Цифровое дифференцирующее устройство Советский патент 1982 года по МПК G06F7/64 

1

Изобретение относится к ци4фовой Вычислительной технике и может быть ксдопьзовано в качестве устройства пред варительной обработки информации специализированных ЦВМ, работающих с датчиками в реальном масштабе времени.

Известно устройство, содержащее генератор импульсов, счетчик, дешифратор, триггер, регистр знака, регистр и формирователь импульсов l.

Недостатки данного устройства - низкие функциональные способности, не позволяющие дифференцировать входной сигнал, представленный в число-импульсной форме.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является уст; ройство, содержащее реверсивный счетчик, регистр, щэеобразователь код - аналог, генератор, триггер, формирователь и линию задержки. Данное устройство позволяет определять производную (первую разность) частотно-импульсного входного сигнала 2,

В известном устройстве производная вычисляется только по двум значениям входной величины, что делает ее в значительной степени зависимой от ошибок отдельнь1х измерений.

Цель изобретения - повышение достоверности результата дифференцирования путем получения усредненного значения производной входного сигнала.

Постайленная цель достигается тем,

to что в устройстве, содержащем регистр, информационный вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика и блок управления, содержащий формирователь импульсов и элемент задержки, вькод

15 которого подключен к установочному входу реверсивного счетчика, а вход элемента задержки соединен с управляющим входом регистра, выход регистра является информационным выходом устрой20ства, блок управления- дополнительно содержит два элемента И, два элемента ИЛИ и пятиразрядный регистр сдвига, причем стробирующий вход устройства подключен к управляющему входу регистра сдвига. Выход переноса которого соединен с входом элемента задержки, вход фqpм ф6вaтeля импульсов подключе к информационному входу устройства, , выход формирователя подключен к первы входам первого и пятого разрядов регис тра сдвига, второй вход второго элемента И подключен к выходам второго и четвертого разрядов регистра сдвига, выход первого элемента И подключен, к входу (п -l)-ro реверсивного счетчика, выход второго элемента И под ключен к входу И,-го разр$ша реверсивного счетчика, входы первого элемента ИЛИ соединены с выходами Четвертого и пятого разрядов регистра сдвига, входы второго элемента ИЛИ -соединены с выходами первого и второго разрядов регистра сдвига, выходы первого и второго элементов ИЛИ подключены к вычитающему и суммирующему входам реверсивного счетчика соответственно. В основу предлагаемого устройства положены следующие математические завйсимости. При аппроксимации функции линейной функцией If (s) C( коэффициенты OQ и а могут быть най дены из условия минимума среднеквадратической ошибки. Фармупа для определения О имеет 51 S.iU + s)-Pls) .., (з) , где P(S) - функция вероятности (веса). В случае, когда в аппроксимации участвуют 5 точек, выражение (l) вид при P(,s)« -g- const т: кт-их + ктУ4 Г ДктГ. .(2) - -г-Дх-2т)-И(х-Т)4.И()2Пхч2т). На чертеже 1федставлена функциональ ная схема устройства. Устройство содержит регистр 1, реверсивный счетчик 2, блок 3 управления который содержит формирователь 4 импульсов, элемент 5 задержки, элементы И 6 и 7, элементы ИЛИ 8 и 9 и регистр 10 сдвига. Предлагаемое устройство работает следующим образом. При необходимости простого счета шсла входных импульсов в четвертый разряд сдвигового регистра 1О устанавливается единица, а вход управления сдвигом отключается. Счетчик обнулен. Входные импульсы через формирователь 4 и элемент И 7 поступают на вход счетчика. Опрос его содержимого осуществляется по команде от ЭВМ. В режиме дифференцирования в начальный момент счетчик и регистры сброшены. После прихода первого импульса по стробирующему входу в младший 5-й разряд сдвигового регистра 10 устанавливается единица. При этом устанав ливается вычитательный режим работы счетчика и открывается элемент И 6. .Следующие импульсы, приходящие на инффмационный вход устройства оудут вычитать единицы из счетчика 2 начиная со втсрого разряда, т.е. с коэффициентом 2. Второй строб ИР ующий импульс сдвигает содержимое регистра сдвига 10 и включает элемент И 7 вместо И 6. Счет гфодолжается, но с коэффициентом 1. Между третьим и четвертым стробирующими импульсами согласно алгоритму счет выполняться не будет По приходу четвертого строба счетчик переходит в режим сложения и открывается элемент И 7; после пятого строба его заменяет элемент ИЛИ 8. Шестой стробирующий импульс в очередной разсдвигает регистр 10, и сигнал его перелоса разрешает п епись содержимого счетчика 2 в регистр 1, после элемента 5 сбрасывает содержимое счетчика, вьщает сигнал в ЭВМ о готовности результата и, наконец, вьшолняет все действия первого строба. Процесс повторяется. Таким образом, предлагаемое цифровое дифференцирующее устройство обеспечивает повьш1ение достоверности результата дифференцирования путем получения усредненного значения производной входного сигнала. Формула изобретения Цифровое дифференцирующее устройство; содержащее регистр, инфс машюнный вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, и блок управления, содержащий формирователь импульсов и :элемент задержки, выход KOTOpoix) подключен к установочному входу реверсивного счет чика, а вход элемента задержки соедш1ен с управляющим входом регистра, выход регистра является информационным выходом устройства, отличающееся

тем, что, с целью повышения достоверности результата диффвреширования, блок У11равлеш{я дополнительно содержит два элемента И, два элемента ИЛИ и пятира; ядкый регистр сдвига, причем стробирующий вход устройства подключен к управляющему входу регистра сдвига. Выход переноса которого соединен с входом элемента задержки, вход формирователя импульсов подключен к инфс мационному входу устройства, выход формирователя подключен к первым входам первого и второго элементов И, второй вход первого элемента И подключен к выходам первого и пятого разрядов регистра сдвига, второй Вход второго элемента И подключен к выходам второго к четвертого раарядов регистра , выход: первого элемента И подключен к входу ( tX -1 )-го раз- реверсивного счетчика, выход второго элемента И подключен к входу И -гч разряда реверсивного счетчика, входы п«|рвого элемеета ИЛИ соединены с выхсаами четвертого и пятого разрядов регистра сдвига, входы второго элемента ИЛИ соединены с выходами первого к второго разрядов регистра сдвига, выходы первого и второго элементов ИЛИ подключены к вычитающему и суммирующему вводам реверсивного счетчика соответственно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидете 1ьство СССР Ms 696486, кл. Q 06 Q 7/18, 1977.

2.Авторское свидетельство СССР N5 711586, кл. Q 06 Q 7/18, 1977.

10