Устройство для определения среднеквадратического значения Советский патент 1984 года по МПК G06F17/18 

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в контрольно-сигнальной, испытательной и виброкалибровочной аппаратуре.

Известно устройство для определения среднеквадратичного значения, содержащее нуль-органы, блок управления, блок памяти, элемент ИЛИ, дешифраторы, линейный интегратор, генератор и квадратичный интегратор Л

Однако это устройство не обеспечивает достаточной точности.

Наиболее близким к изобретению является устройство для определения среднеквадратичного значения, содержащее цифровой генератор импульсов,. линейный и квадратичный интеграторы, блок управления, регистры памяти, нуль-органы, сумматор, регистр и переключатель, причем блок управления состоит из элементов И, ИЛИ и счетчика.

Исходные числа образуются в специальном счетчике интегратора путем накопления последовательности тактовых импульсов. .

Большинство функциональных узлов устройства имеют двойную разрядную сетку относительно отсчетов входного сигнала и отличаются сложной внутренней структурой.

Каждьй нуль-орган представляет собой вычитатель, у которого в качестве вьпсодного разряда используется только знаковый разряд, а переключатель выполнен как многоразрядный электронный коммутатор 2j .

Недостатком устройства является низкое бьютродействие.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства.

Цель изобретения достигается тем, что устройство, содержащее первый сумматор, , вход синхронизации которого соединен с входом синхронизации устройства, информа ционный вход регистра подключен к выходу первого сумматора, введены квадратор второй сумматор, блок вычисления обратного значения, умножитель, вычитатель, первый вход которого является входом устройства второй вход вычитателя объединен с входом блока вычисления обратного значения, входом первого сумматора и подключен к выходу регистра, который является выходом устройства.

7.72

выход вычитателя соединен с входом квадратора и первым входом второго сумматору, второй вход которого подключен к выходу умножителя, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом квадратора и выходом блока вычисления обратного значения.

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство содержит первый сумматор 1, регистр 2, вычитатель 3, второй сумматор 4, квадратор 5, умножитель 6, блок 7 вычисления обратного значения.

В предложенном устройстве использовано новое соотношение

jiy

X ;+ч- X.; i.X +(-У

t

(1)

м

2Ny;

эквивалентное по точности классическому и реализуемое с помощью матриц. Соотношение (1) получено разложением алгоритма

.

;

N

где х-.,, X, X

- вьг асляемые зна 1+1

чения,

N - объем выборки, в ряд Маклорена до третьего члена включительно

1ЫН(„1.5..

(2)

переменной принята велиV. + л

--тг

(3)

измерений, формируется теоретически м гновенно после записи в рег-истр и установки на входе новых значений

х; и X,,.

Устройство работает следующим Образом.

Указанные сигналы подаются на входы вьпштателя 3, вьфабатывающего

разность Х,-ITj, которая возводится в квадрат первым умножителем 6 и одновременно принимается на первый вход сумматора 4. Значение ( - зс) подается на первый вход умноясителя

6, на второй вход которого поступает обратное значение числа х-, уменьшенное вдвое путем сдвига кода на один ойзряд вправо в соответствии 3 с третьим членом алгоритма (1), т.е. - число 1/2 х| . На выходе умно жителя 6 образуется произведение (х-,- xj)2/2 х, которое суммируется далее с разностью (х,,.,- х) в сумматоре А. Вновь образованная сумма с выхода сумматора А подается со сдвигом на разрядов вправо на второй вхЪд сумматора 1. Так как N всегда выбирается равным степени при основании 2 с целым пока зателем, то есть целое число и сдвиг кода вправо на количество разрядов, равное этому Числу, равно сильно делению кода на N. Таким образом, на второй вход сумматора 1 поступает сумма второго и третьего чя&нов алгоритма (1). На первьй вход сумматора 1 подается х-, поэто му в итоге на выходе сумматора 1 об разуется новое среднеквадратичное значение сигнала, которое запишется в регистр 2 на смену предьщу7«щему, равному x,j, с приходом синхроимпульса на управляющий вход регистра 2.; Смена значений входного сигнала, подаваемого на вход устройства, происходит одновременно с записью в регистр текущих средневадратичных значений сигнала. В отличие от известного устройства с большим количеством тактов обработки входного числа предложенное устройство определяет текущее среднеквадратичное значение сигнала, используя всего один импульс. Быстродействие схемы, таким , у увеличивается на порядок, что достигается бра ухудшения др-угих важнык его характеристик таких, как точ- , ность вычислений и- объем оборудования, которые остаются практически в тех же пределах, что и у известного устройства.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДНЕКВАДРАТИЧЕСКОГО ЗНАЧЕНИЯ, содержащее первьй сумматор, регистр, вход синхронизации которого .соединен е входом синхронизации устройства, информационный вход регистра подключен к выходу первого сз мматора. отли гающее ся тем, что, с целью повьшения быстродействия, в него введены квадратор, второй сумматор, блок вычисления обратного значения, умножитель, вычитатель, первый вход которого является входом устройства, второй вход вычитателя объединен с входом блока вычисления обратного значения, входом первого сумматора и подключен к выходу регистра, которьй является выходом устройства, выход вычитателя соединен с входом квадратора и первьм входом второго сумматора, второй вход которого подключен к выходу умножителя, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом квад(Л ратора и выходом блока вычисления обратного значения.