RU2143724C1 - Device for differentiation - Google Patents

Device for differentiation Download PDF

Info

Publication number
RU2143724C1
RU2143724C1 RU98118283A RU98118283A RU2143724C1 RU 2143724 C1 RU2143724 C1 RU 2143724C1 RU 98118283 A RU98118283 A RU 98118283A RU 98118283 A RU98118283 A RU 98118283A RU 2143724 C1 RU2143724 C1 RU 2143724C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
outputs
inputs
group
adder
multiplier
Prior art date
Application number
RU98118283A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
С.Н. Агиевич
С.Р. Малышев
В.А. Подымов
П.Л. Смирнов
Original Assignee
Военная академия связи
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Военная академия связи filed Critical Военная академия связи
Priority to RU98118283A priority Critical patent/RU2143724C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2143724C1 publication Critical patent/RU2143724C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Complex Calculations (AREA)

Abstract

FIELD: automation and computer engineering. SUBSTANCE: device has g1n coefficients generator 1, local spline generator 2, B-spline generator 3. EFFECT: increased precision of differentiation of functions with continuous seventh-order derivative. 4 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении систем, включающих операции дифференцирования. The invention relates to automation and computer engineering and can be used in the construction of systems including differentiation operations.

Известные устройства (АС СССР N 1233152 G 06 F 7/70 от 23.05.86, АС СССР N 1187182 G 06 F 7/18 от 23.10.85) позволяют осуществлять дифференцирование, но обладают низкой точностью вследствие неполного учета информации о гладкости дифференцируемого процесса. Known devices (USSR AS N 1233152 G 06 F 7/70 from 05.23.86, USSR AS N 1187182 G 06 F 7/18 from 10.23.85) allow differentiation, but have low accuracy due to incomplete accounting of information about the smoothness of the differentiable process.

Наиболее близким к заявляемому устройству по своей технической сущности является устройство дифференцирования, входящее в состав устройства оценивания несущей частоты (Патент RU 2100812, опубликованный 27.12.97, Бюл. N 12, п. 13 формулы изобретения, фиг. 16, с. 89). Closest to the claimed device in its technical essence is a differentiation device, which is part of the device for estimating the carrier frequency (Patent RU 2100812, published December 27, 1997, Bull. N 12, paragraph 13 of the claims, Fig. 16, p. 89).

Устройство-прототип содержит формирователь коэффициентов gn1, первая группа входов которого является первой группой входов блока дифференцирования, блок формирования кубического В-сплайна и блок формирования локального кубического сплайна, первая группа входов которого соединена с выходами формирователя коэффициентов, шестой вход объединен со вторым входом формирователя коэффициентов и является вторым входом блока дифференцирования, выходы являются выходами блока дифференцирования, а вторая, третья, четвертая и пятая группы входов соединены соответственно с четвертой, третьей, второй и первой группами выходов блока формирования кубического В-сплайна, входы которого являются третьей группой входов блока дифференцирования.The prototype device contains a coefficient generator g n 1 , the first group of inputs of which is the first group of inputs of the differentiation unit, a cubic B-spline forming unit and a local cubic spline forming unit, the first group of inputs of which is connected to the outputs of the coefficient generator, the sixth input is combined with the second input coefficient shaper and is the second input of the differentiation unit, the outputs are the outputs of the differentiation unit, and the second, third, fourth and fifth groups of inputs in are connected respectively with the fourth, third, second and first groups of outputs of the cubic B-spline forming unit, the inputs of which are the third group of inputs of the differentiation unit.

Известное техническое решение обладает недостаточной точностью дифференцирования функции, которая характеризуется погрешностью, равной [1]
μ1= const1•h4•f (5) max , (1)
где fmax(5) - максимум пятой производной функции f(x);
h - расстояние между отсчетами функции f(x).
The known technical solution has insufficient accuracy of differentiation of the function, which is characterized by an error equal to [1]
μ 1 = const 1 • h 4 • f (5) max , (1)
where f max (5) is the maximum of the fifth derivative of the function f (x);
h is the distance between the samples of the function f (x).

Причем эта точность обеспечивается для функций, имеющих непрерывную шестую производную (f(x) ∈ C6). При дифференцировании функций, имеющих непрерывную седьмую производную (f(x) ∈ C7), в данном устройстве не полностью учитывается информация о гладкости функций, вследствие чего прототип не обеспечивает необходимой точности.Moreover, this accuracy is ensured for functions having a continuous sixth derivative (f (x) ∈ C 6 ). When differentiating functions having a continuous seventh derivative (f (x) ∈ C 7 ), information on the smoothness of functions is not fully taken into account in this device, as a result of which the prototype does not provide the necessary accuracy.

