Устройство для скользящего усреднения электрических сигналов Советский патент 1978 года по МПК G06F17/18 G06G7/52 

Изобретение относится к цифровой. об работке эпекгрическйх сигналов и можег применяться в различных вычиспитепьных устройствах, в том чиспе в автоматических гицромегеоропогических станциях и измерительных приборах. Известно устройство цля скользящего усреднения, состоящее из преобразователя непериодических .сигналов, сдвигающего регистра и реверсивного счетчика. В этом устройстве сдвигающий регистр имеет значительную емкость, которая определяется максимальной величиной измеряемой частоты на входе. Наиболее близким к изобретению по техническому решению являет ся устройство для скользящего усреднения эпектрического сигнапа, содержащее преобразователь aHaHor 4acTOTaj генератор импульсов, счетчик, каждый разряд которого соединен с первыми входами элементов И, вторые входы которых соединены с первым выходом генератора, сдвигающие регистры на каждый разряд счетчика и блок считывания. Однако оно имеет большое количество эпементов, вызываемое значиТепьной избыточностью записываемой информации и арифметическими операциями, необходимыми цпя подсчета усредненных значений измеряемой величины за весь период усреднения. Целью изобретения является сокращение оборудования устройства для скользящего усреднения электрических сигналов. В предлагаемом устройстве это достигается тем, что в него введены блок синхронизации, инвертор, дополнительные элементы И, элементы ИЛИ и блок индикации, при этом один вход блока синхронизации соединен с выходом преобразователя аналог-частота, другой вход- с первым выходом генератора импульсов, а выход блока синхронизации - со счетным входом счетчика, тактирующие входы сдвигающих регистров и обнупяюший вход- блока считывания соединены со вторым выходом генератора импульсов, выходы сдвигающих регистров подключены к информационным входам блока считывания и к первым входам соответствующих дополнительных эпементов И, выходы которых соединены с

первыми вхоцами элементов ИЛИ, вторые вхоцы которых соеаинепы с выхоцами элементов И, вторые входы дополнительных элементов И соединены с тактовым вхо- цом блока считывания и поцкпючены к выхоцу инвертора, вхоц которого соеаи)1ен с первым выходом гене{)атора и с установкой О счетчику, а выход блока считывания поцключон ко вхоцу блока ипци- кации.

На чертеже привеаена схема прецпа- Ю гаемого устройства.

Оно содержит преобразователь 1 ана- пог -часгота, блок 2 синхронизации, генератор 3 импульсов, счетчик 4, инвертор 5, элементы И 6, 7, 8, 9, Ю и 11,15

элементы ИЛИ 12, 13 и 14, сцвигающие регистры 15, . 16 и 17, блок 18 считывания, бпог 19 инцикации.

В основу работы устройства положен принцип разбиения периода усрециения па 20 К равных -интервалов; в течепие кажцо- --ГО интервала Тфонзвоаится накоплонне ан формации, в конце каждого интервала производится запись накопленной информации в сдвигающие решстры, сброс информа- -5

НИИ в накопителе (счетчике) после чегх) начинается новый период накопления и т. д.

Сдвигающие регистры управляются по тактирующему (сдвигающему) входу так, 30 что в течение каждого интервала накопления информации о среднем эти регистры сдвигаются на ( Н + 1 ) разряд, причем их выход в этот момент связан со входом.35

Каждый регистр имеет ц разрядов.

Таким об зазом, к концу каждого интервала накопления информации в первых разрядах регистров оказывается ипформа- Ю ОЛЯ за интервал накопления, закончивижйся за (Т ) секунд цо настоящего момеп- та, где Т - период усреднения, и вместо этой информации вносится новая.

Так как на выходе регистров при сцви-15 ге последовательно появляется соцержпмое каждой Яюйки регистра, то суммированием этой информации за каждый интервал усреднения получают информацию о среднем.50

Свыхода преобразователя 1 на вход бпо- ка 2 поступает частота; пропорционагшная усредняемому электрическому сигналу Если на Езтором входе блока 2 нет сигнала с первого выхода reisepaTopa 3, то час-55 тота проходит на вход счетчика 4 без задержки, если такой сигнал ест1, то бпок 2 задерживает поступление импульса ус-редняемой частоты на счетный вхоц счетчика 4 до момента снятия сигнала с- -пе|5В()1Х выхода генератора 3.

