Устройство для сглаживания и центрирования случайных функций Советский патент 1980 года по МПК G06F17/18 G06F17/17 G06F17/14 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СГЛАЖИВАНИЯ И ЦЕ1ПРИРОВАИИЯ СЛУЧАЙНЫХ ФУНКЦИЙ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть применено в системах автоматики. Известно устройство для сглаживания и центрирования случайных функций 1 вида x(Oxm,((t), представляющей собой аддитивную смесь неслучайной, неизвестной функции времени m(t) и центрированного стационарного эртодического случайного процесса Х° С)Б настоящее время для представления )(,i) широко применяют разложение в ортогональный ряд по функциям Фурье, Лежандра. Наиболее близким по техническому решению является устройство для сглаж1юания и центрирования случайных функций, содержащее преобразователь аналог-код, выход которого подключен к информационному входу первого из 2 последовательно соединенных регистров сдвига, управляющие входы которых соединены с соответстпую1Ш1МИ выходами блока управления, -групп сумматоров, каждая i -ая HJ которых состоит ит 2 +1 сумматоров, вхольс сумматоров первой группы соеднпснь с выходами соответствуюшей пары регистров сдвша, кроме первого и второго сумматоров, соответствующие входы которых объединены и подключены к выходам одной и той же пары регистров сдвига, входы сумматоров последующих групп, кроме первого и второго сумматоров каждой группы, попарно соединены с выходами соответствуюплей пары сумматоров предьщущей гругшы, соответствующие входы первого и второго сумматоров последующих групп объединены и подключены к выходам одной и той же пары сумматоров предыдушсп группы 2. К недостатку устройства следует отнести низкое быстродействие. Цель изобретения - повышсннс быстродействия устройства сглаживания и центрирования случайных функций. Г1оставле}шая цель достигается , что в него введены два дополнительных сумматора, щж этом.входы первого дополпитсльного сумматора соедт ены с выходами первых су.мматоров из всех трупп сумм.поров и 3 ( +}-)-ro сумматора i-ой группы, входы второго дополнительного сумматора подключены соответственно к выходу первого дополнительного сумматора и 2 -го регистра сдвига, управляющие входы первых сумматоров всех групп подключены к выходам блока управления, а выход второго дополнительного сумматора является выходом устройства. На чертеже представлена блок-схема устройства.. Устройство содержит преобразователь 1 аналог-код, регистры 2 сдвига, сумматоры 3, 4, первый дополнительный сумматор 5, второй дополнительный сумматор 6, блок 7 управления, группы сумматоров 8. В основу работы устройства положена представленная функция x(t) усеченным рядом Хаара. Рассмотрим работу предлагаемого устрой. ства для случая у восьми коэффициентов Хаара ( п s S).. Непрерывная функция x(i) подается на вход преобразователя 1 аналог-код, производящего операцию представления , выборок в цифровую форму. Коды, соответствующие отсчетам функции .х(; ), поступают с перио дом Т/8,начиная с момента времени Л 0 на первый регистр 2 сдвига. В нем сдвигается число на т 3 разряда вправо, что соо ветствует делению на П 8. В момен Времени t, Т/8 значение функции х(о) ререноСится по команде из блока 7 управления из первого регистра 2 во второй, ai в первый регистр записывается число, соответствующее значению функции х(Т/8) и снова сдвигается на гп разрядов вправо. В последующий момент времени t о Т/4 число из второго регистра переносится в третий, из первого - во второй, а в первый регистр 2 сдвига записывается новое значение функции х(Т/4). Таким образом, в восьми последовательно- соединенных регистрах 2 сдвига фиксируются приведенные средние значения функ ции x(t). 5х(о1., ) .) 