Устройство для определения медианы Советский патент 1978 года по МПК G06F17/18 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕДИАНЫ

Предлагаемое устройство от.н-осится к вычислительной технике и -может быть использовано при обработке случайных процессов.

По ООНО.ВНО.МУ авт. св. № 492882 известно уст1ройство, содержащее блок сравнения, триггер Шимидта, пять элементов И, триггер з.на.ка, преобразователь код - напряжение, элемент ИЛИ, элемент НЕ, реверсивный счетчи-к 1И генератор импульсов 1.

Недостаток известного устройства заключается В низком его быстродействии.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства при определении медианы (математического ожидаиия) случайного процесса.

Поставленна.я цель достигается тем, что в устройство для определения медианы введены два дифференцирующих элеме-нта, дополнительный элемент ИЛ.И, триггер и два дополнительных элемента И. При этом входы дифференцирующих эле:ментов подключены к выхода.м триггера Ш|м,идта, а выходы диффере1НЦИ1рующих элементов через дополнительный элемент ИЛИ - к единичному Входу триггера, единичный и нулевой выходы которого соединены с первыми входами пергвого и второго дополж1тель.ных элементов И, вторые входы которых соединены с выходом генератора импульсов. Выход .первого дополнительного элемента И подключен к 1младщему разряду счетчика, а выход второго элемента И - ,к счетному входу триггера «7-го старщего разряда счетчи:ка.

Структурная схема устройства представлена на чертеже.

Устройство содержит блок 1 сравнения, триггер 2 Шмидта, элементы И 3-7, генератор 8 импульсов, триггер 9 знака, преобразователь 7(9 код - напряжение, элемент ИЛИ 11, элемент НЕ 12, реверсивный счетчик 13, дополнительный элемент ИЛИ 14, триггер 15, дополнительные элементы И 16

и И 17, дифференцирующие элементы 18 и 19.

Ргботает устройство

следующим образом.

Из определения медианы следует, что медианой случайной функции x(i} называют такую функцию Me, для которой (t)(t)Me, или же, что время, за которое случайный процесс npaiнимает значение больще или меньше медианы (фиг. 2), должно быть разно