Целью изобретения является разработка устройства, обеспечивающего более, высокую точность дифференцирования функций, имеющих непрерывную седьмую производную (f(x) ∈ C7).
Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство дифференцирования, содержащее формирователь коэффициентов gn1, блок формирования локального сплайна и блок формирования В-сплайна, причем первая группа входов формирователя коэффициентов gn1 является первой входной информационной шиной устройства дифференцирования, а второй вход формирователя коэффициентов gn1 объединен с седьмым входом блока формирования локального сплайна и является входной тактовой шиной устройства дифференцирования, а выходы формирователя коэффициентов gn1 соединены с первой группой входов блока формирования локального сплайна, выходы которого являются выходной шиной устройства дифференцирования, а вторая, третья, четвертая и пятая группы входов соединены соответственно с первой, второй, третьей и четвертой группами выходов блока формирования В-сплайна, первая группа входов которого является второй входной информационной шиной устройства дифференцирования, второй вход формирователя коэффициентов gn1 подключен ко второму входу блока формирования В-сплайна. Пятая группа выходов блока формирования В-сплайна соединена с шестой группой входов блока формирования локального сплайна.
The aim of the invention is to develop a device that provides more, high accuracy of differentiation of functions having a continuous seventh derivative (f (x) ∈ C 7 ).
This goal is achieved by the fact that in the known differentiation device containing the shaper coefficients g n 1 , a local spline forming unit and a B-spline forming unit, the first group of inputs of the coefficient shaper g n 1 is the first input information bus of the differentiation device, and the second input of the shaper of the coefficients g n 1 is combined with the seventh input of the local spline forming unit and is the input clock bus of the differentiation device, and the outputs of the coefficient shaper Entries g n 1 are connected to the first group of inputs of the local spline forming unit, the outputs of which are the output bus of the differentiation device, and the second, third, fourth and fifth groups of inputs are connected respectively to the first, second, third and fourth groups of outputs of the B-spline forming unit, the first group of inputs of which is the second input information bus of the differentiation device, the second input of the factor shaper g n 1 is connected to the second input of the B-spline forming unit. The fifth group of outputs of the B-spline forming unit is connected to the sixth group of inputs of the local spline forming unit.

