Устройство для определения среднего Советский патент 1980 года по МПК G06F17/18 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДНЕГО

1

Изобретение относится к области вычислительной техники, к специализированным устройствам для обработки статистических экспериментальных данных.5

Известно устройство для определения скользящего среднего 1 , содержащее блок памяти, сумматор, реверсивный счетчик, блок строби-. рования, блок управления.О

Наиболее близким по техническому решению является устройство для определения среднего арифметического, содержащее реверсивный счетчик, элементы И, элемент задержки, счетчик, 15 генератор импульсов, блок памяти 2 .

Недостатком известныхустройств является низкое быстродействие и точность,а также сложность аппаратур-20 ной реализации.

Целью изобретения является повышение точности, быстродействия и упрощение устройства,

С этой целью в устройство для 25 определения среднего арифметическо- го введены регистр, цифровой компаратор и блок синхронизации, при этом первый выход блока синхронизации подключен ко второму входу время- зр АРИФМЕТИЧЕСКОГО

|Импульсного преобразователя, к управляющим входам регистра и блока памяти, выходы которого соединены с первыми информационными входами цифрового компаратора, вторые информационные входы которого объединены с информационными входами регистра и подключены к соответствующим выходам счетчика, счетный вход которого объединен с первыми входами второго и Третьего элементов И и соединен с выходом элемента задержки, вход элемента задержки объединен с управляющим входом цифрового компаратора и подключен к выходу первого элемента И, второй вход которого соединен со вторым выходом блока синхронизации, выход генератора импульсов подключен к третьему входу время-импульсного преобразователя, второй выход которого объединен с управляющим входом регистра и соединен с первым входом блока синхронизации, второй вход которого подключен к выходу цифрового компаратора, третий и четвертый выходы блока синхронизации соединены соответственно со вторыми входами второго и третьего элементов И, выход третьего элемента ,И подк1почен ко входу ложение реверсивного счетчика, выход второго элемента И соединен со входом вычи тание реверсивного счетчика, выходы которого являются выходами устро ства. Блок-схема устройства представле на на чертеже, Устройство содержит время-импуль ный преобразователь 1, блок 2 синхр низации, элементзадержки 3, первый второй и третий элементы И 4, 5, 6, генератор импульсов 7, реверсивный счетчик 8, счетчик 9, регистр Ю, блок 11 памяти и цифровой компаратор 12.; Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии реверсивный счетчик 8, регистр 10 и ячейки блока памяти 11 очищены, В момент запуска блока 2 он формирует импульс на первом выходе, устанавливая в нуль счетчик 9, сдвигая содержимое блока памяти 11 и запуская времяимпульсный преобразователь, а также сигналом со второго выхода - открывает элемент И 4. Первый же импульс с выхода И 4 проходит через цифро; вой компаратор 12 на второй вход бл ка синхронизации, в результате появ ляется ВЫСОКИЙ потенциал на третьем выходе блока 2. При этом импульсы с выхода И 4 будут поступать на счетн вход счетчика 9 и на суммирующий вход реверсивного счетчика 8. К моменту, когда время-импульсный преобразователь 1 сформирует импульс н втором выходе, число импульсов, за фиксированное счетчи-ком 9 и реверСИВНЕЛМ счетчиком8, будет пропорциональным входной си1налу, т. ё, будет - в некотором масштабе - пред ставлять первое, число выборки. Импульс .со второговыхода время-импул ного преобр1азователя поместит это число в регистр 10. Спустя некоторое время возникнет второй импульс на первом выходе блока управления 2 и описанные действия цик:личecJ JJ пов торятся. Так будет продолжаться до тех пор, пока не будут заполнены все ячейки блока памяти 11, т. е. пока не сформируется первая выборка чисел X , , | . 1,2,.. . , п . На реверсивном счетчике 8 при этом будет зафиксированна суглма все чисел выборки, представляющая - в некотором масштабе - их среднее арифметическое. После этого на выходах .блока памяти 11 будет присутствовать число Х , и цифровой компаратор 12 в очередном цикле работы устройства пропустит импульс на второй вход блока синхронизации лишьтогда, ког да число в счетчике 9 станет равным величине Х. При этом возможны следующие варианты: )П

