Устройство для определения среднего значения последовательности выборок
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для обработки сигналов при определении среднего значения в присутствии помех. Цель изобретения - повышение быстродействия за счет замены операции умножения операцией суммирования - накопления. В устройство входит три последовательно соединенных усредняющих сумматора-накопителя 1 - 3, выходы второго 2 и третьего 3 подключены к входам вычитателя 4, выход которого является выходом устройства. Синхронизация работы накопителей обеспечивается блоком синхронизации 5, построенным на элементах задержки 6 и 7. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
О9) (!1) 267 А1 (gg)g G 01 R 19/02
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЩРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1 (21) 4447040/24-21 (22) 23.06.88 (46) 23.07.90. Бюл. Р 27 (7 1) Томский .институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (72) С.И.Богомолов (53) 621.317.326(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
В 1370581, кл. С 01 R 19/02, 1986 ° (54) УСТРОЙСТВО ДДЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДНЕГО ЗНАЧЕНИЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ВЫБОРОК (57) Изобретение относится к иэмери2 тельной технике и может быть использовано для обработки сигналов при определении среднего значения в присутствии помех. Цель изобретения— повышение быстродействия эа счет замены операции умножения операцией суммирования — накопления. В устройство входит три последовательно соединенных усредняющих сумматора-накопителя — 3, выходы второго 2 и третьего 3 подключены к входам вычитателя 4, выход которого является выходом устройства. Синхронизация работы накопителей обеспечивается блоком синхронизации 5, построенным на элемептах задержки 6 и 7. 1 ил.
1580267
Изобретение относится к области обработки сигналов и может быть использовано в измерительной технике при определении среднего значения сигналов в присутствии помех.
Цель изобретения — повышение быстродействия обработки цифровых сигналов при определении среднего значения последовательности выборок за счет замены операции умножения операцией суммирования-накопления.
На чертеже представлена Функциональнап схема устройства.
Устройство для определения средне- 15 го значения последовательности выбо.рок содержит подключенные к, сигнальному входу устройства последовательно соединенные первый 1, второй 2, третий 3 усредняющие накопители и вычи- 2р татель 4, второй вход которого подключен к выходу второго усредняющего накопителя 2, а выход является вйходом устройства, к входу синхронизации устройства подключен блок 5 синхрони« 25 зации,включающий последовательно соединенные элементы 6 и 7 задержки, выходы блока 5 .синхронизации подключены к тактирующим входам усредняющих накопителей 1 — 3. 30 Устройство работает следующим об« ! разом.
Блок 5 синхронизации выдает тактовые импульсы на синхровходы усредняющих накопителей 1 - 3. Величина задержки импульсов на выходах эле"
° ментов 6 и 7 задержки выбирается иэ условия окончания переходных процессов соответственно в усредняющих накопителях 1 и 2 при поступлении на 4р них очередного тактового импульса., Определим частотную характеристику устройства. Пусть на вход устрой" ства поступает последовательность вы.борок гармонического сигнала 45
U(t) =Usin(2 sf t+(g) (1) в виде.
U(n)=Usin(2 «f n+g) () где U>f>t — соответственно амплитуда, частота, фаза .гармонического сигнала; с — период повторения выборок;
55 и 0,1,2... °
p — фазовый сдвиг.
Для сокращения выкладок полагаем
U=1.
Сигнал (4) с выхода накопителя 2 . поступает на накопитель 3, на выходе которого в итоге формируется сигнал вида
U (N)= 2 U (n) — — --=псоз (Ц-lif с) ь-ю . 2з п и зжч" cos(4-«fr+2«. f n) 4sin 1 Л
2sin« f
И2cos(ч-«fi) Nsin9 cos(CP-nfl ) к я.
4sin«fi 4sxn «Я Язеп « fé
cos(g -l1f N) (5) 8з1пз «fА
Сигналы (4) и (5) с выходов накопителей 2 и 3 поступают на вычитатель 4 с весами, равными соответственно 1 и 2/N. В результате сигнал на выходе вычитателя 4 имеет вид, и,(ы)=и (и)- -е (и)
sin(g+ 2«fü)sinN«fi
1п,д, ° r.л
2ИзпР «Я <
sin(g+NVf )cosN«f i (6) 4з 1п2« f v, Из анализа выражения (6) следует, что при усреднении по (f равномерно распределенной на интервале 2 р, и при уменьшении периода дискретизации
Усредняющий накопитель выполняет функцию суммирования, следовательно, на выходе накопителя 1 сумма N отсчетов сигнала (2) может быть определена как
N-1
U, (N) = sin(2 «f «n+ ) = ь.о зхп(Ч+ Г(М-1) /2J 2«Е ) . л
sining f ñ
cos(9-« fg сов(Ч-ийi+2«Nf c )
Ъ
2siniif i 2sin«fi
Н-< и(п). (3) ло
Сигнал (3) с выхода накопителя 1 поступает на вход накопителя 2, на выходе последнего сигнал объемом выборки имеет вид
Н I X I e гс A
cos (cP-« f )
U,(N) ХЯ (n) % ио о 2sin«f«
cos(V-«f )+2n ° fin)g соз(Ц -«f<)
2sin«f J 2sin«f л Л
° л
sin 4 sin(4+2 «f . N)
4sin «йь 4sin «ГМ
67 6
Формула изобретения где y=gt;
Я вЂ” круговая частота.
Заметим, что устройства, обладающие частотной характеристикой (8), имеют малую чувствительность к высокочастотным составляющим спектра, частотные параметры которых удовлетворяют соотношению Nf c ) 1, что прил водит к повышению точности оценки среднего значения в условиях высокочастотных помех.
Составитель С.Рунков
Техред Л.Сердюкова Корректор М.Шароши
Редактор С.Пекарь
Заказ 2008 Тираж 558 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК!!Т СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-иэдательский комбинат "Патент", r.Óærîðoä, уд. гагарина,l01
5 15802 в предельном переходе при 0 -+О выражение (6) приобретает следующий вид:
М Isin(g+x)sinx
lira U (N)- — — — — — — ——
2х х
sin(g+x)cosx$ N sin( 1 2х х -cosx), (7) где х=Ин г.1,". Таким образом, частотная характеристика данного устройства имеет вид, аналогичный частотной характеристике известного устройства G (x) — — --, - -(cosy) s in (+(У) s in У У Устройство для определения среднего значения последовательности выборок, содержащее первый усредняющий накопитель, вход которого подключен к входу устройства, второй усредняющий. накопитель, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что с целью повышения быстродействия, в него введены третий усредняющий накопитель, вычитатель и блок синхронизации, выход первого усредняющего накопителя подключен . к входу второго усредняющего накопителя, выход которого подключен к первому входу вычитателя и входу третьего усредняющего накопителя, выход которого подключен к второму входу вычитателя, выход которого является выходом устройства,а тактовые выходы усредняющих накопителей подключены к соответствующим выходам блока синхронизации, вход которого подключен к входу синхронизации устройства.
