Відомо, що формування умовного рефлексу полягає у виробленні у тварини певної реакції на байдужий для нього подразник Наприклад, якщо безпосередньо перед подачею їжі (безумовний подразник) включити звуковий сигнал (умовний подразник) і повторити це поєднання подразників кілька разів, то через деякий час якого навчають обєкт починає реагувати на звук так само, як на подачу їжі (умовний рефлекс) Рефлекс поступово згасає, якщо його періодично не підкріплює спільним впливом двох подразників

Автомат можна виконати у вигляді макета будь-якої тварини (наприклад, кролика), який

– реагує на безумовний подразник «їжа» світінням очей (запалюються світлодіоди, коли до морди кролика підносять магніт-морквину)

– не реагує на умовний подразник «світло»

– через кінцеве число наступних один за одним «світлових» і «харчових» подразників (з інтервалом не більше 3 с між ними) починає реагувати на світло так само, як і на їжу (світяться глазасветодіоди)

– через деякий час (близько 1 хв) забуває вироблений рефлекс

– при повторних формуваннях умовного рефлексу, виробляє його за менше число одночасних дій подразників

– на останньому етапі виробляє стійкий рефлекс на умовний подразник

Структурна та функціональні схеми, а також тимчасові діаграми на елементах схеми такого автомата, моделює формування умовного рефлексу у тварин, зображені на рис 80а-в [53]

Пристрій містить оперативну память і перший елемент І, на виході якого формується одиночний імпульс при подачі їжі (піднесенні магніту морквини до морди кролика) протягом 3 с після подачі подразника «Світло» Крім того, пристрій містить так звану «робочу память», на виході якої формується імпульс тривалістю 1 хв у разі заданого числа збігів у часі двох подразників Протягом цього часу всі імпульси, що формуються на виході блоку «оперативної памяті» при подачі подразника «Світло», надходять на другий елемент І В результаті світлодіоди (очі кролика) світяться як при подачі імпульсу «їжа», так і при подачі імпульсу «світло», поки на виході блоку «робочої памяті» зберігається високий рівень

Автомат працює таким чином Спочатку натисканням на кнопку «Скидання» обнуляються лічильники СТ1 і СТ2 При піднесенні магніту до герконового датчику його контакти замикаються, і за рахунок подачі низького рівня на другий вхід елемента АБО на виході елемента формується високий рівень В результаті загоряються «очі кролика» (світлодіоди), індиціюється реакцію на безумовний подразник Так як лічильники знаходяться в нульовому срстояніі, то за рахунок подачі нульового коду на адресні входи мультиплексора на виходи MX передається інформація з входів DO У результаті на його першому виході формується низький, а на другий виході високий рівень Якщо спочатку подати світловий сигнал, то на виході формувача F1 буде сформований імпульс позитивної полярності тривалістю близько 3 з Якщо протягом 3 с буде подана «Їжа», то за рахунок «брязкоту» на С-вході при R = 1 і D = 1 тригер Т переключиться в одиничний стан, ало закінчення імпульсу на виході F1

Рис 80 у тварин а спрощена структурна схема б функціональна схема, в тимчасові діаграми напруг на D-тригері

знову встановиться в нульовий стан (рис 80в) Число імпульсів з виходу тригера Т підраховує лічильник СТ1 При появі восьмого імпульсу збіги подразників «Світло» і «Їжа» негативний перепад напруги з входу DO першого MX передається на перший вихід MX і запускає формувач F2 На його виході формується імпульс позитивної полярності тривалістю близько 1 хв Протягом цього часу всі імпульси, що формуються на виході F1 при висвітленні фоторезистора, проходять через елемент І-НЕ У результаті протягом кожного імпульсу з виходу формувача F1 очі кролика світяться По закінченні імпульсу на виході формувача F2 вихідний код лічильника СТ2 збільшується на 1, в результаті змінюється код адреси MX з 00 на 01 Неважко бачити, що наступного разу формувач F2 запуститься після подачі на вхід лічильника СТ 1 четвертого імпульсу з виходу тригера Т За спаду імпульсу на виході F2 знову зміниться адреса на входах MX (з 01 на 10), і на вихід MX в подальшому передаватимуться імпульси зі входу D2 Після подачі двох імпульсів з виходу тригера Т на першому виході MX знову зявиться негативний перепад напруги, що запускає формувач F2 По закінченню імпульсу на виході F2 код на адресних входах MX стане рівним 11, і на перший вихід MX будуть проходити всі імпульси з датчика «Світло» За рахунок високого рівня з виходу елемента І лічильник СТ2 встановлюється в стан 3, і код 11 на його виході залишається незмінним при подачі імпульсів на вхід С Низький рівень з другого виходу мультиплексора подається на D-вхід тригера Т, і нульовий стан тригера в подальшому не змінюється

Очевидно, що після кожного запуску формувача імпульсів F2 виробляється умовний рефлекс, і очі-світлодіоди запалюються під дією подразника «Світло» протягом 1 хв Як вже зазначалося, перший раз імпульс на виході F2 буде сформований після восьми послідовних передавальний «світла» і «їжі» Другий і третій імпульси на виході F2 будуть сформовані після чотирьох, а потім після двох збігів подразників «Світло» і «Піща» Потім умовний рефлекс стає безумовним, і автомат запамятовує його назавжди

Принципова схема автомата зображена на рис 81 В якості світлочутливого датчика використовується фоторезистор СФ2-2, включений в схему підсилювача постійного струму, зібраного на транзисторі VT1 Режим мультівібратор DD41 формує імпульс тривалістю близько 3 з і виконує роль «оперативної памяті» Тригер DD32 усуває «брязкіт» контактів геркона і виробляє імпульс збіги подразників «Світло» і «Піща» На мікросхемі DD21 виконаний лічильник збігів, а на рахунковому тригері DD31 і мікросхемі DD22 реалізований лічильник випадків формування умовного рефлексу Код з виходу цього ^ Лічильника подається на адресні входи мультиплексора Як вже зазначалося, значення коду на адресних входах MX змінюється після надходження 8-го, 12-го і 14-го імпульсів збігів При цьому спочатку на перший вихід MX передається інформація з входу DO першого MX, а потім після триразового зміни коду адреси від 01 до 11 із входів D1, D2 і D3, відповідно Після встановлення коду 11 на виходах лічильника, з одержати тригер DD31 і однорозрядний двійковий лічильник

DD22, на виході елемента DD12 формується низький рівень напруги, що встановлює тригер DD31 в одиничний стан У подальшому при формуванні імпульсів на виході DD42 код на адресних входах MX залишається незмінним, рівним 11 Імпульси збігу подразників «Світло» і «Піща» не формуються, так як тригер DD32 буде знаходитися в нульовому стані або за рахунок подачі низького рівня на R-вхід з виходів формувача імпульсів DD41, або за рахунок подачі «коливання» контактів геркона на вхід С при низькому рівні на D-вході, подаваемом з другого виходу MX В результаті імпульси з виходу датчика «Світло» (VT1, DD11) через мультиплексор DD5 запускають формувач DD42, і при кожній подачі «світлового» сигналу на виході елемента DD14 формується імпульс позитивної полярності Як наслідок, загоряються світлодіоди HL1, HL2 Таким чином, умовний рефлекс перетворився на безумовний (закріпився назавжди)

Джерело: Фромберг Е М, Конструкції на елементах цифрової техніки М: Гаряча лінія-Телеком, 2002 264 с: Ил (Масова радіобібліотека Вип 1249)