Устройство для определения текущей оценки среднего значения Советский патент 1987 года по МПК G06F17/18 G06G7/52 

Изобретение относится к автомати- ке и информационно-измерительной технике и предназначено для использования в контрольно-измерительш х систе- мах, системах экспресс-обработки измерительной информации.

Целью изобретения является расширение области применения.

На фиг. 1 представлена блоктсхе- ма предлагаемого устройства; на фиг. 2 - блок-схема блока управления. Устройство (фиг. I) содержит группу сумматоров 1, группу цифроанало- говых преобразователей 2, группу компараторов 3 элементы И-НЕ 4, триггеры 5, элементы ИЛИ 6, блок 7 сравнения, содержащий делитель 8 напряжения цифроаналоговый преобразователь 9 и компаратор 10j блок И уравновеши- вания, содержащий блок 12 управления и цифроаналоговый преобразователь 13 сумматор 14, цифроаналоговый преобразователь 15, регистры 16-18, счетчик 19, делитель 20 частоты, генера- тор 21 импульсов, распределитель 22 импульсов. Блок 12 управления (фиг.2 содержит регистр 23, группу элементов И 24, элемент ИЛИ 25, элемент НЕ 26.

Устройство для определении текущей оценки среднего значения наперед заданной порядковой статистики (члена вариацио5та:ого ряда) работает следующим образом,

Перад. началом работы элементы cиcтe a.J устанавливаются в следующее исходное состояние 2

цкфроаналоговый преобразователь i5 имеет нулевое.выходное напряжение (); регистр 16 обнулен5 счетчик 19 импульсов установлен в состояниел соответствующее единичному коэффициенту передачи (К,0 умножающих цифроаналоговык преобра- зователей .2;

в регистр 17 записан код, соответствующий рангу (г) вычисляемой порядковой статистики}

в распределитель 22 канесена ин- формация, необходимая для его работы в течение одного цикла,

Работа устройства начинается после запуска генератора 21 импульсов. С появлением первого импульса на вхо де синхронизации распределителя 22 формируются: сигнал логическог о нуля на его втором выходе,устанавливающий на Q-выходах Б-триггеров 5

уровни логического нуля; уровень логической единицы на выходе Установка распределителя 22, под воздействием которого напряжение на аналоговом выходе блока 1i уравновешивания устанавливается равным нулю с отрицательным знаком.

Второй синхронизирующий импульс обеспечивает появление 1 на первом и втором выходах распределителя 22, на выходе (КМН) установки кода максимального напряжения (U.

MQKC

- логического нуля, в этом случае на аналоговом выходе блока 11 уравновещива- ния устанавливается уровень напряжения - и„оц(,. При этом импульсы с выхода делителя 20 частоты не влияют н работу блока 11 уравновешивания. Так как-, на вторые входы логических элементов И-НЕ 4 в рассматриваемый момент времени подана логическая единица, то после установки -. , на вторых входах компараторов 3 при соблюдении условий j-x;| i/-U avt/5 где X; - отрицательное напряжение на входе i-ro компаратора 3, происходит срабатывание одного или нескольких компараторов 3 (при соблюдении указанного вьше условия компараторы 3 реагируют лишь на отрицательные вход- ные напряжания, В первом цикле работы в рассматриваемый момент времени компараторы 3 не срабатывают Гасли x lfrOj), что вызывает изменение состояния RS-триггеров 5 и замыкание соответствующ1-1Х ключей в блоке 7 сравнения. В том случае, когда количество замкнутых ключей равно или больше г, на выходе блока 7 сравнения появляется уровень логической единицы,.

С приходом следующего (третьего) нмпульса фиксируется уровень выходного напряжения блока 7 сравнения.

На втором выходе распределители 22 появляется сигнал сброса ЕБ-триг- геров 5 в нулевое состояние (логический нуль на 0; выходах).

При появлении на входе синхронизации очередного (пятого) импульса на выходе знакового разряда (ЗР) распргде): ителя 22 устанавливается уровень логического капряжеккя, соот ветстзу ш,ий уровню напряжения на выходе блока 7 сравнения в предыдущее такте (в первом цикле при х;|&0 - логигческкй нуль). .Уровень напряжения на аналоговом зьпсоде блока 1 1 уравнавешяванк.я равен макси 3

мальному значению (в первом цикле - UMOXC - этом такте вновь срабатывают некоторые компараторы 3, триггеры 5 и соответствующие им ключи в блоке 7 сравнения.

