/00
• 分類號: H03K19/00
• 代理公司: 北京天奇智新知識產(chǎn)權代理有限公司11340
• 代理人: 楊春

技術領域

本發(fā)明涉及一種電路網(wǎng)絡結構，尤其涉及一種可容錯的分形拓撲電路網(wǎng)絡結構。

背景技術

在電子、電氣產(chǎn)品設計中，對于不同的使用環(huán)境，往往需要有針對性的進行產(chǎn)品的可靠性設計，容錯設計就是提高產(chǎn)品可靠性的一種常用方法，而對關鍵元件進行冗余設計又是容錯設計的一種最直接手段。一般的冗余設計包括雙模、三模冗余，模數(shù)較多的冗余設計由于電路復雜程度隨著模數(shù)的增加而增加，產(chǎn)品的可靠性增長不再明顯。尤其是對于一些串聯(lián)系統(tǒng)，或較為復雜的串并聯(lián)系統(tǒng)，僅使用簡單的雙模或三模冗余設計，也往往在產(chǎn)品體積、重量以及成本上付出很大代價。

此外，在電路設計中，當要求的電阻、電容、電感等元件值為非標準值時，必須使用多個元件進行串并聯(lián)才能得到需要的設計值。此時，如果在應用中還需要實現(xiàn)阻抗、容抗、感抗等參數(shù)的動態(tài)精確調(diào)整，則一般只能通過設置幾組已串并聯(lián)好的元件，然后通過開關按組切換，來達到不同阻值的動態(tài)調(diào)整。但這種方法僅適用于阻值調(diào)整范圍有限的情況下，當要求實現(xiàn)的阻值較多時，通過固定的串并聯(lián)組實現(xiàn)，就會帶來元件數(shù)量多、可靠性降低、產(chǎn)品體積大等缺點。

綜上，目前還沒有一種合理的電路結構，能夠實現(xiàn)較大范圍容錯或可方便調(diào)整電學參數(shù)同時保持電子元件的高利用率以減小整個電路體積的功能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種可容錯的分形拓撲電路網(wǎng)絡結構。

本發(fā)明通過以下技術方案來實現(xiàn)上述目的：

一種可容錯的分形拓撲電路網(wǎng)絡結構，包括基礎電路單元，所述基礎電路單元包括第一開關、第二開關、第三開關、第一功能元件和第二功能元件，所述第一開關的第一端與所述第一功能元件的第一端連接并作為所述基礎電路單元的第一連接端，所述第一開關的第二端分別與所述第二功能元件的第一端和所述第二開關的第一端連接，所述第一功能元件的第二端分別與所述第二開關的第二端和所述第三開關的第一端連接，所述第二功能元件的第二端和所述第三開關的第二端連接并作為所述基礎電路單元的第二連接端。

上述基礎電路單元中，通過三個開關可以實現(xiàn)兩個功能元件的任意隔離，或實現(xiàn)兩個功能元件的串聯(lián)或并聯(lián)連接，從而實現(xiàn)兩個功能元件的任意組合應用。

根據(jù)需要，所述基礎電路單元可以為一個，所述基礎電路單元的兩個連接端分別作為所述電路網(wǎng)絡結構的兩個連接端。

所述基礎電路單元也可以為任意多個，所述電路拓撲結構的總電路結構與所述基礎電路單元的電路結構相同，用某個所述基礎電路單元替換所述總電路結構的第一功能元件或第二功能元件形成電路單元，或者，用某個所述電路單元替換所述總電路結構的第一功能元件或第二功能元件形成電路；以此類推，最后形成所述電路網(wǎng)絡結構。這種替換、迭代的設計稱為分形設計，其分形理論的最基本特點是用分數(shù)維度的視角和數(shù)學方法描述和研究客觀事物，也就是用分形分維的數(shù)學工具來描述研究客觀事物，是一種已經(jīng)成熟應用的設計方法，但目前尚未應用于電路網(wǎng)絡結構的設計中；當利用所述基礎電路單元進行迭代構成新的電路網(wǎng)絡結構時，其分形迭代理論的最基本特點是結構的自相似性和標度不變性。根據(jù)需要，所述基礎電路單元可以做零次至任意次迭代，迭代也可以為全迭代或部分迭代，以生成所需的電路網(wǎng)絡結構。

根據(jù)實際應用需要，所述開關為機械開關或電子開關，也可以為其它所有可完成通斷功能的器件；所述第一功能元件和所述第二功能元件均為電子元件或集成芯片，也可以為其它完成特定功能的電路單元。

本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明所述電路網(wǎng)絡結構基于分形設計理論，能夠簡單、方便地實現(xiàn)復雜串并聯(lián)電路系統(tǒng)的較大范圍的容錯效果，可將電路網(wǎng)絡結構中任一出現(xiàn)故障的功能元件隔離在系統(tǒng)之外，并將備份的功能元件接入系統(tǒng)中；還可方便地用于動態(tài)調(diào)整電學參數(shù)，同時保持功能元件的高利用率以減小整個電路的體積、提高電路可靠性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述分形拓撲電路網(wǎng)絡結構中基礎電路單元的電路圖；

圖2是本發(fā)明所述分形拓撲電路網(wǎng)絡結構為一次迭代結構的電路圖，包含兩個基礎電路單元；

圖3是本發(fā)明所述分形拓撲電路網(wǎng)絡結構為二次部分迭代結構的電路圖，包含三個基礎電路單元。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明：