Устройство для определения среднего

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву

I (22) Заявлено 240578 (3f) 2622880/18-24 (51)М. Кл. с присоединением заявки Мо (23) Приоритет

6 06 F 15/36

Государствеииый Комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий

Опубликовано 15.07.80. Бюллетень М26 (53) УДИ 681. 3 (088. 8) Дата опубликования описания 1507.80 (72) Автор изобретения

B. A. Добрыдень

Харьковский инженерно-строительный институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДНЕГО

АРИФМЕТИЧЕСКОГО

1 !

Изобретение относится к области вычислительной техники, к специализированным устройствам для обработки статистических экспериментальных данных. 5

Известно устройство для определения скользящего среднего $1), содержащее блок памяти, сумматор, реверсивный счетчик, блок строби» рования, блок управления. 10

Наиболее близким по техническому решению является устройство для определения среднего арифметического, содержащее реверсивный счетчик, элементы И, элемент задержки, счетчик, t5 генератор импульсов, блок памяти (2$ .

Недостатком известных устройств является низкое быстродействие и точность,а также сложность аппаратур-2О ной реализации.

Целью изобретения является повышение точности, быстродействия и упрощение устройства, С этой целью в устройство дЛя 25 определения среднего арифметического введены регистр, цифровой компаратор и блок синхронизации, при этом первый выход блока синхронизации подключен ко второму входу время- Зр

;импульсного преобразователя, к управ.ляющим входам регистра и блока памяти, выходы которого соединены с первыми информационными входами цифрового компаратора, вторые информационные входы которого объединены с информационными входами регистра и подключены к соответствующим выходам счетчика, счетный вход которого объединен с первыми входами второго и третьего элементов И и соедине -. с выходом элемента задержки, вход элемента задержки объединен с управляющим входом цифрового компаратора и подключен к выходу первого элемента И, второй вход которого соединен со вторым выходом блока синхронизации, выход генератора импульсов подключен к третьему входу время-импульсного преобразователя, второй выход котopoгo объединен с управляющим входом регистра и соединен с первым входом блока синхронизации, второй вход которого подключен к выходу цифрового компаратора, третий и четвертый выходы блока синхронизации соединены соответственно со вторыми входами второго и третьего элементов И, выход третьего элемента

И подключен ко входу ",Ьложение" ре748419

20 версивного счетчика, выход второго элемента И соединен со входом "вычи- тание" реверсивного счетчика, выходы которого являются выходами устройства.

Блок-схема устройства представлена на чертеже.

Устройство содержит время-импульсный преобразователь 1, блок 2 синхронизации, элемент задержки 3, первый, второй и третий элементы И 4, 5, б, генератор импульсов 7, реверсивный счетчик 8, счетчик 9, регистр 10, блок 11 памяти и цифровой компаратор 12.Устройство работает следующим образом. 15

В исходном состоянии реверсивный счетчик 8, регистр 10 и ячейки блока памяти 11 очищены, В момент запуска блока 2 он формирует имйульс на первом выходе, устанавливая в нуль счетчик 9, сдвигая содержимое блока памяти 11 и запуская времяимпульсный преобразователь, а такжесигналом со второго выхода — открывает элемент И 4. Первый же импульс с выхода И 4 проходит через цифровой компаратор 12 на второй вход блока синхронизации, в результате появляется высокий потенциал на третьем выходе блока 2. При этом импульсы с выхода И 4 будут поступать на счетный З вход счетчика 9 и на суммирующий вход реверсивного счетчика 8. К моменту„ когда время-ймпульсный преобразователь 1 сформирует импульс на

BTQpoM выходе, число импульсов, зафиксированное счетчиком 9 и реверсивным счетчиком 8, будет пропорциональным входному "сигналу, т. е, будет — в некоторОм масштабе — представлять первое число выборки. Им- 40 пульс со второго выхода время-импульсного преобразователя поместит это число в регистр 10. Спустя некотОрое время возникнет второй импульс на первом выходе блока управления 2, 45 и описанные действия циклически повторятся. Так буфет продолжаться до тех пор, пока не будут заполнены все ячейки блока памяти 11, т. е. пока не сформируется первая выборка чисел X;,, 1,2,..., .

На реверсивном счетчике 8 при этом будет зафиксированна сумма всех чисел выборки, представляющая — в некотором масштабе - их среднее арифметическое.

