Цифровое усредняющее устройство Советский патент 1980 года по МПК G06F17/18 

(54) ЦИФРОВОЕ УСРЕДНЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к вычиспитеяь ной технике н может быть применено дл статических исследований случайных процессов в низкочастотной обпастн. Известно устройство l для усредне ния случайного процесса, содержащее аналого-цифровой преобразователь (АЦП) вычитатель, Триггер, реверсивный счетчик, сумматор - вычктатель с триггером знака, блок управления, блок перезаписи и регистр. Наиболее близким по технической сущ ности к изобретению является цифровое усредняющее устройство 2 , содержащее накапливающий сумматор, счетчик замеров, нуль - орган, тритт, блок управления, блок памяти и генератор им пульсов. Недостатками таких устройств являют .ся спожность и низкая точность работы. Целью вэобретениа является пс1вышенив точвостн работы и упрощение устрой ства. Поставленная цель достигается тем, что в цифровое усредняющее устройство введены первый и второй реверсивные счетчики, блок сравнения и И. Первый выход блока управления подключен к первым входам элемента И, накапливающего сумматора, ко входу установки в нуль триггера и к счетному входу счетчика замеров, выход которого соединен со вторым входом накапливающегч сумматора, третий вход которого объединен с информац1ЕЮНным входом первого реверсивного счетчика и подключен ко второму выходу 6jioKa управления, вход которого соединен с выходом блока сравнения, первый вход которого подключен к выходу накапливающего сумматора. Второй вход блока сравнения объединен со входом нуль-органа и подключен к выходу второго реверсивного счетчика, первый вход которого является входом устройства. Выход Нуль-органа соединен со входом установки в единицу триггера, выход которого подключен к управляю37щим входам первого и второго реверсивных счетчиков. Второй вход второго; реверсивного счётчика подключен к выходу элемента И, Второй вход которого соединен о выходом первого реверсивного счетчика и является выходом устройства. . Структурная схема устройства представлена на чертеже. Устройство содержит накапливающий сумматор 1, счвтчик замеров 2, триг.гер 3, блок 4 управления, первый, и вто рой реверсивные счетчики 5, 6, блок 7 сравнения, элемент И 8, нуль-орган 9, Устройстёо реализует рекуррентньтй алгоритм, не содержащий деления . Устройство работает следующим образом. В исходном положении все устройства находятся в нулевом состоянии, кроме счетчика 5, в старщем разряде которого записывается единица, т.е. - число 2 равное половинноыузначейШбятапазона входных чисел. Так как в первом счетчике всегда находится текущее среднее значение потока входных чисел, то данное число можно рассматривать в качестве AQ . Оно никоим образом не вли яет на последующий результат и утрачивается после первого же усреднения, но его введение Целесообразно. Каждый цикл усреднения начинается с появлением начального импульса на выходе блока 4 управления. Этот т пульс увеличивает содержимое счетч.ика замеров на единицу, сбрасывает в нул сумматор 1 и триггер 3 и замыкает элемент И 8 на время своей длительности. В результате содержимое счетчиKia 5 записывается в счетчик 6. Нулевое состояние триггера 3 определяет режим вычитания для счетчиков 5 и 6. По окончанииначатлэного импуЛьса на вход устройства подается, пачка импульсовв количестве, пропорционально текущему значению входного сигнала X Эти импульсы вычитаются в счетчике 6 из кода среднего значения предыдущих поступлений, т .е. из , в соответ ствии с правой частью первого выражения алгоритме (1). TaKrovt образом,при первом усреднен они вычитаются из А Q . Бели А . Л . то в счетчике 6 фиксируется отрицатель ная разность, и состояние триггера 3 не меняется, вследствие чего на его выходе остается тот же потенциал, определяющий режим вычитания. Если Л р{. п то при вычитании содержимое счетчика 6 в какой - то момент уменьщится до нуля. Этот момент регистрируется нуль-органом 9, переключакэщимтриггер 3 в единичное состояние и меняоощим, таким образом, потенциал на выходе триггера 3, т.е. счетчики 6 и 5 переключаются в режим суммирования. Поэтому оставшаяся часть импульсов от входного значения X суммируется счетчиком 6 и фиксируется как положительная разность. После этого блок 4 управления на.чинает вырабатывать тактовые импульсы, « которые поступают на тактовый вход сумматора 1. В результате в сумматоре происходит накопление кода номера замера, т.е. код. замерасуммируется сам с собой столько раз,, сколько будет выработано тактовых импульсов. Накопленная сумма непрерывно сравнивается с разностью, зафиксированной в счетчике 6. Как только эти величины сравняются, или же сумма превысит разнбсть, блок 7 сравнения вьфабатывает запрет на щину . 13 блока 4 управления. В этот момент накопленная сумма будет равна .-п в соответствии с левой частью первого равенства алгоритма (1 ), где п номер замера, а - чисел тактовых импульсов, вьфаботанных блоком 4 управления. . Поскольку тактовые импульсы одновременно поступают и на счетный вход счетчика 5, то они либо вычитаются из кода находящегося в счетчике 5, либо прибавляются к этому коду в зависимости от потёнциапа на выходе триггера 3|Как было указано выше (если в счетчике 6 была зафиксирована отрицательная разность, то тактовые импульсы всчетчике 5 вычитаются из кода А И - наоборот) . Таким образом, счетчик 5 реализует второе равенство алгоритма (1). На этом цикл усреднения заканчивается.С. С наступлением нового цикла появляется начальный импульс на выходе блока 4, который увеличивав код номера замера до (n+l), сбрасыбаёт в нуль сумматор I и триггер 3 и разрещает запись в счетчик 6 через элемент И 8 кода Лр с выхода счетчика 5. В дальнейшеам цикл работы устройства повтояется.