Устройство сглаживания цифровой информации Советский патент 1980 года по МПК G06F17/17 

(54) УСТРОЙСТВО СГЛАЖИВАНИЯ ЦИФРОВОЙ ИНФОРМАЦИИ Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности применяется для статистической обработки измеряемой цифровой информации Оно может быть использовано также в специализированных устройствах, применяемых для анализа статистических экспериментальных данных. Известно устройство 1, содержащее блок динамического алгебраическо го сложения, блок деления, блок установки режима, реверсивный счетчик блок управления, элементы И, ИЛИ, НЕ, вычитающий счетчик. Однако данное устройство довольно сложное, . содержит арифметические блоки и не может использоваться в малогабаритны измерительных цифровых приборах иЛи промышленных информационно-измерител ных системах. , Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство 2, содержащее генератор эталонной частоты, первый регистр, (-е информационные входы кото рого соединены с ( i f 1)-м выходом сумматора, вход первого слагаемого которого соединен со счетчиком, а вход второго слагаемого - с выходом

Ч-,

iflf -i -iS-f -:: : - :

.:- :vr ; $gtя;tp.sjaвн й- - 1 -f, второго регистра, информационные входы которого связаны с выходом первого регистра, а управляющий вход второго регистра соединен через второй формирователь.импульсов с первым. Устройство осуществляет сглаживание по формуле (. где X. п - текущее измерение; (Уп-Г текущее и предаестзуют шее сглаженные значения;о(. - коэффициент сглаживания . Недостатком рассматриваемого устройства, является малый фиксированный коэффициент сглаживания (D( 1/2), что ограничивает область применения устройства сглаживания малым уровнем помех. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем регулирования параметра сглаживания в широком диапазоне. Поставленная- цель достигается тем, что в устройство, содержащее сумматор, первый вход которого соединен с выходом первого регистра, а (п + 1)-й выхсзд - с n -м входом второго регистра, .генератор, выход которого соединен с первым входом элемента И, блок управления, введены два триггера, третий регистр, счетчик, схема сравнения, коммутатор. При этом вход блока упраления является управляющим входом устройства, а выход соединен с единичными входами первого и второго триггеров, управляющими входами первого регистра и коммутатора и с нулевым входом счетчика, выход которого подключен к первому входу схемы сравнения. Вход установки параметра сглаживания соединен со вторым входом схемы сравнения, выход которой подключен к нулевому входу первого триггера и к управляющему выходу устройсва. Выход первого триггера соединен со вторым;входом элемента И, выход которого связан со счетнЕлм входом второго триггера, инверсный выход которого соединен со счетным входом счетчика и с управляющим входом второго регистра. Выход второго регистра является информационным выходом устройства и соединен с первым входом коммутатора, второй вход которого является первым информационны входом устройства, вход первого регистра - вторым информационным входом устройства. Выход коммутатора соединен с входом третьего регистра, управляющий вход которого соединен с прямым выходом второго триггера, а выход - со вторым входом сумматора

Блок-схема устройства приведена на чертеже.

Устройство сглаживания цифровой информации содержит блок 1 упр авлёния, триггеры 2, 3, генератор 4, элемент И 5, регистры б, 7, 8, счетчик 9, схему 10 сравнения, сумматор 11, коммутатор 12. С выхода рё гйетра 7 поступает текущее сглаженное значение информации V; . На вхОд регистра б подается предшествующее сглаженное значение информации v-, . На второй вход коммутатора 12 подается сигнал текущего значения информации Х| , а на второй вход схемы 10 сравнения - кодированное значениеz параметра сглаживания (sC. С выхода схемы сравнения поступает сигнгш с окончания работы устройства.

Устройство работает следующим образом. . ... Управляющим сигналом с, запускается блок 1 управления и с сигналом с его выхода триггеры 2, 3 устанавливают в единичное состояние, счетчик 9 - в нулевое, в регистр записывается предшествующее рглаженное значение информации Vj и коммутатор подключает сигналы текущего значения информации X; k выходу регистра 8. Во время переключения триггера 3 в единичное состояние на управляющий вход регистра 8 по744599

ступает импульсный сигнал, разрешающий запись текущего значения информации Х-, в регистр 8. Сигналом с триггера 2 открывается элемент И 5 и через него на счетный вход триггера 3 поступают импульсы с генератора 4. Первым импульсом триггер 3 переходит в нулевое состояние и импульсным сигналом с его инверсного выхода в.счетчик 9 запишется первый сигнал, а в ёегистр 7 - значение, численно равное полусумме Значений текущего значения X; и предшествующего сглаженного значения, т.е. .