При появлении очередного (шестого) импульса на.первом выходе распределителя 22 формируется напряжение логического нуля, при наличии которого запрещается прохождение сигналов через логические элементы И-НЕ 4. В рассматриваемый момент времени в распределителе 22 формируется одновременно и сигнал уставов ки нуля, при наличии которого напряжение на аналоговом выходе блока П уравновешивания устанавливается равным нулю. Уровень логи ческого напряжения на входе знакового разряда блока 11 уравновешивания противоположен предыдущему, если на выходе . блока 7 сравнения не зафиксирован уровень логической единицы (в первом цикле работы устанавливается при l xAsiO напряжение логической единицы при котором блок 11 уравновешивания формирует напряжение с положительным знаком)с Далее разрешается прохождение тактовых и1-шульсов с выхода делителя 20 частоты на вход блока 12 управления. В дальнейшем все последующие импульсы генератора 21 изменяют уровни выходных напряжений распределителя 22, Эта ситуация имеет место до момента появления на выходе блока 11 уравновешивания сигнала Конец преобразования.

При поступлении первого импульсй с выхода делителя 20 частоты на вход тактовых импульсов блока 1 уравновешивания на его аналоговом выходе в первом цикле работы устройства устанавливается положительное напряжение

U,j,/2 при положительном значении г-го члена вариационного ряда. Если после установки этого напряжения ера- батьшает один .или несколько KOf-mapa- торов 3, то в блоке- 7 сравнения замыкается соответствующее количест- во ключей. Если при этом суммарное количество сработавагах ключей блока 7 сравнения (с учетом замкнутых ключей, состояние которых было зафиксировано соответствумщнми триггерами 5, сработавшими во время действия пятого синхронизирующего им пульса) больше или равно г,, то на его выходе формируется уровень логической единицы. В этом случае с приходом сле63251 .4

дующего тактового импульса на аналоговом выходе блока 11 уравновешивания устанавливается напряжение /2. Если в этом такте работы устройства на выходе блока 7 сравнения имеет место уровень логического нуля, то после появления очередного тактового импульса выходное напряжение Q устанавливается равным l-,ai:r(l/2 + +1/2 ). После каждого последующего тактового импульса уровень напряжения изменяется в соответствии с предыдущим уровнем выходного сигнала 5 блокрГ 7 сравнения. В конце цикла

(п-го такта) на аналоговом выходе - (А) блока 11 формируется напряжение

и,и„„,,(|| + || + ... ч- |П), где

70 множество коэффициентов, при- нимаюпщх значение О или 1 в зависимости от уровня сигнала на выходе блока 7 сравнения, в течение п тактов, а на его цифровом выходе (Ц) 25 цифровой эквивалент U. При появлении П+1-ГО тактового импульса на выходе блока М уравновешивания формируется импульс Конец преобразования, под воздействием которого увеличивается на единицу содержимое счетчика 19 импульсов. Выходной код сумматора 14, полученный при суммировании выходных кодов блока 11 уравновешивания и регистра 16, заносится в регистр 18, а затем в регистр 16.

35 По переднему фронту импульса Конец преобразования восстанавливается программа работы распределителя 22, На аналоговом выходе У А устанавливается напряжение U,, а на цифровом

40 выходе (ц) - его цифровой эквивалент. Напряжения, воздействующие на первые входы компараторов 3, становятся равными

30

45

fu, (x;-U,). 4.U,

где ,N;

1/2 - коэффициент, задаваемый

умножающим цифреаналоговым преобразователем 2, кодом,

форм ируемым ка информацион- . ном выходе счетчика 19 нм- пульсов., содержимое которого изменяется на единицу в конце каждого цикла.

В первом цикле фо рмируется мгновенное значение наперед заданной порядковой статистики. Второй и все

последующие циклы работы устройства начинаются при наличии импульса Конец преобразования с момента прихода на вход синхронизации очередного первого импульса генератора 21 импульсов. В этот момент времени распределитель 22 формирует сигналы сброса RS-триггеров 5 в нулевое

состояние, установки нуля на аналого- JQ элемента ИЛИ, выход которого подклю- вом выходе блока 11 уравновешивания с отрицательным знаком. Прекращается воздействие импульсов делителя 20 частоты на работу блока 12 управления.

Устройство работает при появлении на входе синхронизации каждого очередного импульса по изложенному выше правилу.,

При появлении в конце L-ro цикла работы устройства сигнала Конец преобразования счетчик 19 импульсов изменяет свое состояние и запрещает прохождение импульсов с генератора 21. На этом работа устройства прекращается.

На аналоговом и цифровом выходах устройства сформированы в зто время величины, соответствующие среднему значению г-й порядковой статистики за L цикловt

20

25

30

чен к входу установки в О регистра, выход i-ro разряда которого () соединен с первым входом 1-го элемента И группы, вторые входы элемен- g.TOB И группы подключены к второму выходу первого распределителя, импульсов, (N+I)-й выход регистра блока управления соединен с вторым входом элемента ИЛИ блока управления и с входом Пуск первого распределителя импульсов, информационный вход и вход синхронизации регистра блока управления подключены соответственно к выходу компаратора и к выходу делителя частоты, выход i-ro элемента И группы соединен с инфор1мационным.. входом 1-го разряда первого дифроаналогово- го преобразователя, знаковый вход которого подключен к третьему выходу первого распределителя импульсов, вход синхронизации которого соединен с первым вьрсодом второго распределителя импульсов и с входом делителя частоты, второй выход второго рас- пределителя импульсов соединен со счетным входом счетчика, вход сброса которого объединен с входами сброса первого и второго регистров и подключен к выходу (K+I)-го разряда регистра блока управления, информационu.u,.,+ (z,-u,.,).|

Z,

значение г-й порядковой статистики в i-м цикле,равное одному из текущих значений входных сигналов устройства.

