Цифровое усредняющее устройство

Цифровое усредняющее устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

jf

i — 746546

Союз Советсиии

Социалистических . Республии

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву

<ы)м. кл.

Q 06 F 15/36 (22) Заявлено06. 12.77(21) 255 1984/18-24 с присоединением заявки .%

Гееударстееииый комитет

СССР (23 ) Приоритет

Опубликовано 07,07 80. Бюллетень %25 по пепам изооретеиий и открытий (53) УДК681.3 (088.8) Дата опубликования описании 10,07,80

/ в, В. Q. Гусев и 5. Г. Орлов (72) Автори изобретения (7i) Заявитель Специальное конструкторское бюро "Виброприбор" производственного объединения Виброприбор (54) ЦИФРОВОЕ УСРЕДНЯК?ЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к вычислитель- ной технике и может быть применено для статических .исследований случайных процессов в низкочастотной области. инвестов устройство 11) днв усредне5 ния случайного процесса, содержащее аналого-пифровой преобразователь (AGTl), вычитатель, триггер, реверсивный счетчик, сумматор — вычитатель с триггером знака, блок управления, блок перезаписи я регистр.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является цифровое усредняющее.устройство f2), содержащее накапливающий сумматор, счетчик замеров, нуль - орган, триггер, блок управления, блок памяти и генератор импульсов.

Недостатками таких устройств являют- ,ся сложность и низкая точность работы.

Мелью изобретения является повышение точности работы и упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровое усредняющее устройство введены первый и второй реверсивные счетчики, блок сравнения и элемент И.

Первый выход блока управления подключен к первым входам элемента И, накапливающего сумматора, ко входу установки в нуль триггера и к счетному вхстду счетчика замеров, выход которого соединен со вторым входом накапливающего сумматора, третий вход которого объединен с информационным входом первого реверсивного счетчика и подключен ко второму выходу блока управления, вход которого соединен с выходом блока сравнения, первый вход которого подключен к выходу накапливающего сумматора.

Второй вход блока сравнения объединен со входом нуль-органа и подключен к выходу второго реверсивного счетчика, первый вход которого является входом устройства. Выход нуль-орт ана соединен со входом установки в единицу триггера, выход которого подключен к управляю10

3 74 щим входам первого и второго реверсивных счетчиков. Второй вход второго, реверсивного счетчика подключен к выходу элемента И, вгорой вход которого соединен с выходом первого реверсивного счетчика и является выходом устройстве.

Структурная схема устройства представлена на чертеже.

Устройство содержит накапливающий сумматор 1, счетчик замеров 2, триг:гер 3, блок 4 управления, первый и второй реверсивные счетчихи 5, 6, блок 7 сравнения, элемент И 8, нуль-орган 9, Устройство реалйзует рекуррентный алгоритм, не содержащий деления

6546 4 не меняется, вследствие чего на его выходе остается тот же потенциал, определяющий режим вычитания. Если А„„(Хе, то при вычитании содержимое счетчика 6 в какой — то момент времени уменьшится до нуля. Этот момент регистрируется нуль-органом 9, переключающим триггер3 в единичное состояние и меняющим, таким образом, потенциал на выходе триггера 3, т.е. счетчики 6 и 5 переключаются в режим суммирования. Поэтому оставшаяся часть импульсов от входного значения Х д суммируется счетчиком 6 . и фиксируется как положительная разность.

После этого блох 4 управления начипает вырабатывать тактовые импульсы, которые поступают на тактовый вход (1)

А -K г n-n

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении все устройстве находятся в нулевом состоянии, кроме счетчика 5, в старшем разряде которого к-п записывается единица, т.е. вЂ,число 2 равное половинному значенйЫ диапазона входных чисел. Тах как в первом счетчике всегда находится текущее среднее значение потока входных чисел, то данное число можно рассматривать в качестве Ао . Оно никоим образом не влияет на последующий результат и утрачивается после первого же усреднения, но . его введение целесообразно.

Каждый цикл усреднения начинается с появлением начального импульса на выходе блока 4 управления. Этот импульс увеличивает содержимое счетчика 2 замеров на единицу, "сбрасывает" в нуль сумматор 1 и триггер 3 и замыкает элемент И 8 на время своей длительности. В результате содержимое счетчика 5 записывается в счетчик 6. Нулевое состояние триггера 3 определяет режим вычитания для счетчиков 5 и 6.

По окончании начального импульса на вход устройства подается, пачка импульсов в количестве, пропорциональноМ текущему значению входного сигнала Х, .

