Устройство для определения среднего значения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ iп 537350

Союз Соеетскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.08.74 (21) 2051169/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.11.76. Бюллетень № 44

Дата опубликования описания 13.12.7б (51) М. Кл G 06F 15/36

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 681.3(088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

А. А. Бурмака и В. К. Сопрунов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДНЕГО ЗНАЧЕНИЯ

Изобретение относится к области вычислительной техники и может использоваться при определении текущего среднего значения.

Известны устройства для определения среднего значения, Одно из известных устройств содержит триггеры, элементы «И», «ИЛИ». Это устройство не позволяет осуществить экспоненциальное сглаживание.

Другое из известных устройств для определения среднего значения также содержит триггеры, элементы «И», «ИЛИ». Для осуществления экспоненциального сглаживания в нем применен счетчик. Такое устройство имеет ограниченные функциональные возможности, не позволяющие осуществить сглаживание различного вида.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для определения среднего значения, содержащее блок преобразования входной информации, выход которого подключен к первым входам первого и второго блоков усреднения по модулю два, вторые входы этих блоков усреднения к первому и второму выходам блока управления соответственно, а первые выходы — к первому и второму входам блока управления, блок памяти, вход которого соединен с третьим выходом блока управления.

Недостаток известного устройства — его невысокая точность при определении скользящего среднего.

Цель изобретения — повышение точности

5 устройства.

Это достигается тем, что в устройство дополнительно введены элемент «И», первый вход которого подключен к вторым выходам первого и второго блоков усреднения по мо1р дулю два, а второй вход — к четвертому выходу блока управления, и счетчик, суммирующий вход которого соединен с выходом элемента «И», вычитающий вход — с выходом блока памяти, разрядные выходы — с разряд15 ными входами блока памяти, а выход — с третьим входом блока управления.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 — структурные схемы блоков усреднения по модулю два.

Устройство содержит блок 1 преобразования входной информации, выход которого связан с первыми входами блоков 2 и 3 усреднения по модулю два. Первые выходы блоков 2 и 3 соединены с первым входом элемента «И» 4, вторые входы — с первым и вторым выходами блока 5 управления, а вторые выходы — с первым и вторым входами блока управления, третий выход которого подключен к второму входу блока б памяти, а третий

537350 (6) 55

65 вход — к выходу счетчика 7, Суммирующий вход счетчика подсоединен к выходу элемента «И» 4, вычитающий вход — к выходу блока

6 памяти, а разрядные выходы — разрядным входам блока памяти.

Блок усреднения по модулю два (фиг. 2) содержит элементы «И» 8 и 9, выходы которых через элемент «ИЛИ» 10 подключены к входу счетчика 11.

Работает устройство следующим образом.

Поток импульсных сигналов (или серия импульсов), параметры которого (҄— период следования, т — длительность; U„— аплитуда) л л л подлежат оценке (Т„, т„, У„), поступает на вход блока 1 преобразования входной информации, задачей которого является преобразование входного потока импульсов к форме, удобной для цифрового представления, выделение «фронтов», преобразование амплитуды в соответствующий аналог и дискретизация (заполнение эталонными импульсами аналоговых интервалов 7 и„ „,, к(У„),).

С выхода блока 1 (фиг. 1) пачка эталонных импульсов, количественно соответствующая дискретизованному текущему значению

У< параметра У, подлежащего обработке (U — — Т„, или Ul=т„, или У вЂ” — У„,), поступает на сигнальные входы первого и второго блоков 2 и 3 усреднения по модулю два. В исходном состоянии управляющим воздействием блока 5 открыт только блок 2 усреднения.

Эталонные импульсы через элемент «И» 8 (фиг. 2) и элемент «ИЛИ» 10 подаются на суммирующий вход счетчика 11, который преобразует пачку эталонных импульсов в двоичный код. После измерения таким образом первого значения У> описанная цепь остается в открытом состоянии и дескретизованное значение У2 также поступает в счетчик 11, где суммируется с числом Уь Осреднение по модулю два при этом достигается простым сдвигом запятой на разряд, тогда получим

Y<+Y, YI,2: — 2 °

В момент поступления значения Уз блок 2 усреднения закрывается командой блока 5 управления (закрыт элемент «И» 8, фиг. 2по входу II), а блок 3 усреднения открывается (структура блоков усреднения индентична).