Формирователь коэффициентов gn1 выполнен содержащим первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый и двенадцатый умножители, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый и двенадцатый элементы начальной установки, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый, десятый и одиннадцатый элементы задержки и первый, второй и третий сумматоры. Первые группы входов первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого, восьмого и одиннадцатого умножителей, информационные входы пятого и девятого элементов задержки и первая группа информационных входов первого сумматора объединены с первой группой входов формирователя коэффициентов gn1. Вторая группа входов первого умножителя соединена с выходами первого элемента начальной установки. Выходы первого умножителя соединены со второй группой информационных входов первого сумматора. Третья группа информационных входов первого сумматора соединена с выходами первого элемента задержки. Информационные входы первого элемента задержки соединены с выходами второго умножителя. Вторая группа входов второго умножителя соединена с выходами второго элемента начальной установки. Вторая группа входов третьего умножителя соединена с выходами третьего элемента начальной установки, а выходы соединены с информационными входами второго элемента задержки. Выходы второго элемента задержки соединены с четвертой группой информационных входов первого сумматора. Пятая группа информационных входов первого сумматора соединена с выходами третьего элемента задержки. Информационные входы третьего элемента задержки соединены с выходами четвертого умножителя. Вторая группа входов четвертого умножителя соединена с выходами четвертого элемента начальной установки. Вторая группа информационных входов пятого умножителя соединена с выходами пятого блока начальной установки. Выходы пятого умножителя соединены с информационными входами четвертого элемента задержки. Выходы четвертого элемента задержки соединены с шестой группой информационных входов первого сумматора. Выходы первого сумматора соединены со второй группой входов девятого умножителя. Первая группа входов девятого умножителя соединена с выходами девятого элемента начальной установки. Выходы девятого умножителя соединены с первой группой информационных входов третьего сумматора. Третья группа информационных входов третьего сумматора соединена с выходами девятого элемента задержки. Четвертая группа информационных входов третьего сумматора соединена с выходами одиннадцатого элемента задержки. Информационные входы одиннадцатого элемента задержки соединены с выходами одиннадцатого умножителя. Вторая группа входов одиннадцатого умножителя соединена с выходами одиннадцатого элемента начальной установки. Вторая группа информационных входов третьего сумматора соединена с выходами десятого элемента задержки. Информационные входы десятого элемента задержки соединены с выходами десятого умножителя. Вторая группа входов десятого умножителя соединена с выходами десятого элемента начальной установки. Первая группа входов десятого умножителя соединена с выходами второго сумматора, первая группа информационных входов второго сумматора соединена с выходами пятого элемента задержки. Вторая группа информационных входов второго сумматора соединена с выходами шестого элемента задержки. Информационные входы шестого элемента задержки соединены с выходами шестого умножителя. Вторая группа входов шестого умножителя соединена с выходами шестого элемента начальной установки. Вторая группа входов седьмого умножителя соединена с выходами седьмого элемента начальной установки. Выходы седьмого умножителя соединены с информационными входами седьмого элемента задержки. Выходы седьмого элемента задержки соединены с третьей группой информационных входов второго сумматора. Четвертая группа информационных входов второго сумматора соединена с выходами восьмого элемента задержки. Информационные входы восьмого элемента задержки соединены с выходами восьмого умножителя. Вторая группа информационных входов восьмого умножителя соединена с выходами восьмого элемента начальной установки. Входы управления первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого, восьмого, девятого, десятого и одиннадцатого элементов задержки, первого, второго и третьего сумматоров объединены и соединены со вторым входом формирователя коэффициентов gn1. Выходы третьего сумматора соединены со второй группой входов двенадцатого умножителя. Первая группа входов двенадцатого умножителя соединена с выходами двенадцатого элемента начальной установки. Выходы двенадцатого умножителя являются выходами формирователя коэффициентов gn1.The coefficient generator g n 1 is made containing the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, eleventh and twelfth multipliers, the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, the tenth, eleventh and twelfth elements of the initial installation, the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth and eleventh delay elements and the first, second and third adders. The first groups of inputs of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth and eleventh multipliers, the information inputs of the fifth and ninth delay elements and the first group of information inputs of the first adder are combined with the first group of inputs of the generator of coefficients g n 1 . The second group of inputs of the first multiplier is connected to the outputs of the first element of the initial installation. The outputs of the first multiplier are connected to the second group of information inputs of the first adder. The third group of information inputs of the first adder is connected to the outputs of the first delay element. The information inputs of the first delay element are connected to the outputs of the second multiplier. The second group of inputs of the second multiplier is connected to the outputs of the second element of the initial installation. The second group of inputs of the third multiplier is connected to the outputs of the third element of the initial installation, and the outputs are connected to the information inputs of the second delay element. The outputs of the second delay element are connected to the fourth group of information inputs of the first adder. The fifth group of information inputs of the first adder is connected to the outputs of the third delay element. The information inputs of the third delay element are connected to the outputs of the fourth multiplier. The second group of inputs of the fourth multiplier is connected to the outputs of the fourth element of the initial installation. The second group of information inputs of the fifth multiplier is connected to the outputs of the fifth block of the initial installation. The outputs of the fifth multiplier are connected to the information inputs of the fourth delay element. The outputs of the fourth delay element are connected to the sixth group of information inputs of the first adder. The outputs of the first adder are connected to the second group of inputs of the ninth multiplier. The first group of inputs of the ninth multiplier is connected to the outputs of the ninth element of the initial installation. The outputs of the ninth multiplier are connected to the first group of information inputs of the third adder. The third group of information inputs of the third adder is connected to the outputs of the ninth delay element. The fourth group of information inputs of the third adder is connected to the outputs of the eleventh delay element. The information inputs of the eleventh delay element are connected to the outputs of the eleventh multiplier. The second group of inputs of the eleventh multiplier is connected to the outputs of the eleventh element of the initial installation. The second group of information inputs of the third adder is connected to the outputs of the tenth delay element. The information inputs of the tenth delay element are connected to the outputs of the tenth multiplier. The second group of inputs of the tenth multiplier is connected to the outputs of the tenth element of the initial installation. The first group of inputs of the tenth multiplier is connected to the outputs of the second adder, the first group of information inputs of the second adder is connected to the outputs of the fifth delay element. The second group of information inputs of the second adder is connected to the outputs of the sixth delay element. The information inputs of the sixth delay element are connected to the outputs of the sixth multiplier. The second group of inputs of the sixth multiplier is connected to the outputs of the sixth element of the initial installation. The second group of inputs of the seventh multiplier is connected to the outputs of the seventh element of the initial installation. The outputs of the seventh multiplier are connected to the information inputs of the seventh delay element. The outputs of the seventh delay element are connected to a third group of information inputs of the second adder. The fourth group of information inputs of the second adder is connected to the outputs of the eighth delay element. The information inputs of the eighth delay element are connected to the outputs of the eighth multiplier. The second group of information inputs of the eighth multiplier is connected to the outputs of the eighth element of the initial installation. The control inputs of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth and eleventh delay elements, the first, second and third adders are combined and connected to the second input of the factor generator g n 1 . The outputs of the third adder are connected to the second group of inputs of the twelfth multiplier. The first group of inputs of the twelfth multiplier is connected to the outputs of the twelfth element of the initial installation. The outputs of the twelfth multiplier are the outputs of the shaper coefficients g n 1 .