Эти импульсы вычитаются в счетчике 6 из кода среднего значения предыдущих поступлений, т .е. из А - 1, в соьтветствии с правой частью первого выраже-. ния алгоритма (1) .

Таким образом, при первом усреднении они вычитmo s m A о, Если A „ЪХ ,то в счетчике 6 фиксируется отрицательная разность, и состояние триггера 3 г

На этом цикл усреднения заканчивается. 6

С наступлением нового цикле появляется начальный импульс на выходе блока 4, который увеличивее г ход номера замера до (A+1), сбрасывает в нуль сумматор. 1 и триггер 3 и разрешает

55 запись в счетчик 6 через элемент И 8 кода А с выхода счетчика 5. В даль1 нейшем цикл работы устройства повто ряется.

40 сумматора 1. В результате в сумматоре происходит накопление кода номера замера, т.е. код замера суммируется сам с собой столько раз, схож. ко будет выработано тактовых импульсов, Накопленная сумма непрерывно сравнивается с разностью, заф пссированной в счетчике 6.

Ках только эти величины сравняются, или же сумма превысит разность, блок 7 сравнения вырабатывает запрет на шину .

13 блока 4 управления. В этот момент накопленная сумма будет равна ° n в соответствии с левой частью первого равенства алгоритма (1 ), где h номер замера, а „,— чисел тактовых импульсов, выработанных блоком 4 управленияя.

Поскольку тактовые импульсы одновременно поступают и на счетный вход счетчика 5, то они либо вычитаются из кода

) п»„.; находящегося в счетчике 5, либо прибавляются к этому коду в зависимости от потенциала на выходе триггера З,как было указано выше (если в счетчике 6 была зафиксирована отрицательная разность, то тактовые импульсы в счетчике

5 вычитаются из кода А и — наобо -4 рот). Таким образом, счетчик 5 реализует второе равенство алгоритма (1). 5 7465

Вьние было отмечено, что для первого усреднения в счетчик 5 записывается число, равное 2 " . Так как для первого цикла n = 1, то

- А =А

n-< о

/ и в соответствии с выражением { 1) имеем

10 . т.е. как и положено после первого усреднения.

То же получилось бы и в случае А =О

1S

Е =А -Х =-Х о л

А = А-Я, =-Е =Х

Л О Л Л Л

К однако, в случае X = Õ - 2 число пох . С ,тактовых импульсов Я л равнялось бы 2 в то время как в первом случае (т.е. при Ао -2 " ) никогда не превысит половины этого числа, а именно

Е А, у, =2,ê÷ gê" к о л

Следовательно, целесообразность введения Ао - 2 "заканчивается в тем, что время первого цикла усреднения сокращается вполовину.

Каждый последующий цикл усреднения

";-короче предыдущего, так как значение ко-ЗО да замера монотонно нарастает, а фиксированная разность в счетчике 6 имеет при этом тенденцию к уменьшению.

Введение двух реверсивных счетчиков, элемента И и блока сравнения позволило значительно упростить устройство и повысить точность опенки среднего значения случайных процессов.

Формула изобретения

Цифровое усредняющее устройство, 40 содержащее накапливающий сумматор, 46 6 счетчик замеров, нуль-орган, триггер, I блок управления, блок памяти и генератор импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности работы и упрощения устройства, в него введены первый и второй реверсивные счетчики, блок сравнения и элемент И, при этом первый выход блока управле.ния подключен к первым входам элемента И, накапливающего сумматора, ко входу установки в нуль триггера и к счетному входу счетчика замеров, выход которого соединен со вторым входом накапливающего сумматора, третий вход которого объединен с информационным входом первого реверсивного счетчика и подключен ко второму выходу блока управления, вход которого соединен с выходом блока сравнения, первый вход которого подключен к выходу накапливающего сумматора, второй вход блока сравнения объединен со входом нульоргана и подключен к выходу второго реверсивного счетчика, первый- вход которого является входом устройства, выход нуль-органа соединен со входом установки в единицу триггера, выход которого подключен к управляющим входам первого и второго реверсивных счетчиков, второй вход второго рейерсивного счетчика подключен к выходу элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого реверсивного счетчика и является выходом устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 428388, кл. Q 06 V 15/36, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 466512, кл. (: 06 Г 15/36, 1974

{ прототип) .

ЦНИИПИ Заказ 3949/39

Тираж 751 Подписное

Филиал ППП Патент", г.Ужгород,ул.Проек тая,4