Адаптивное устройство для вычисления среднего Советский патент 1980 года по МПК G06F17/18 

«а вычисления коэффициента усреднения. Структураая юхема усцройспва пред ставлена на чертеже. Устройство Оодержигг блок / разности блок 2 управления, сумматор 3, блок 4 на мятн, счетчик замеров 5, лога1р1ифм;ичеокий нреобраэаватель 6, компаратор 7, блок 8 вычисления показателя (степени и блок 9 вычисления 1коэфф,иц|и.©нта усреднения. На первый вход блока 1 разности подается код параметра, а его выход подключен к первому входу блока 2 управленн-я Выход блока 2 управлен1ия подключен к первому входу сумматора 5. Выход сумматора 5, с которого снимается вычисленное среднее, подключен ко входу блока памяти 4, выход которого подключен к первому входу блока разности / и ко второму входу icyiM-матара 5. На вход счетчика замеров 5 подается жод замера, определяющий номер гитер;а.ции. Выход счетчика замеров 5 через логариф|мичеак ий преобразователь -6, подключен |К перваму входу «омпар,атора 7. Информация с шыхода компаратора 7 подается па 1вход |бл1ока вычисления показателя степени 8, 1выход которого подключен (КО BTOpoiMy (входу компаратора 7 и через блок 9 вычисления коэффициента усреднения ко второму В1ход.у блака 2 ynpaiBл-ения. Предлагаемое устройство реализует рекдорептный алгоритм вьгаисления среднего вида (x -An-i}, (} Л„ 2где АП - оценка средлего после я-то замера;Хп - значение усреднеюной величины в л-ом за(мере, причем выполняется условие . Для вычисления значения Nn можно воепользоваться условием « 4-2 причём злаЧгвНйе ЛГ„ у1вел)йчива1ется яа единицу |Цр.й выполнении условия (3.). В тредлагаёМом усиройстве реал1И зуется процедура выЧйслшйя 1вид.а pn-1+l, если logj«-2+log2 Nn-i , если fogj/t-2-flog2 Благодари ис(Пользоаа Ейю алгоритма (1) устройстйо ие производит операцию деления, требующую больших вре(мени и приводящую к значительной погрешнрсти вычислений. В гаредлагашом устройстве вместо операции делений реализуется операция ., что приводит к повышению быстрод ействия и повышению точности работы. Это дает 1ВО;3мо1Ж;но1Сть обр|абатывать быстротакущие процессы . и расширить фунжциовалиные возможности предлагаемого устройства. У/стройство работает 1СЛ|адующи,м образом. В исходном состоянии .в блоках 4И на выходе сумиматора и в счетчике за/меров 5 зап-исаны нули. После подачи первого замера Х на выходе блока / разности появляется величина XL В счетчик замеров 5 записывается единица, а логарифмический преобразователь вычисляет величину Iog2i-2+log23 0,7472. Компаратор 7 производит сравнение величин - 0,7472 и нуля, записанного в блоке 5 вычисления показателя степени. Компаратор 7, сравнивая эти величины и реализуя формулу (4), перезаписывают в блок 8 вычисления показателя степени показатель , а блок 8 цычНслан,и1Я показателя степени 8 подает значение NI иа 1вход блока 9. Блок 9 вычисления коэффициента усреднения вычисляет величину 2 и подает ее на второй вход блока 2 упраилемия, который формально реал1изует операцию сдвига. Эта величина пода.е-пся на первый вход сум.матора 3, где окладываетоя с .нулем, записатным в блоке 4 памяти. По1сле этого иа выходе сум-м.атора 3 гаожвляется величина Xi, которая записываетгая IB (бло/к 4 памяти. На этом заканчиваепся гаервая итерация. На .второй итерадии в блоке / раз1ности вьгчисляется разность . В счетч.шк з.амербв 5 записывается код замера 2, логарифмический преобразователь 6 вьтисляет величину Iog22-2+log23 0,2528, а компаратор 7 сравнивает ее с , записанным IB блоке 5 вычисления показателя степен.и. После проверюн условия (4) (0,25280) в блоке вычиСлениЯ показателя степени 8 вычидляется +(1 1, которое ( на блок &. Блок 9 вычи сления коэффидиена усреднения вычисляет величину 2-, которая В блоке 2 у1П|рав.ле1Н1йя сдвигает .код разйоста Xs-Xi «а оди-н разряд влево. Веичина 2-1()2-Xi) -окладьтваетоя в сумматоре 5 с содержимым блока 4 памяти, после чего иа вьюоде cyMiMaTOpa 3 .появяется среднее двух замеров + +2-t{X2-Xi)Qj5 (Xi+Xz), которое запиывается в блоке памяти 4. На этом заканивается вторая интерация. На третьей ит-врацш в блоке Т разности вы1Ч.И1СляетсЯ разность - (Az-Xs) Хз-0,5 (Xi +Xs). В счетчик замеров 5 записывается од замера 3, логарифмический преобраователь 6 выч«сляет величину Iog23-2+ -Hog23 0,5056, а компаратор 7 сравнивает е с зап(исанным в (блоке 1ВЫчислен.ия