Блок формирования В-сплайна выполнен содержащим первый, второй, третий и четвертый умножители, блок преобразования в дополнительный код, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой сумматоры, первый, второй, третий, четвертый и пятый блоки возведения в четвертую степень, первый, второй, третий, четвертый и пятый элементы задержки и первый, второй, третий, четвертый и пятый блоки начальной установки. Первая группа входов первого умножителя соединена с первой группой входов блока формирования В-сплайна. Вторая группа входов первого умножителя соединена с выходами пятого элемента начальной установки. Выходы первого умножителя соединены со входами первого блока возведения в четвертую степень, первой группой информационных входов первого сумматора, первой группой информационных входов второго сумматора и входами блока преобразования в дополнительный код. Выходы блока преобразования в дополнительный код соединены с первой группой информационных входов третьего сумматора и входами пятого блока возведения в четвертую степень. Выходы пятого блока возведения в четвертую степень соединены с информационными входами пятого элемента задержки и первой группой входов четвертого умножителя. Вторая группа входов четвертого умножителя соединена с выходами первого элемента начальной установки и второй группой входов третьего умножителя. Первая группа входов третьего умножителя соединена с выходами первого блока возведения в четвертую степень, информационными входами четвертого элемента задержки и первой группой входов второго умножителя. Вторая группа входов второго умножителя соединена с выходами второго элемента начальной установки. Выходы второго умножителя соединены с первой группой информационных входов пятого сумматора. Третья группа информационных входов пятого сумматора соединена с выходами четвертого умножителя и второй группой информационных входов шестого сумматора. Первая группа информационных входов шестого сумматора соединена с выходами третьего элемента задержки. Выходы шестого сумматора соединены с четвертой группой выходов блока формирования В-сплайна. Первая группа выходов блока формирования В-сплайна соединена с выходами четвертого элемента задержки. Пятая группа выходов блока формирования В-сплайна соединена с выходами пятого элемента задержки. Выходы четвертого элемента начальной установки соединены со второй группой информационных входов третьего сумматора и второй группой информационных входов второго сумматора. Выходы второго сумматора соединены со входами третьего блока возведения в четвертую степень. Выходы третьего блока возведения в четвертую степень соединены с информационными входами второго элемента задержки. Выходы второго элемента задержки соединены со второй группой информационных входов четвертого сумматора. Первая группа входов четвертого сумматора соединена с выходами третьего умножителя. Выходы четвертого сумматора соединены со второй группой выходов блока формирования В-сплайна. Третья группа выходов блока формирования В-сплайна соединена с выходами пятого сумматора. Вторая группа информационных входов пятого сумматора соединена с выходами первого элемента задержки. Информационные входы первого элемента задержки соединены с выходами второго блока возведения в четвертую степень. Входы второго блока возведения в четвертую степень соединены с выходами первого сумматора. Вторая группа входов первого сумматора соединена с выходами третьего элемента начальной установки. Выходы третьего сумматора соединены со входами четвертого блока возведения в четвертую степень. Выходы четвертого блока возведения в четвертую степень соединены с информационными входами третьего элемента задержки. Управляющий вход третьего элемента задержки объединен с управляющими входами первого, второго, четвертого и пятого элементов задержки, первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого сумматоров и вторым входом блока формирования В-сплайна. Блок формирования локального сплайна выполнен содержащим первый, второй, третий, четвертый и пятый умножители, первый, второй, третий и четвертый элементы задержки, сумматор и регистр. Вторые группы входов первого, второго, третьего, четвертого и пятого умножителей объединены и соединены с первой группой входов блока формирования локального сплайна. Первые группы входов пятого, четвертого, третьего, второго и первого умножителей соответственно соединены с шестой, пятой, четвертый, третьей и второй группами входов блока формирования локального сплайна. Выходы первого умножителя соединены с первой группой информационных входов сумматора. Вторая группа информационных входов сумматора соединена с выходами первого элемента задержки. Информационные входы первого элемента задержки соединены с выходами второго умножителя. Выходы третьего умножителя соединены с информационными входами второго элемента задержки. Выходы второго элемента задержки соединены с третьей группой информационных входов сумматора. Четвертая группа информационных входов сумматора соединена с выходами третьего элемента задержки. Информационные входы третьего элемента задержки соединены с выходами четвертого умножителя. Выходы пятого умножителя соединены с информационными входами четвертого элемента задержки. Выходы четвертого элемента задержки соединены с пятой группой информационных входов сумматора. Управляющий вход четвертого элемента задержки объединен со входами управления первого, второго и третьего элементов задержки, сумматора и регистра. Информационные входы регистра соединены с выходами сумматора. Выходы регистра соединены с выходами блока формирования локального сплайна. The B-spline forming unit is made comprising first, second, third and fourth multipliers, an additional code conversion unit, first, second, third, fourth, fifth and sixth adders, first, second, third, fourth and fifth fourth degree raising blocks, the first, second, third, fourth and fifth delay