, )С,4Уум

|- -2.

При отсутствии сигнала с блока 1 управления через коммутатор 12 на вход регистра 8 поступает сигнал о выходе регистра 7, который записывается в регистр 8, когда триггер 3 установится в единичное состояние. Переключение триггера 3 в единичное состояние осуществляется каждым четным импульсом, поступившим через элемент И 5 с генератора 4, При следующем импульсе, поступившем на вход триггера 3, происходит запись второго цмпульса в счетчик 9J а в регистр 7 запишется число

л 5

или с учетом первого цикла

.-(i).f(i)b..

Аналогично можно показать, что на третьем цикле сигнал на выходе регистра 7 станет равным

-Г-Ш 1.(|)Ь.. . ; При совпадении числа циклов, записанного в счетчике 9, с заданньи значением z, со схемы 10 сравнения поступает сигнал, устанавливающий триггер 2 в нулевое положение и тем самым прекращающий поступление импульсов с генератора 4 на счетный входтриггера 3. При наличии сигнала, поступающего со схемы сравнения Сц,, с выхода регистра 7 считывается сглаженное значение информации у., определяемое соотношением

vU)(..

которое является оператором эксИоненциального сглаживания при параJ Метре сглаживания Л-« (А)и описывается в общем случае рекуррентным соотношением

У; : чХ-Л{А-Ч1.У,-д .

В одноканальных системах выход 0 регистра 7 соединяется с входом регистра 6. В многоканальных системах, где необходимо сглаживать информацию, поступающую по нескольким каналам с различными параметрами сглаживания ok для каждого канала, инФ мация о предшествующем сглаженном значении v-,. и кодированное значение Z параметра сглаживания с выбираются из соответствующих ячеек блок памяти (на чертеже не показан ) и поступает на информационные входы устройства. После выполнения операции сглаживания информация о текущем сглс1женном значении v записывается в ячейку памяти, где раньше хранилось ее предшествуквдее значение. Использование изобретения позволи создать устройство сглаживания цифровой информации с регулирующим параметром сглаживания в широком диа пазоне. В результате чего будет расширена сфера применения устройства и устранена необходимость в разработке ряда устройств сглаживания цифровой информации с различными параметрами сглаживания. Простота и компактность данного устройства позволит использовать его в малогабаритных измерительных цифровых приборах или промышленных ийформационно-измерительных системах Формула изобретения Устройство сглаживания цифровой информации, содержащее сумматор, , первый вход которого соединен с выходом первого регистра, а (о + 1)выход - с п -м входом второго регистра, генератор, выход которого соединен с первым входом элемента И, блок управления, отличающееся тем, что, с целью расширения функцио нальных возможностей путем регулирования параметра сглаживания в широко диапазоне, в него введены два тригге ра, третий.регистр, счетчик, схема сравнения, коммутатор, причем аход блока управления является управляющим входом устройства, а выход соединен с единичными входами первого и второго триггеров, управляющими входами первого регистра и коммута- . тора и с нулевым входом счетчика, выход которого подключен к первому входу схемы сравнения, вход установЧи параметра сглажийания устройства зоединен со вторым входом схемы сравнения, выход которой подключен к нулевому входу первого триггера и к управляющему выходу устройства, выход первого триггера соединен со вторым входом элемента И, выход которого соединен со счетным входом второго триггера, инверсный выход которого соединен со счетным входом счетчика и с управляющим входом второго регистра, выход второго регистра является информационным выходом устройства и соединен с первым входом коммутатора, второй вход которого является первым информационным входом устройства, вход первого регистра является вторым..информационным входом устройства, выход комму-, татора соединен с входом третьего регистра, управляющий вход которого соединен с прямЕЛМ выходом второго триггера, а выход - со вторым входсм сумматора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свйдетельствЪ CCfCP 497591, кл. G 06 F 15/36, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2413943/18-21, кл. G 06 F 15/34, 1972 (прототип).

8

10

Zo

Усо Ъ

11

c