яоказателя степени 8. Пбсле проверки условия (4) компаратором 7 (0,), в блоке вычисления показателя степени перезаписывается величина , которая подается на блок 9 вычисления коэффициента усреднения. Блок 9 юохраняет величину 2 , которая в блоке 2 управления сдвигается на разряд влево. Величнаа

.2-1

Xs-0,5 (Xi+Xz) Складывается в сумматоре 3 с содержимым блока 2 памяти, после чего на .выходе 1су|Мматора 3 появляется среднее трех замеров X ,5 (Xi+X2) 0,5Хз+0,.25Х-1-0,, которое записывается в блок памяти 4. На этом заканчивается третья итерация.

Последующие «теращии осуществляются аналогично.

Таким образом, устройство обрабатывая и1нформаП(ИЮ, придает последним больше веса, чем предыдущим, что особенно важно при обработке иаблюдевий нестационарных процеюсов.

Устройство может быть выполнено на ун;ифицированный; эл-ементах л обладает конструктивной про1стотой, так как в ороцессе счета в нем осуществляются простейшие операции типа сложения, сдвига и функционального преобразования nipocToro нида. По сравнению с известными устройство обладает повышеяньцм быстродействием, что позволяет обрабатывать большие массивы информации за короткое время. Изобретение может быть и сзпользовано при разработкой специализированных выч1И Слительных устройств, а его использование ЛО.ЗВОЛЯТ получить экономический эффект.

Формула изобретения

Адаптивное устройство для вычислания оред.него, содержащее блок разности, выход которого подключен к первому входу блока уотравленяя, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй вход которого объединен с первым входам блока разности и подключен к «выходу блока памяти, вход блока памяти соединен с выходом cyMiMaTOpa, второй 1вход блока разности является первым входом устройства, а вторым входом устройства является вход счетчика замеров, отличающееся тем, что, с щелью повыщения бы1стродействия, в него введены логарифмичеокий преобразователь, компаратор, блок вычисления показателя степени, блок вьмвслевия аадэффидивнта усреднения, при этом выход счетчиа а замеров через логарифмический преобразователь подключен к первому входу компаратора, второй вход которо-го объединен со входом блока вычисления коэффициеята усреднения и сое.тдшен с выходом блока ;вычисления (паказателя степени, вход которого подключен к выходу ж мпаратх ра, второй вход блока управления соеди1Нйн с выходом блока вьшисления К1оэффициента усреднения.

Источники информации, принятые во в,нима1ни€ При эвопертизе:

1.Авторское св|вдетельство № 485455 Кл. G 06 F 15/36.

2.Авторское свидетельство № 466512. Кл. G 06 F 15/36, 1975 (ирототш).