В блоке 3 получаем величину

Уз,4: 1!2(Уз+ Уа) ° (2)

За время процесса усреднения в блоке 3 тактовыми импульсами более высокой частоты, поступающими нз блока управления на управляющий вход блока 2, через элемент

«И» 4 значение Уь2 переписывается в счетчик 7. Поступление тактовых импульсов на счетчик 7 прекращается в момент, когда в блок управления из счетчика 11 блока 2 усреднения подается команда переполнения.

При этом элемент «И» 9 блока 2 усреднения и элемент «И» 4 закрываются, блок 2 усред5

50 ненпя оказывается в исходном состоянии, а в

/ счетчике 7 хранится число Уь .. выраженное в дополнительном коде.

Аналогичным способом в счетчик 7 после усреднения переписывается также из блока 3 усреднения число Уз,4.

В результате этой переписки в счетчике 7 оказывается число

/ ly Л

Y,4: — 1/2 (У,з + Уз,4)) (3) выраженное в дополнительном коде.

Структурно блок 6 памяти является также блоком усреднения, показанным на фиг. 2, счетчик которого позволяет проводить также параллельную запись кода.

Из счетчика 7 по команде блока управления число У>,4 параллельно поразрядно (в прямом коде †мин единица) переписывается в блок памяти. Для восстановления кода из блока управления в блок памяти добавляется единица (единичная посылка).

При необходимости в счетчике 7 может быть осуществлено несколько циклов осреднения, т е. могут быть получены, например, оценки Уьз, Уиз, Уьзз при соответствующем сдвиге запятой.

Для простоты рассматриваем только один цикл усреднения с дальнейшим увеличением количества осреднений путем введения обратной связи между счетчиком и блоком памяти.

Когда в счетчике 7 снова окажется число

Узз, по команде блока управления число У> 4 последовательным кодом переписывается в счетчик 7 и, таким образом, в счетчике 7 получим число Yi з, т. е. среднее арифметическое по восьми выборочным значениям У;.

Усреднение осуществляется простым сдвигом запятой на соответствующее число разрядов.

Далее повторяется операция переписи, полученной оценки Y>,з или в общем случае

Yi, j=8, 16, 32... из счетчика 7 в блок памяти.

Таким образом в предлагаемом устройстве реализуется выражение

А 2 и!2 и

У, =- — g У +;» Yi 12, {4) и п(2+1 где n=2>, j=1, 2... (5) что в рамках ограничений (5) соответствует в точности рекурректному соотношению для скользящего выборочного среднего

У „= — ((и — 1) Yg „ + YÄ) Предлагаемое устройство для определения среднего значения обладает возможностью обработки больших массивов выборочных значений параметров и особенно удобно для получения среднего периода следования импульсов.

Однородность структуры устройства обеспечивает при минимуме связей надежное его функционирование, а при необходимости— простое резервирование.

537350

Фиг.!

Составитель А. Карасов

Техред Е. Петрова

Корректор О. Тюрина

Редактор И. Грузова

Изд. № 1848

Тирах« 864

Подписное

Заказ 2756/3

Типография, пр. Сапунова, 2

Таким образом, для выборочных значений, поступающих во времени последовательно, в частности для параметров импульсного потока, предлагаемое устройство для определения среднего значения позволяет повысить точ- 5 ность определения оценки при ее вычислении в реальном масштабе времени.

Формула изобретения

Устройство для определения среднего зна- 10 чения, содержащее блок преобразования входной информации, выход которого подключен к первым входам первого и второго блоков усреднения по модулю два, вторые входы которых подключены к первому и 15 второму выходам блока управления соответственно, а первые выходы — к первому и второму входам блока управления, блок памяти, вход которого соединен с третьим выходом блока управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно дополнительно содержит элемент «И», первый вход которого подключен к вторым выходам первого и второго блоков усреднения по модулю два, а второй вход †четвертому выходу блока управления, и счетчик, суммирующий вход которого соединен с выходом элемента «И», вычитающий вход — с выходом блока памяти, разрядные выходы — с разрядными входами блока памяти, а выход — с третьим входом блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авт. св. № 404091, кл. G ОбР 15/34, 1970.

2. Лвт. св. № 419890, кл. G 06F 7/38, 1972.

3. Авт. св. № 424313, кл. Н ОЗК 13/02, 1972.