Сигналы ка первом выходе являются, по сути дела, строб-импульсами, поэтому скважность этих сигналов выбирают максимально возможной.

Этот же сигнал поступает на вход c6pса в О счетчика 4.

Таким образом, в счетчике 4 происходит накопление импульсов усредняемой частоты между двумя каждыми сигналами с первого выхода геператора 3.

Период поступления сигналов с первого выхода г енератора 3 равен t., причем

,

гг,е П - количество разрядов каждогоиз сдвигающих регистров 15, 16 и 17;

Т. - период усреднения.

Период поступления сигналов1Чр со вторго выхода генератора 3, связанного с тактирующик-1И входами сдвигающих регистров 15, 16 и 17, определяется соотнощоиием

i .

. п+1 . Спецовательно, за периодt происходи

информации в регистрах 15, 16 и

17на ( И + 1 ) разрядов.

Выход каждого из этих регистров связан со входом через соответствующие элементы И 9, Ю и 11 и элементы ИЛИ 12 13 и 14.

Когда па первом .выходе reiiepaTOpa 3 сигнал отсутствует, то с выхода инвертора 5 на вторые входы элементов И 9, Ю и 11 подается разрешение, и информация с выхода последнего разряда каждого сдвигающего регистра записывается в первый разряд сдвигающего регистра. По окончании каясдого nepHonai короткий сигналимпупьс появляется на первом выходе генератора 3, тем самым инвертор 5 и элементы И 9, Ю и 11 запрещают прохождение информации с выходов сдвигающих регистров па их входы. Теперь информация D nepBFiie разряды сдвигающих регистров 15, 16 и 17 записывается с выходов счетчиков 4 через элементы И б, 7 и 8 и элементы ИЛИ 12, 13 и 14 соответстврнно. Эта информация сцвигается тактирующими имп пьсоми со второго выхода генератора 3, импульс на первом выхоао генератора 3 заканчивается, обнуляя тем самым счетчик 4 и вновь разрешается поступление информации с выхода каждого сдвигающего регистра на его вход.

Выход каждого сдвигающего регистра 15, 16 и 17 соединен со входами блока

18считывания.

Бпок 18 счигывар1ия произвоциг споже- ние параппепьиых коцов чисеп, поступающих из сцвигающих регистров 15, 16 и 17,- npUHevi командой выпопнения спожения является импупьс со второго выхоца генератора 3, поступающий на бпок 18. Так, с зыхоца регистра 15 поступает информация 2°, с выхоца регистра 17 поступает, информация 2,

Бпок 18 выцает на вход бпока 19 ниаикации результат спожеяия по имп пьсам с первого выхоца генератора 3; этот розупьтат и представляет собой скоп1: зящее усрецненное значение электрического сит нала . Это значение запоминается в бпоке 19 индикации до поступления следующего значения.

Техчико-экономт ческий аффект преагш- гаемого изобретения заключается в значительном сокращении оборудования для выполнения скользящего усред 1ення электрического сигнала за счет того, что накопление информации про извоцится не за весь периоц Т усреднения как в известном устройстве, а за интервал.

Формула изобретения

Устройство для скользящего устранения электрического сигнала, содержащее преобразователь аналог-частота, генератор

импульсов, счетчик, каждый разряд которого соединен с первыми входами элементов И, вторые входы которых соединены с первым выходом генератора, сцвигающие ре- гистр, по числу разрядов счетчика и бпок считывания, отличающееся тем, что с целью сокращения оборудования,, в него введены бпок синхронизации, инвертор, дополнительные элементы И, элементы ИЛИ и бпок индикации, при этом один вход блока синхронизациисоединен с выходом преобразователя аналог-частота,другой вход - с первым выходом генератора им)пульсов, а выход бпока синхронизации соедиион со счетным входом счетчика, тактирующие входы сдвигающих регистров и обнуляющий вход блока считывания соеди нены со вторым выходом генератора импулсов, выходы сдвигающих реп1стров подключены к информационным входам блока считывания и к первым входам соответствующих дополнительных элеме гтов И, выходы которых соединены с первыми входами элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены с выходами элементов И, вторые входы дополнительных элементов И соединены с тактовым входом блока считывания и подключены к выходу инвертора, вход которого соединен с первым выходом генератора и с установкой О счетчика, а выход блока считывания подключен-ко входу блока индикиции.