elements and the first, second, third, fourth and fifth blocks of the initial installation. The first group of inputs of the first multiplier is connected to the first group of inputs of the B-spline forming unit. The second group of inputs of the first multiplier is connected to the outputs of the fifth element of the initial installation. The outputs of the first multiplier are connected to the inputs of the first fourth degree block, the first group of information inputs of the first adder, the first group of information inputs of the second adder and the inputs of the conversion unit to the additional code. The outputs of the conversion unit to the additional code are connected to the first group of information inputs of the third adder and the inputs of the fifth block of raising to the fourth degree. The outputs of the fifth fourth degree block are connected to the information inputs of the fifth delay element and the first group of inputs of the fourth multiplier. The second group of inputs of the fourth multiplier is connected to the outputs of the first element of the initial installation and the second group of inputs of the third multiplier. The first group of inputs of the third multiplier is connected to the outputs of the first block raising to the fourth degree, the information inputs of the fourth delay element and the first group of inputs of the second multiplier. The second group of inputs of the second multiplier is connected to the outputs of the second element of the initial installation. The outputs of the second multiplier are connected to the first group of information inputs of the fifth adder. The third group of information inputs of the fifth adder is connected to the outputs of the fourth multiplier and the second group of information inputs of the sixth adder. The first group of information inputs of the sixth adder is connected to the outputs of the third delay element. The outputs of the sixth adder are connected to the fourth group of outputs of the B-spline forming unit. The first group of outputs of the B-spline forming unit is connected to the outputs of the fourth delay element. The fifth group of outputs of the B-spline forming unit is connected to the outputs of the fifth delay element. The outputs of the fourth element of the initial installation are connected to the second group of information inputs of the third adder and the second group of information inputs of the second adder. The outputs of the second adder are connected to the inputs of the third block raising to the fourth degree. The outputs of the third fourth degree block are connected to the information inputs of the second delay element. The outputs of the second delay element are connected to the second group of information inputs of the fourth adder. The first group of inputs of the fourth adder is connected to the outputs of the third multiplier. The outputs of the fourth adder are connected to the second group of outputs of the B-spline forming unit. The third group of outputs of the B-spline forming unit is connected to the outputs of the fifth adder. The second group of information inputs of the fifth adder is connected to the outputs of the first delay element. The information inputs of the first delay element are connected to the outputs of the second fourth degree block. The inputs of the second block raising to the fourth degree are connected to the outputs of the first adder. The second group of inputs of the first adder is connected to the outputs of the third element of the initial installation. The outputs of the third adder are connected to the inputs of the fourth block raising to the fourth degree. The outputs of the fourth fourth degree block are connected to the information inputs of the third delay element. The control input of the third delay element is combined with the control inputs of the first, second, fourth and fifth delay elements, the first, second, third, fourth, fifth and sixth adders and the second input of the B-spline forming unit. The local spline forming unit is made containing the first, second, third, fourth and fifth multipliers, the first, second, third and fourth delay elements, an adder and a register. The second groups of inputs of the first, second, third, fourth and fifth multipliers are combined and connected to the first group of inputs of the local spline forming unit. The first groups of inputs of the fifth, fourth, third, second and first multipliers are respectively connected to the sixth, fifth, fourth, third and second groups of inputs of the local spline forming unit. The outputs of the first multiplier are connected to the first group of information inputs of the adder. The second group of information inputs of the adder is connected to the outputs of the first delay element. The information inputs of the first delay element are connected to the outputs of the second multiplier. The outputs of the third multiplier are connected to the information inputs of the second delay element. The outputs of the second delay element are connected to the third group of information inputs of the adder. The fourth group of information inputs of the adder is connected to the outputs of the third delay element. The information inputs of the third delay element are connected to the outputs of the fourth multiplier. The outputs of the fifth multiplier are connected to the information inputs of the fourth delay element. The outputs of the fourth delay element are connected to the fifth group of information inputs of the adder. The control input of the fourth delay element is combined with the control inputs of the first, second and third delay elements, the adder and the register. Information inputs of the register are connected to the outputs of the adder. The outputs of the register are connected to the outputs of the local spline forming unit.

