ОВОЕ СГЛАЖИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВ Советский патент 1972 года по МПК G06F17/17 

Изобретение относится к области йзмериteльнoй техники и может быть использовано в аппаратуре анализа статистических характеристик случайных процессов.

Предлагаемое цифровое сглаживающее устройство предназначается для производства операций сглаживания знакопеременных случайных процессов.

Известное цифровое сглаживающее устройство с передаточной функцией К(р)

, предназначенное для осуществле1+рТ

ния сглаживания знакопеременного процесса, отличается больщим объемом оборудования (два множительных устройства, реверсивный счетчик, распределитель и сравнивающее устройство) , сложной коммутацией узлов и низким быстродействием.

Целью изобретения является существенное упрощение схемы и повышение быстродействия цифрового сглаживающего устройства.

Поставленная цель достигается тем, что входной сигнал подается в виде двоичного числа на входы п младщих разрядов (п-{-т) разрядного сумматора, выходы старщих п разрядов которого связаны с соответствующими входами п разрядного регистра, п выходами поразрядно подключенного через логический элемент «ИЛИ к входам п младщих разрядов сумматора, старщий разряд которого через логический элемент «ИЛИ и триггера знака соединен с младщим разрядом сумматора. На чертеже приведена функциональная

блок-схема цифрового сглаживающего устройства.

Устройство содержит (/г+т) разрядный сумматор 1, п разрядный регистр 2, триггер 3 знака, группу из двухвходовых схем сборок 4,

схемы сборки 5 и и два импульсно-потенциальных вентиля 7 и 5.

Входная клемма 9 подключена к импульсному входу вентиля 7 и к шине опроса регистра 2, поразрядные выходы которого параллельно с группой из п входных клемм 10 через группу схем сборок 4 связаны с п входами соответствующих разрядов сумматора 1, старщие п выходов которого (в обратном коде) подключены к входам соответствующих

разрядов регистра 2. Единичный выход )-го разряда сумматора / связан со счетным входом триггера 3 знака, единичный выход (левый выход) которого подключен к входу младщего разряда сумматора /. Шина

опроса выходных вентилей сумматора / (вентили не показаны) одновременно с импульсным входом вентиля 8 и шиной сброса регистра 2 подключены к клемме //. Нулевой выход (правый выход) триггера 3 подключен

вентиля 7 параллельно с клеммой 12 связан с входами старших т разрядов сумматора 1 через схему сборки 5 и со счетным входом триггера 5 через схему сборки 6. Клемма 13 подключена к шине перезаписи обратного кода из старших п разрядов сумматора / в регистр 2. Группа из () выходных клемм 14 связана с выходами (в прямом коде) соответствуюш,их разрядов сумматора. Старшие п выходных клемм 14 соответствуют выходным клеммам целой части выходного числа, а m младших клемм - дробной части.

В исходном состоянии в регистре 2 сумматора /ив триггере 3 зафиксирован код нуля. Вентили 7 и 8 закрыты.

В описываемом устройстве реализуется цифровой алгоритм оператора экспоненциального сглаживания (оператора Брауна)

«г a-i-i + - ( - a/-i), л

где Хг - текушее f-oe значение исходного процесса;

,аг - ьое значение сглаженного процесса. /Г 2« Г./„р,

где Т - интервал сглаживания;

/пр-частота преобразования входного

сигнала.

Вышеприведенный оператор сглаживания имеет передаточную функцию

Устройство работает следующим образом.

Пусть в сумматоре / после (I-1)-го шага работы устройства зафиксирован двоичный код числа «г-ь а в регистре 2 - двоичный код целой части числа «г-ь но противоположного знака, а в триггере 3 - знак числа а,-). Если , то триггер 3 находится в положении нуля, вентили 7 и 8 закрыты. Если , то триггер 3 находится в положении единицы, вентили 7 и S открыты.

Определение а, осуществляется за четыре такта.

В такте t на клемму 9 подается импульс, который производит перепись двоичного кода числа (-txi-i) из регистра 2 через группу схем сборок 4 в младшие п разрядов сумматора 1. После завершения суммирования в старших я разрядах сумматора 1 фиксируется

i-i код целой части числа «, з в

младших п разрядах - дробпая часть указанной разности. В такте через группу из п клемм 10 и группу схем сборок 4 в младшие п разрядов сумматора / заносится двоичный

код числа Хг (в прямом коде, если , или в обратном коде, если ), а через входную клемму 12-знак Xi (если , то на входы старших т разрядов сумматора 1 через схему сборки 5 и на счетный вход триггера 5 через схему сборки 6 заносится кодовая единица). В старших п разрядах сумматора / фиксируется код целой части числа

«/-1 . i а, От

2™

а в ftz младших разрядах - код дробной части.

В такте t на клемму 11 подается импульс,

который производит опрос сумматора / и вентиля 5. На группе из (n+m) выходных клемм 14 появляется код числа а, а на выходной клемме 15 - знак числа а. Если , то выдается прямой код числа ос,, на клемме 15

импульс не появляется, если же , то число (Хг выдается в обратном коде, а на клемме 15 появляется импульс, указываюший на отрицательность числа tZj. Одновременно с этим в такте tz производится сброс регистра 2.

В такте t на входную клемму 13 подается импульс, производящий перезапись обратного кода целой части числа а, (старших п разрядов числа 06,) из сумматора в регистр 2.

Таким образом, t-ый шаг работы устройства завершается; (f-j-l)-bm шаг работы осуществляется в последовательности, описанной на г-ом шаге. В целях повышения точности вычислений

необходимо разрядности регистра 2 и сумматора / увеличивать в сторону младших разрядов. При этом необходимо выход схемы сборки 5 подать и на входы младших дополнительных разрядов сумматора, а единичный

выход триггера 5 подключить к входу младшего разряда сумматора /.

Предмет изобретения

Цифровое сглаживающее устройство, содержащее сумматор, регистр, триггер знака, логические элементы «И и «ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью упрощения схемы и повышения быстродействия, выходы старших

п разрядов сумматора связаны с соответствующими входами п разрядного регистра, выходами поразрядно подключенного через логический элемент «ИЛИ к входам п младших разрядов сумматора, старший разряд которого через логический элемент «ИЛИ и триггера знака соединен с младшим разрядом сумматора.