Д/,,ЛЛ„,, ft-l 1 Д/,- ,,-/, (г 1,2, ..,00) (1) Если для ОЦеики интер.вала А/,- залолнить его импульсами (постоянной частоты /п, то в течение времени получим Л; А///п ИмпульсоБ, шропорциональных времени А/,-, и вместо выражения (1) равенство5 /Vo. 2 А/,,-,, Z N,, - 2 0. Для сиММетричйых, на пра(КТИКе часто встречающихся законов .распределения случайных функций (|Нор1маль1ного, гра-вяомеоного и т. д.), значение медианы совпадает со значением .математического ожидания и определение медианы для таких .процессов равносилыно определению математического ожидания. С блока /, где происходит сравне/ние сигнала x(t) с опорным -напряжением, получаемы с выхода преобразователя 10, та.к KaiK IB начальный мо,мент напряжение на выходе преобразователя 10 равно «улю, x(t) прямо подается «а вход триггера 2 Шмидта. Для определенности допустим, что x(t) и.меет положительное мгновенное значение, тогда появляется высокий потенциал на «ПЛЮОО.ВОМ .плече триггера 2 Шмидта, который подается на лервый вход элемента И 3. Этот же потенциал попадает .на дифферен|Ц.ирующ.ий элемент /5, жоторый иа него .не реагирует и, Сле,до вательно, не выдает и.м.пульса на устаноз«у «I триггера 15, т. е. на второй еход элемента. И 16 подается раэре.шение. Так как реверсивный счетчиК 13 в Начальный мо.мент находится IB нулево.м положени-и, на выходе элемента И 5 имеется сигнал, который вместе с «.плюсовым сигналом триггера 2 ШМйдта вырабатьсвает на выходе элемонта |И 3 ситнал, уста.навлива.ющий триггер 9 знака в cocTOHfliHe «1, т. е. «плюсовое. Сигнал .на 1вы.ХОде элемента И 5 через элемент ИЛИ // переводит счетчик 13 в режим «Сложение. На второй вход элемента И 16 подается разрешение, И и.мпульс, .поступающий € генератора 8 яа первый вход элемента И, троходит с его выхода на счетный вход m-.ro триггера счетчи.ка 13 и записывает «1 IB «+-l-iM разряде. Это за.пирает элемент И 5 и сни.ма.ет разрешение с элементов 3 и //, но к этому времени триггер 9 уже находится в плюсовом СОСТОЯНИИ и вместе С три1пгёром 2, у которого тоже плю.савое Состояние, образуют на выходе элемента И 4 сигнал, постуцаюший через элемент Р1ЛИ 11 на m.HiHy «Сложение Счетчика 13. Единица «+1-ГО разряда попадает на вход преобразователя 10, :На выходе которого вырабатьБвается единичная ступень опорного напряжения соответствуюш;ей полярности f/oT- Эта ступень опорного напряжения подается на 1вхо.д блока / сравнения. Процесс продолжается аналогично описанному, лишь только с той разницей, что на вход триггера 2 подается входной сигнал x(t - и on вместо х(/). Очевидно, что на А-м такте ра.боты на ;зход триггера 2 будет подав.аться входной сигнал л: (t)-(k-1) f/опКак разность входного и опорного сигнала .меняет знак, в нашем случае станет отрицательной, триггер 2 перебрасывается IB противоположное состоян.ие, снимается разрешение с :элемента И 4, с входа элемента ИЛИ line выхода элемента НЕ 12 сигнал подается на .шину «Вычитание счетчика 13. В результате изменения состояния триггера 2, на выходе одного из дифференцирующих элементов .возникает .импульс, .который устанавливает триггер 15 в положение «1, тем самым подается разрешение на второй вход элемента И 17 н нмпульсы генератора 8, попадающие на первый в.ход элемента И 17, с его .выхода поступают на счетный вход самого младшего раз1ряда счетчика 13. Содержимое счетчика 13 уменьшается и наступает момент, когда .из содержимого счетчика 13 выч.итается 2я импульсов, а из старших разрядов .счетчика - «1, т. е. изменяется опо.рное напряжение. Далее процесс а.налогичен Оп.и.санному, лишь с той разницей, что элементы 18, 19, 14, 16 и 17 на дальнейшую работу устройства влияни-я не оказыва.ют, и импульсы с генератора 8 поступают все времся на счетный вход младшего разряда счетчика 13. Таким ойра;зом, с томощью дополнительных элементов повышается быстр.одействие устройства, увеличение быст1родействия будет тем больше, чем -больше медиана (математическое ожидание) обрабатываемого процесса x(t). Ф о р м .у л а .и 3 о б р е т е н :И я Устройство для определения медианы по авт. св. № 492882, .о т л .и ч а ю щ е е с я тем, .что, с целью .Повышения |быстродейсТ.ви.я, в устройство введены два дифференцирующих элемента, дополнительный элемент ИЛИ, триггер и два до.пол.нительных элемента .И, лрИ этом входы ди.фференцируюших элементов подключены « выходам тр.иггера Шм.идта, а выхо.ды дифференцирующих элементов через дополнительный элемент ИЛИ .подключены .к единичаому входу триггера, единичный и нулевой выходы которого соединены с первыми входами, первого и второго дополнительных элементов И, вторые входы которых соединены с выходом генератора импульсов, выход перВОго дополнительного элемента И подключен 1К .младшему разряду счетчика, а .выход второго элемента И к .счетному входу триггера /п-го старшего разряда счетчика.

Источник информации, принятый во в-нимание при зкспергизе:

1. Авторское свидетельство СССР Лэ 492882, 1кл. G 06 F 15/36, 1974.