Устройство усреднения Советский патент 1981 года по МПК G06F17/18 

(54) УСТРОЙСТВО УСРЕДНЕНИЯ

ИзоОретенйе относится к специали зированным средствам вычислительной техники и может быть использовано при анализе случайных процессов. Известно устройство для усреднен содержащее преобразователь напряжение-частота, элемент И,накапливающи счетчик, делитель частоты El} . Однако это устройство не обеспечивает усреднение случайного процесса за произвольное время усредне ния . Наиболее близким по техническому решению является устройство для усреднения, соде ржащее реверсивный счетчик, выход которого через цифро ангшоговый преобразователь подключе к первому входу сумматора, второй вход которого является входом устройства, преобразователь напряжение част.ота, первый выход которого соединен со счетным входом реверсивного счетчика, второй выход преобразователя напряжение-частота подключен ко входу реверса реверсивного счетчика, источник опорного напряже ния и .кнопку 2. Недостаток известного устройства заключается в невысокой точности оценки среднего значения. Цель изобретения - повышение точности устройства. С этой целью в устройство усреднения введены генератор, переключатель, счетчик, элемент ИЛИ и дополнительный цифроаналоговый преобразователь, при этом подвижный контакт переключателя подключен к информационному входу преобразователя напряжение-частота, первый выход которого соединен со счетным входом счетчика, вход управления которого объединен со входом управления реверсивного счетчика, с первым входом элемента ИЛИ, со входом управления переключателя и подключен к выходу генератора, выход счетчика соединен со вторым входом элемента ИЛИ, выход которого через дополнительный цифроаналоговый преобразователь подключен ко входу управления преобразователя напряжение-частота, выход сумматора соединен с первым неподвижным контактом переключателя, второй неподвижный контакт которого подключен к выходу источника опорного напряжения, вход установки в ноль счетчика является входом сброса устройства. На чертеже представлена блок-сх ма устройства. Устройство содержит сумматор 1, преобразователь 2 напряжение-частота, реверсивный счетчик 3, счетч 4, цифроаналоговый преобразователь дополнительный- цифроаналоговый пре образователь б, источник 7 опорног напряжения, кнопку 8 сброса, переключатель 9, генератор 10, элемент ИЛИ 11. Устройство работает следующим образом. Генератор 10 вырабатывает непре рывную последовательность импульсов, частота которой вырабатываетс с учетом частотного спектра входно го сигнала устройства усреднения. Установку устройства в исходное состояние осуществляет кнопка 8 сброса, которая своим выходным сиг налом устанавливает счетчик 4 в нулевое состояние. В момент, когда выходной сигнал генератора 10 принимает значение логической единицы переключатель 9 .соединяет вхо преобразователя 2 с источником 7 опорного напряжения, разрешается счет импульсов счетчиком 4 и запрещается счет импульсов реверсивным счетчиком 3, а на всех выходах элемента ИЛИ устанавливаются сигналы логической единицы, при этом выход ной сигнал цифроаналогОБОго преоб-разователя б принимает значение, соответствующее верхнем пределу е-го изменения. Счетчик 4 осуществляет счет импульсов, поступающих с выхода преобразователя 2, причем частота этих импульсов при логической единице на выходе генератора 10 постоянна. Таким образом, за рассматриваелолй 1;олупериод колебаний выходного сигнала генератора 10 выходной сигнал счетчика 4 получит некоторое приращение. Далее выходной сигнал генератор 10 принимает значение логического нуля, при этом основной вход преобразователя 2 .соединяется через переключатель 9 с выходом сумматора 1, разрешается счет импульсов ревер сивным счетчиком 3 и запрещается счет.импульсов счетчиком 4, причем на вход управления преобразователя 2 через элемент ИЛИ 11 и цифроаналоговый преобразователь 6 поступает сигнал, представляющий собой анало.говый эквивалент числа импульсов, накоплен.ных счетчиком 4 в предыдуще полупериоде сигнала генератора 10. Выходной сигнал преобразователя 2 поступает на счетный вход реверсивного счетчика 3, ас его выхода через цифроаналоговый преобразователь 5 в аналоговой - на вход сумматора 1, выходной сигнал которого определяет частоту выходного сигнала преобразователя 2 и уменьшает ее по мере компенсации разности между входным и выходным сигналами сумматора и всего устройства. В следующий полупериод сигнала генератора 10 при логической единице на его выходе выходной сигнал счетчика 4 получает приращение, равное прлращению в первом полупериоде, т.е. его выходной сигнал увеличивается в два раза, затем при логическом нуле на выходе генератора 10 счет импульсов осуществляет (аналогично описанному) реверсивный счетчик 3, причем на вход управления преобразователя 2 подается сигнал в два раза больший, чем в первом периоде сигнала генератора 10. Таким образом, в те полупериоды колебаний выходного сигнала генератора, когда значение его равно логической единице, преобразователь 2, счетчик 4 и преобразователь 6 образуют интегратор, формируквдий ступенчато-нарастающий выходной сигнал, который при логическом нуле на выходе генератора 10 используется в качестве сигнала управления преобразователя 2, причем преобразователь 2 входит уже в состав интегратора, включающего в себя также реверсивный счетчик 3 и преобразовс гель 5, при этом относительные нестабильности постоянных времени обоих интеграторов, определяемые одним и тем же преобразователем напряжение-частота, взаимно компенсируются, вследствие чего нестабильность преобразователя 2 не вызывает появления соответствугацей составляющей общей погрешности усреднения. Формула изобретения Устройство усреднения, содержащее реверсивный счетчик, выход которого через цифроаналоговый преобразователь подключен к первому входу сумматора, второй вход которого является входом устройства, преобразователь напряжение-частота, первый выход которого соединен со счетным входом реверсивного счетчцка, второй выход преобразователя напряжение-частота подключен ко входу реверса реверсивного счетчика, источник опорного напряжения, о тличающееся тем, что, с целью повышения точности в устройство введены генератор, переключатель, счетчик, элемент ИЛИ и дополнительный цифроаналоговый преобразователь, при этом подвижный контакт переключателя подключен к информационному входу преобразователя напряжение-частота,первый выход которого соединен со счетным входом счетчика, вход управления

которого объединен со входом управления реверсивного счетчиКа, с первым входом элемента ИЛИ, со входом управления переключателя и подключен к выходу генератора, выход счетчика соединен со вторым входом элемента ИЛИ, выход которого через дополнительный цифроаналоговый преобразователь подключен ко входу управления преобразователя напряжение-частота,выход сумматора .соединен с первым неподвижным контактом переключателя, второй неподвижный контакт которого подключен к

выходу источника опорного напряжения, вход установки в ноль счетчика является входом сброса устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2. Электроника, т. 57 (531),М., Мир, 1978 с. 59 (прототип).