Формула изобретения

Устройство для определения текущей оценки среднего значения, содержащее группу из N цифроаналоговых преобразователей, группу из N компараторов, счетчик, первый цифроанало- говый преобразователь, регистры, выход i-ro (,2,...,Ы) цифроаналого вого преобразователя группы подключен к информационноьгу входу -го компаратора группы, отличающееся тем,.что, с целью расширения области применения путем определения среднего значения знакопеременных сигналов, в него введены распределители икпульсов, второй и третий цифроаналоговые преобразователи, группа из N сумматоровJ компараторj сумматор, делитель частоты, делитель

напряжения, триггеры, элементы И-НЕ, элементы ИЛИ, блок управления, содержащий, регистр, группу элементов И, элемент ИЛИ, элемент НЕ, вход элемента НЕ подключен к первому выходу первого распределителя импульсов, причем в блоке управления, выход элемента НЕ соединен с первым входом

элемента ИЛИ, выход которого подклю-

0

5

0

чен к входу установки в О регистра, выход i-ro разряда которого () соединен с первым входом 1-го элемента И группы, вторые входы элемен- g.TOB И группы подключены к второму выходу первого распределителя, импульсов, (N+I)-й выход регистра блока управления соединен с вторым входом элемента ИЛИ блока управления и с входом Пуск первого распределителя импульсов, информационный вход и вход синхронизации регистра блока управления подключены соответственно к выходу компаратора и к выходу делителя частоты, выход i-ro элемента И группы соединен с инфор1мационным.. входом 1-го разряда первого дифроаналогово- го преобразователя, знаковый вход которого подключен к третьему выходу первого распределителя импульсов, вход синхронизации которого соединен с первым вьрсодом второго распределителя импульсов и с входом делителя частоты, второй выход второго рас- пределителя импульсов соединен со счетным входом счетчика, вход сброса которого объединен с входами сброса первого и второго регистров и подключен к выходу (K+I)-го разряда регистра блока управления, информацион О ные цифровые входы цифроаналоговых преобразователей группы объединены и соединены с выходом счетчика, а их аналоговые входы - с выходами соответствующих сумматоров группыS пер5 вый вход i-ro сумматора группы является информационным входом устройства, вторы е входы сумматоров группы объедине11Ы и подключены к выходу второго цифроаналогового преоб0 разователяэ БЬЕ,ОД которого является аналоговым выходом устройства, входы задания порогов компараторов группы объединены и соединены с выходом первого цифроаналогового преобразо55 нателя вьгход 1-го компаратора группы подключен к первым входам i-ro элемента И-НЕ и i-ro элемента ИЛИ соответственно, вторые входы элементов И-НЕ объединены и соединены с

5

четвертым выходом первого распределителя импульйОБ, выход i-ro элемента И -НЕ подкл{очен к входу установки в 1 i-ro триггера, входы уста- новки в О триггеров объединены и соединены с пятым выходом первого распределителя импульсов, вход начальной установки которого подключен к выходу компаратораS прямой выход i-ro триггера соединен с вторым входом i-ro элемента ИЛИ, выход которого соединен с i-м входом делителя напряжения, выход которого подключен к информационному входу компаратора,

вход задания порога которого соединен с выходом третьего цифроаналого- вого преобразователя информационный вход которого подключен к выходу третьего регистра, выход сумматора соединен с информационным входом первого регистра, выход которого подключен к информационному входу второго регистра, выход которого соединен с входом второго цифроаналогового преобразователя и с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу регистра блока управления .

Изобретение относится к системам экспресс-обработки измерительной информации. Целью изобретения является расширение области применения. Цель достигается за счет оценки математического ожидания с помощью рекурсивных алгоритмов упорядоченных входных величин. Устройство содержит группу сумматоров 1, группу цифро- аналоговых преобразователей 2, группу компараторов 3, элементы И-НЕ 4, триггеры 5, элементы ИЛИ 6, блок сравнения 7, блок уравновешивания 11, сумматор 14, ЦДЛ 15, регистры 16-18, счетчик 19, делитель частоты 20, генератор импульсов 21, распределитель импульсов 22. 2 ил.

Конец пцеодрозодания

У cm,,, О

Отклони 20 Отдтка

ЗНР КМН

KSnOKtJ. /5

К5локу /«

Составитель И.Мухин Редактор А.Маковская Техред М.Моргентал

Заказ 520Тираж 671Подписное

ВНИИГЖ Государственного комитета СССР

по делам изобрете«ий и открытий П3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиъ.Л

Корректор С.Шекмар