[實(shí)用新型]可容錯(cuò)的分形拓?fù)潆娐肪W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420260310.2
• 申請(qǐng)日: 2014-05-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203840318U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳付崗;周繼昆;鄧婷;王蕾;張榮
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)工程物理研究院總體工程研究所
• 主分類(lèi)號(hào): H03K19/00
• 分類(lèi)號(hào): H03K19/00
• 代理公司: 北京天奇智新知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11340
• 代理人: 楊春

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種電路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種可容錯(cuò)的分形拓?fù)潆娐肪W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

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

此外，在電路設(shè)計(jì)中，當(dāng)要求的電阻、電容、電感等元件值為非標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，必須使用多個(gè)元件進(jìn)行串并聯(lián)才能得到需要的設(shè)計(jì)值。此時(shí)，如果在應(yīng)用中還需要實(shí)現(xiàn)阻抗、容抗、感抗等參數(shù)的動(dòng)態(tài)精確調(diào)整，則一般只能通過(guò)設(shè)置幾組已串并聯(lián)好的元件，然后通過(guò)開(kāi)關(guān)按組切換，來(lái)達(dá)到不同阻值的動(dòng)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(dāng)要求實(shí)現(xiàn)的阻值較多時(shí)，通過(guò)固定的串并聯(lián)組實(shí)現(xiàn)，就會(huì)帶來(lái)元件數(shù)量多、可靠性降低、產(chǎn)品體積大等缺點(diǎn)。

綜上，目前還沒(méi)有一種合理的電路結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)較大范圍容錯(cuò)或可方便調(diào)整電學(xué)參數(shù)同時(shí)保持電子元件的高利用率以減小整個(gè)電路體積的功能。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的就在于為了解決上述問(wèn)題而提供一種可容錯(cuò)的分形拓?fù)潆娐肪W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的：

一種可容錯(cuò)的分形拓?fù)潆娐肪W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，包括基礎(chǔ)電路單元，所述基礎(chǔ)電路單元包括第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)、第三開(kāi)關(guān)、第一功能元件和第二功能元件，所述第一開(kāi)關(guān)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(chǔ)電路單元的第一連接端，所述第一開(kāi)關(guān)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(kāi)關(guān)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(kāi)關(guān)的第二端和所述第三開(kāi)關(guān)的第一端連接，所述第二功能元件的第二端和所述第三開(kāi)關(guān)的第二端連接并作為所述基礎(chǔ)電路單元的第二連接端。

上述基礎(chǔ)電路單元中，通過(guò)三個(gè)開(kāi)關(guān)可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)功能元件的任意隔離，或?qū)崿F(xiàn)兩個(gè)功能元件的串聯(lián)或并聯(lián)連接，從而實(shí)現(xiàn)兩個(gè)功能元件的任意組合應(yīng)用。

根據(jù)需要，所述基礎(chǔ)電路單元可以為一個(gè)，所述基礎(chǔ)電路單元的兩個(gè)連接端分別作為所述電路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的兩個(gè)連接端。

所述基礎(chǔ)電路單元也可以為任意多個(gè)，所述電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的總電路結(jié)構(gòu)與所述基礎(chǔ)電路單元的電路結(jié)構(gòu)相同，用某個(gè)所述基礎(chǔ)電路單元替換所述總電路結(jié)構(gòu)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(gè)所述電路單元替換所述總電路結(jié)構(gòu)的第一功能元件或第二功能元件形成電路；以此類(lèi)推，最后形成所述電路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這種替換、迭代的設(shè)計(jì)稱(chēng)為分形設(shè)計(jì)，其分形理論的最基本特點(diǎn)是用分?jǐn)?shù)維度的視角和數(shù)學(xué)方法描述和研究客觀(guān)事物，也就是用分形分維的數(shù)學(xué)工具來(lái)描述研究客觀(guān)事物，是一種已經(jīng)成熟應(yīng)用的設(shè)計(jì)方法，但目前尚未應(yīng)用于電路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中；當(dāng)利用所述基礎(chǔ)電路單元進(jìn)行迭代構(gòu)成新的電路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)時(shí)，其分形迭代理論的最基本特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)的自相似性和標(biāo)度不變性。根據(jù)需要，所述基礎(chǔ)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(luò)結(jié)構(gòu)。

根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要，所述開(kāi)關(guān)為機(jī)械開(kāi)關(guān)或電子開(kāi)關(guān)，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。

本實(shí)用新型的有益效果在于：

本實(shí)用新型所述電路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)基于分形設(shè)計(jì)理論，能夠簡(jiǎn)單、方便地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜串并聯(lián)電路系統(tǒng)的較大范圍的容錯(cuò)效果，可將電路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)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(dòng)態(tài)調(diào)整電學(xué)參數(shù)，同時(shí)保持功能元件的高利用率以減小整個(gè)電路的體積、提高電路可靠性。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型所述分形拓?fù)潆娐肪W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中基礎(chǔ)電路單元的電路圖；

圖2是本實(shí)用新型所述分形拓?fù)潆娐肪W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為一次迭代結(jié)構(gòu)的電路圖，包含兩個(gè)基礎(chǔ)電路單元；

圖3是本實(shí)用新型所述分形拓?fù)潆娐肪W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為二次部分迭代結(jié)構(gòu)的電路圖，包含三個(gè)基礎(chǔ)電路單元。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明：