После этого на выходах блока памяти 11 будет присутствовать число

Х, и цифровой компаратор 12 в очередном цикле работы устройства пропустит импульс на второй вход 60 блока синхронизации лишь тогда, когда число S в счетчике 9 станет равным величине х . При этом возможны следующие варианты: х п Х1, Х н — — X ;

Х 0+4(Х1 65

В"первом случае с момента достиже ния равенства S = Х„ откроется, аналогично описанному выше, элемент И

5, и импульсы, поступающие на счетчик 9, будут суммироваться также реверсивным счетчиком 8 до тех пор, пока не будет сформировано число х„,,, т. е. пока не возникнет импульс на втором выходе время-импульсного . преобразователя. Следовательно, в реверсивный счетчик 8 будет добавлена величина К „„- Х <, что, очевидно, эквивалентно вычитанию из его содержимого величины Х и прибавлению величины „, . Имйульс со второго выхода время-ймпульсного преобразователя поместит число Х„, в регистр 10, а очередной импульс с первого выхода блока синхронизации "запишет" его на место числа Х „ в блок памяти, на выходах которого окажется число и т. д.

Во втором случае первым приходит импульс на первый вход блока синхронизации, но импульс на второй вход приходит раньше, чем хотя бы Одни импульс успеет пройти на счетчики

8 и 9, таким образом, содержимое реверсивного счетчика 8 не меняется, в остальном схема работает аналогично описанному.

Наконец, в третьем случае первым появится импульс на первом входе блока синхронизации. Он передаст сфор мированное число Х„+ в регистр 10 и вызовет появление единичного потенциала на четвертом выходе блока синхронизации, т. е. с этого момента импульсы, поступающие на вход счетчика

9, будут вычитаться из содержймого реверсивного счетчика 8. Так будет продолжаться до тех пор, пока не будет достигнуто равенство s=x<, тогда цифровой компаратор 12 пропустит импульс на второй вход блока 2, прекращая укаэанное вычитание; В результате содержимое реверсивного счетчика 8 . уменЬшится на величину g q — Х n%g что, очевидно, равносильно вычитанию из него числа Х и добавлению числа Х„ А.

В дальнейшем работа схемы протекает аналогично, с тем отличием, что в роли Х,< последовательно ogaзываются числа X, X>... а в роли

Xn q MHCJIch Х,, kntg к ° ° °

Легко видеть, что содержимое реверсивного счетчика 8 будет плавно изменяться в процессе формирования очередного числа выборки (если оно больше замещаемого), либо в течение короткого времени после его формирования (если оно меньше замещаемого), следовательно содержимое счетчика

8 будет непрерывно и точно "отслеживать" среднее арифметическое скользящей выборки, без каких-либо скачков и всплеСков, имеющих место в схеме прототипа.

748419

Потери времени на сложение и вычитание, значительные в схеме прототипа, здесь сведены до минимума.

Упрощение Устройства, повышение точности и быстродействия позволит улучшить характеристики вычислителЬных и управляющих систем, содержащих устройство, и тем самым получить положительный экономический .эффект.

Формула изобретения

Устройство для определения среднего арифметического, содержащее реверсивный счетчик, элементы И, элемент задержки, счетчик, генератор импульсов, блок памяти, времяимпульсный преобразователь,,выход которого подключен к первому входу первого элемента И, первый вход время-импульсного преобразователя является входом устройства, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, в него введе- 25 ны регистр, цифровой компаратор и блок синхронизации, при этом первый выход блока синхронизации подключен ко второму входу время-импульсного преобразователя, к управляющим вхо- 3О дам регистра и блока памяти, выходы которого соединены с первыми информационными входами цифрового компаратора, вторые информационные входы которого объединены с инфор- З5,мационными входами регистра и под:ключены к соответствующим выходам счетчика, счетный вход которого объецинен с первыми входами второго и третьего элементов И и соединен с выходом элемента "задержки, вход эле-" мента задержки объединен с управляющим входом цифрового компаратора и подключен к выходу первого элемен та И, второй, вход которого соединен со вторым выходом блока синхронизации, выход генератора импульсов подключен к третьему входу времяимпульсного преобразователя, второй выход которого объединен с управляющим входом регистра и соединен с первым входом блока синхронизации, второй вход которого подключен к выходу цифрового компаратора, третий и четвертый выходы блока синхронизации соединены соответственно со вторыми входами второго и третьего элементов И, выход третьего элемента И подключен ко входу "сложение" реверсивного счетчика, выход второго элемента И соединен со входом "вычитание" реверсивного счетчика, выходы которого являются выходами устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство по заявке Р 2394955/18-24, от 09.09. 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

М 278227, M кл. G 06 F 15/36, 1970. (прототип).

748419

Составитель Л. Григорьян"Чтенц

Редактор Н. Каменская Техред Ж.Кастелевич Корректор Ю. Макаренко

Заказ 4241/37 Тираж 751 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4