Перечисленная новая совокупность существенных признаков заявленного устройства обеспечивает более высокую точность дифференцирования функций, имеющих непрерывную седьмую производную (f(x) ∈ C7). Это достигается тем, что в работе устройства учитывается априорная информация о степени гладкости функции.The listed new set of essential features of the claimed device provides a higher accuracy of differentiation of functions having a continuous seventh derivative (f (x) ∈ C 7 ). This is achieved by the fact that the device takes into account a priori information about the degree of smoothness of the function.

Так, из [1, 2] известно, что для дифференцирования функции сплайнами минимального шаблона четвертой степени можно получить расчетные выражения. В качестве реализации устройства однократного дифференцирования в соответствии со способом оценивания несущей частоты и устройством для его осуществления (патент RU 2100812 C1, опубликованный 27.12.97, Бюл. N 36, с. 29-32, выражения (15-24)) и статьей, изложенной в [2], рассмотрим сплайн четвертой степени. Для него m=5, поэтому r=4 (наибольшее четное число, меньшее, чем m). Поэтому для вычисления первой производной (s=1) на основе приведенных источников можно получить следующее выражение:

Figure 00000002
(2)
где gn = [zn+1 - zn - (zn+2 - 3zn+1 + 3zn - zn-1)/4 + 13(zn+3 - 5zn+2 + 10zn+1 - 10zn + 5zn-1 - z2-n)/240]/h; (3)
zn - n-й отсчет функции f(x);
τ = m•τo;
m = 1, 2,..., M;
M - количество точек дифференцирования;
τo∈ [-0,5, 0,5].
Реализация (2) в виде устройства позволяет вычислять производные функций f(x) ∈ C7 с точностью, определяемой погрешностью [2]
μ2= const2•h5•f (6) max , (4)
где fmax(6) - максимум шестой производной функции f(x).So, from [1, 2] it is known that for differentiating a function with splines of a minimal fourth-degree template, one can obtain calculated expressions. As an implementation of a device for a single differentiation in accordance with the method of estimating the carrier frequency and a device for its implementation (patent RU 2100812 C1, published 12.27.97, Bull. N 36, S. 29-32, expressions (15-24)) and article, described in [2], we consider a fourth-degree spline. For him, m = 5, so r = 4 (the largest even number less than m). Therefore, to calculate the first derivative (s = 1) based on the given sources, we can obtain the following expression:
Figure 00000002
(2)
where g n = [z n + 1 - z n - (z n + 2 - 3z n + 1 + 3z n - z n-1 ) / 4 + 13 (z n + 3 - 5z n + 2 + 10z n + 1 - 10z n + 5z n-1 - z 2-n) / 240] / h; (3)
z n is the n-th sample of the function f (x);
τ = m • τ o ;
m = 1, 2, ..., M;
M is the number of differentiation points;
τ o ∈ [-0.5, 0.5].
Implementation of (2) in the form of a device allows us to calculate the derivatives of functions f (x) ∈ C 7 with an accuracy determined by the error [2]
μ 2 = const 2 • h 5 • f (6) max , (4)
where f max (6) is the maximum of the sixth derivative of the function f (x).

Точность же устройства-прототипа не лучше приведенной в выражении (1). Поэтому, например, для функций f ∈ C7 при h = 0,1 и в случае const1•fmax(5) ≈ const2•fmax(6) выигрыш μ12 может достигать значения, равного десяти.The accuracy of the prototype device is not better than that given in expression (1). Therefore, for example, for functions f ∈ C 7 with h = 0.1 and in the case const 1 • f max (5) ≈ const 2 • f max (6), the gain μ 1 / μ 2 can reach a value of ten.