2 П V П V П е х(5Т/8) х(зТ/4) б ri . х(7Т/8) 8 Одновременно с появлением числа S-t в восьмом регистре 2 оно подается на сумматор 6, работающий на вычитание, в котором сдвигом числа на то 3 разрядов влево в регистре сумматора получаем число х (о). Числа попарно подаются на сумматоры 3, аботаю1цие на суммирование и сумматор 4, работающий на вычитание 4 первой группы сумматоров 8, на выходе которых получаем V,, Q S -s 31 7 8 Далее числа подаются попарно на сумматоры 3, работающие на суммирование и сумматор 4, работающий на вычитание второй группы сумматоров 8, на выходе которых получаемVW , г. VV%- Числа попарно подаются на сумматор 3, работающий на суммирование 3 и сумматор 4, работающий на вычитание третьей группы сумматоров 8, на выходе которых получаем По команде из блока 7 управления в регистрах сумматоров 4, работающих на вычитание первой и второй группы сумматоров 8 осуществляется сдвиг чисел на 1 и 2 разряда влево, что соответствует умножению их на 2 и 4. Затем с выходов сумматоров 4, работающих на вычитание всех групп сумматоров 8 и с сумматора 3, работающего на суммирование последней группы сумматоров 8 подаются на первый отдельный сумматор 5 числа О.., 2 Q, , 40 и О;,,На выходе сумматора 5 получаем сглаженное значение гПх(0) случайного процесса x(-t) в момент времени t - 0. Значение центрированного случайного процесса х(о) формируется на втором отдельном сумматоре 6, где осуществляется вычитание из ) значения гт(0) , полученного на первом отдельном сумматоре 5. После вычисления m(t) и x(t.) в момент времени t : О, т.е. на первом щаге - 1 скользящего интервала (2,1+2) значение чисел в регистрах 2 сдвига не сбрасываются,а Продолжается процесс перезаписи чисел из предыдущего регистра в последующий, начиная с восьмого. В восьмой регистр сдвига переписывается число х(Т/8) из седьмого регистра. Одновременно это число из восьмого регистра подается на второй отдельный сумматор 6. В первый регистр 2 сдвига подается число с преобразователя аналогцифра I, соответствующее значению функции х{Т). По приведенным средним значениям ) .., ,х(т/4) , х(зт/8). s.-b-;s -- i s,.. S.M}; s,ifel/8l. s,x(3T/4) 4 v 5 n 0, s . 7 n a r определяется величина m (T/8), соответств)тощая второму шагу скользящего интервала ( 2). Далее на втором отдельном сумматоре 6 вычисляется значение o©-4i)-.© На г -ом шаге скользящего интервала орт гональности (J + ) в первый регистр сдвига 2 подается из преобразователя аналог цифра 1, число, соответствующее значению функции , - 1 2. 3.... соответственно на втором отдельном суммат ре 6 фиксируется число На выходе первого отдельного сумматора 5 и вто рого отдельного сумматора 6 получаем зна(±щ и к° F tiiil чение 1рг L 8 L а J Технико-экономический эффект заключаетс в том, что на порядок повышается быстродействие процесса сглаживания и центрирования случайных функций по сравнению с существующими наиболее прогрессивными техническими решениями в этой области. Формула изобретения Устройство для сглаживания и центрирования случайных функций, содержащее преобразователь аналог-код, выход которого подклю чен к информационному входу первого из 2 2 последовательно соединенных регистров сдвига, управляющие входы которых соединены с соответствующими выходами блока управления, i-групп. сумматоров, каждая i-ая из которых состоит из + I сумматоров, входы каждого сумматора первой группы соединены с выходами соответствующей пары регистров сдвига, кроме первого и второго сумматоров, соответствующие входы которых объединены и подключены к выходам одной и той же пары регистров сдвига, входы сумматоров последующих групп, кроме первого и второго сумматоров каждой группы, попарно соединены с выходами соответствующей пары сумматоров предьщущей группы, соответствующие входы первого и второго сумматоров последующих групп объединены и подключены к выходам одной и той же пары сумматоров предыдущей группы, отличающееся тем, что с целью повыщения быстродействия, в него введены два дополнительных сумматора, при этом входы первого дополнительного сумматора соединены с выходами первых сумматоров всех групп и ( + 1)-го сумматора i-ой группы, входы второго дополнетельнрго сумматора подключены соответственно к выходу первого дополнительного сумматора и 2 -го регистра сдвига, управляющие входы первых сумматоров всех групп подключены к выходам блока угфавления, а выход второго дополнительного сумматора является выходом устройства. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Корщунов Ю. М. и др. Расчет и проектирование цифровых сглаживающих и пресбразз ощих устройств. М., Энергия, 1976. с.252. 2.Авторское свидетельство СССР № 484523, кл. G 06 F 15/36.