748419 В первом случае с момента достиже1нИя равенствах Х откроется, аналогично описанному выше, элемент И 5, и импульсы, поступающие на счетчик 9, будут суммироваться также реверсивным счётчиком 8 до тех пор, пока не будет сформированр число х,,, т. е. пока не возникнет импульс на втором выходе время-импульсного . преобразователя. Следовательно, в реверсивный счетчик 8 будет добавлена величина , что, очевидно, эквивалентно вычитанию из его содержимого величины Хч и прибавлению величины Xj. . ИмпуЛьс со второго выхода время-импульсного преобразователя поместит число х. в регистр 10, а очередной импульс с первого выхода блрка синхронизации запишет его на место числа Х в блок памяти, на выходах которого окажется число X а и т.д.. Во втором случае первым приходит импульс на первый вход блока синхронизации, но импульс на второй вход приходит раньше, ем хотя бы один импульс успеет пройти на счетчики 8 и 9, таким образом, содержимое реверсивного счетчика 8 не меняется, в остальном схема работает аналогично-описанному.. -: . Наконец, в третьем случае появится импуЛьс на первом входе блока синхронизации. Он переда ст сфорИИрованнОе число Хр, в регистр 10 и вызовет появление единичного потенциала на четвертом выходе блока синхронизации, т. е.с этого момента импульсы, поступающие на вход счетчика 9, будут вычитаться из содержимого реверсивното счётчИка 8. Так будет продолжаться до. тех пор, пока не будет достигнуто равенство S - , цифровой компаратор 12 пропустит импуЛьс на второй вход блока 2, прекращая указанное вычитание. В резулйтате содержимое реверсивного счетчика 8 . уменьшится на величину/д -%f, что, очевидно, равносильно вычитанию из него числа (. и доба.влению числа 5(п+. . . В дальнейшем работа схемы протв кает аналогично, с тем отличием, что в роли х последовательно оиазываются числа к ,Х;..., а в роли Xn-v/ - числа г«« Легко видеть, что содержимое реверсивного счетчика 8 будет пЛавно изменяться в процессе формирования очерёдного чисЛа выборки (если оно больше замещаемого) ,: Либо в течет}ие короткого времени после его формирования (если оно меньше замещаемого), следовательно содержимое счетчика 8 будет непрерывно и точно отслеживать среднее арифметическое скользящей выборки, .без каких-либо скачков и вспЛёсков, имеющих место в схеме прототипа. Потери времени на сложение и вычитание, значительные в схеме прото типа, здесь сведены до минимума. Упрощение устройства, повышение точности и быстродействия позволит улучшить характеристики вычислитель ных и управляющих систем, содержащих устройство, и тем самым получить положительный экономический эффект. Формула изобретения Устройство для определения сред него арифметического, содержащее реверсивный счетчик, элементы И, элемент задержки, счетчик, генератор импульсов, блок памяти, времяимпульсный преобразователь, .выход которого подключен к первому входу первого элемента И, первый вход время-импульсного преобразователя является входом устройства, о т ли чающееся тем, что, с целью повышения .точности и быстродействия устройства, в него введены регистр, цифровой компаратор и блок синхронизации, при этом первый выход блока синхронизации подключе ко второму входу время-импульсного преобразователя, к управляющим вхо дам регистра и блока памяти, выходы которого соединены с перовыми информационными входами цифрового компаратора, вторые информационные входы которого объединены с инфор9. 6 .мационньми входами регистра и подключены к соответствующим выходам счетчика, счетн.ый вход которого объединен с первыми входами второго и третьего элементов И и соединен с выходом эЛёментазадержки, вход элемента задержки объединен с управляющим входом цифрового компаратора и . подключен к ввзисоду первого элемента И, второй вход которого соединен со вторым выходом блока синхронизации, выход генератора импульсов подключен к третьему входу времяимпульсного преобразователя, второй ВЕЛход которого объединён с управляющим входом регистра и соединен с первым входом блока синхронизации, второй вход которого подключен к выходу цифрового компаратора, третий и четвертый выходы блока синхронизации соединены соответственно ей вторыми входами и третьего элементов И, выход третьего элемента И подкгаочен ко входу сложение реверсивного счетчика, выход второго элемента И соединен со входом вычитание реверсивного счетчика, выходы которого являются выходами устройства. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство по заявке 2394955/18-24, от 09.09Л976. 2. Авторское свидетельство СССР № 278227, М кл. G Об F 15/36, 1970. (прототип). .

748419