Заявленное устройство поясняется чертежами, на которых:
на фиг. 1 приведена структурная схема заявленного устройства;
на фиг. 2 представлена структурная схема формирователя коэффициентов gn1;
на фиг. 3 представлена структурная схема блока формирования параметров В-сплайна;
на фиг. 4 приведена структурная схема блока формирования локального сплайна;
на фиг. 5 показан один из возможных вариантов реализации элемента задержки;
на фиг. 6 показан вариант реализации элемента начальной установки;
на фиг. 7 приведен вариант реализации элемента возведения в четвертую степень.
The claimed device is illustrated by drawings, in which:
in FIG. 1 shows a structural diagram of the claimed device;
in FIG. 2 is a structural diagram of a shaper of coefficients g n 1 ;
in FIG. 3 is a structural diagram of a block for generating B-spline parameters;
in FIG. 4 is a structural diagram of a block for forming a local spline;
in FIG. 5 shows one possible implementation of the delay element;
in FIG. 6 shows an embodiment of an initial setup element;
in FIG. 7 shows a variant of the implementation of the element of raising to the fourth degree.

Устройство дифференцирования, показанное на фиг. 1, состоит из формирователя коэффициентов gn1 1, блока формирования локального сплайна 2 и блока формирования В-сплайна 3. Первая группа входов формирователя коэффициентов gn1 1 является первой входной информационной шиной устройства дифференцирования. Второй вход формирователя коэффициентов gn1 1 является входной тактовой шиной устройства дифференцирования. Выходы формирователя коэффициентов gn1 1 соединены с первой группой входов блока формирования локального сплайна 2. Выходы блока формирования локального сплайна 2 являются выходной шиной устройства дифференцирования. Вторая, третья, четвертая и пятая группы входов блока формирования локального сплайна 2 соединены соответственно с первой, второй, третьей и четвертой группой выходов блока формирования В-сплайна 3. Первая группа входов блока формирования В-сплайна 3 является второй входной информационной шиной устройства дифференцирования. Блок формирования локального сплайна 2 снабжен седьмым входом, который подключен ко второму входу формирователя коэффициентов gn1 1 и ко второму входу блока формирования В-сплайна 3. Пятая группа выходов блока формирования В-сплайна 3 соединена с шестой группой входов блока формирования локального сплайна 2.The differentiation device shown in FIG. 1, consists of a factor generator g n 1 1, a local spline forming unit 2, and a B-spline forming unit 3. The first group of inputs of the coefficient shaper g n 1 1 is the first input information bus of the differentiation device. The second input of the shaper coefficients g n 1 1 is the input clock bus of the differentiation device. The outputs of the shaper coefficients g n 1 1 are connected to the first group of inputs of the block forming the local spline 2. The outputs of the block forming the local spline 2 are the output bus of the differentiation device. The second, third, fourth and fifth groups of inputs of the local spline forming unit 2 are connected respectively to the first, second, third and fourth group of outputs of the B-spline forming unit 3. The first group of inputs of the B-spline forming unit 3 is the second input information bus of the differentiation device. The local spline forming unit 2 is equipped with a seventh input, which is connected to the second input of the coefficient former g n 1 1 and to the second input of the B-spline forming unit 3. The fifth group of outputs of the B-spline forming unit 3 is connected to the sixth group of inputs of the local spline forming unit 2 .

Формирователь коэффициентов gn1 1, показанный на фиг. 2, состоит из первого 11, второго 13, третьего 16, четвертого 19, пятого 112, шестого 116, седьмого 119, восьмого 122, девятого 128, десятого 130, одиннадцатого 133 и двенадцатого 138 умножителей, первого 12, второго 15, третьего 18, четвертого 111, пятого 114, шестого 118, седьмого 121, восьмого 124, девятого 127, десятого 129, одиннадцатого 135 и двенадцатого 137 элементов начальной установки, первого 14, второго 17, третьего 110, четвертого 113, пятого 115, шестого 117, седьмого 120, восьмого 123, девятого 132, десятого 131 и одиннадцатого 134 элементов задержки, первого 125, второго 126 и третьего 136 сумматоров. Первые группы входов первого 11, второго 13, третьего 16, четвертого 19, пятого 112, шестого 116, седьмого 119, восьмого 122 и одиннадцатого 133 умножителей, информационные входы пятого 115 и девятого 132 элементов задержки и первая группа информационных входов первого сумматора 125 объединены с первой группой входов формирователя коэффициентов gn1 1. Вторая группа входов первого умножителя 11 соединена с выходами первого элемента начальной установки 12. Выходы первого умножителя 11 соединены со второй группой информационных входов первого сумматора 125. Третья группа информационных входов первого сумматора 125 соединена с выходами первого элемента задержки 14. Информационные входы первого элемента задержки 14 соединены с выходами второго умножителя 13. Вторая группа входов второго умножителя 13 соединена с выходами второго элемента начальной установки 15. Вторая группа входов третьего умножителя 16 соединена с выходами третьего элемента начальной установки 18, а выходы соединены с информационными входами второго элемента задержки 17. Выходы второго элемента задержки 17 соединены с четвертой группой информационных входов первого сумматора 125. Пятая группа информационных входов первого сумматора 125 соединена с выходами третьего элемента задержки 110. Информационные входы третьего элемента задержки 110 соединены с выходами четвертого умножителя 19. Вторая группа входов четвертого умножителя 19 соединена с выходами четвертого элемента начальной установки 111. Вторая группа информационных входов пятого умножителя 112 соединена с выходами пятого элемента начальной установки 114. Выходы пятого умножителя 112 соединены с информационными входами четвертого элемента задержки 113. Выходы четвертого элемента задержки 113 соединены с шестой группой информационных входов первого сумматора 125. Выходы первого сумматора 125 соединены со второй группой входов девятого умножителя 128. Первая группа входов девятого умножителя 128 соединена с выходами девятого элемента начальной установки 127. Выходы девятого умножителя 128 соединены с первой группой информационных входов третьего сумматора 136. Третья группа информационных входов третьего сумматора 136 соединена с выходами девятого элемента задержки 132. Четвертая группа информационных входов третьего сумматора 136 соединена с выходами одиннадцатого элемента задержки 134. Информационные входы одиннадцатого элемента задержки 134 соединены с выходами одиннадцатого умножителя 133. Вторая группа входов одиннадцатого умножителя 133 соединена с выходами одиннадцатого элемента начальной установки 135. Вторая группа информационных входов третьего сумматора 136 соединена с выходами десятого элемента задержки 131. Информационные входы десятого элемента задержки 131 соединены с выходами десятого умножителя 130. Вторая группа входов десятого умножителя 130 соединена с выходами десятого элемента начальной установки 129. Первая группа входов десятого умножителя 130 соединена с выходами второго сумматора 126. Первая группа информационных входов второго сумматора 126 соединена с выходами пятого элемента задержки 115. Вторая группа информационных входов второго сумматора 126 соединена с выходами шестого элемента задержки 117. Информационные входы шестого элемента задержки 117 соединены с выходами шестого умножителя 116. Вторая группа входов шестого умножителя 116 соединена с выходами шестого элемента начальной установки 118. Вторая группа входов седьмого умножителя 119 соединена с выходами седьмого элемента начальной установки 121. Выходы седьмого умножителя 119 соединены с информационными входами седьмого элемента задержки 120. Выходы седьмого элемента задержки 120 соединены с третьей группой информационных входов второго сумматора 126. Четвертая группа информационных входов второго сумматора 126 соединена с выходами восьмого элемента задержки 123. Информационные входы восьмого элемента задержки 123 соединены с выходами восьмого умножителя 122. Вторая группа информационных входов восьмого умножителя 122 соединена с выходами восьмого элемента начальной установки 124. Входы управления первого 14, второго 17, третьего 110, четвертого 113, пятого 115, шестого 117, седьмого 120, восьмого 123, девятого 132, десятого 131 и одиннадцатого 134 элементов задержки и первого 125, второго 126 и третьего 136 сумматоров объединены и соединены со вторым входом формирователя коэффициентов gn1 1. Выходы третьего сумматора 136 соединены со второй группой входов двенадцатого умножителя 138. Первая группа входов двенадцатого умножителя 138 соединена с выходами двенадцатого элемента начальной установки 137. Выходы двенадцатого умножителя 138 являются выходами формирователя коэффициентов gn1 1.The coefficient generator g n 1 1 shown in FIG. 2, consists of the first 11, second 13, third 16, fourth 19, fifth 112, sixth 116, seventh 119, eighth 122, ninth 128, tenth 130, eleventh 133 and twelfth 138 multipliers, first 12, second 15, third 18, fourth 111, fifth 114, sixth 118, seventh 121, eighth 124, ninth 127, tenth 129, eleventh 135 and twelfth 137 elements of the initial setup, the first 14, second 17, third 110, fourth 113, fifth 115, sixth 117, seventh 120 , eighth 123, ninth 132, tenth 131 and eleventh 134 delay elements, first 125, second 126 and third 136 s mmatorov. The first groups of inputs of the first 11, second 13, third 16, fourth 19, fifth 112, sixth 116, seventh 119, eighth 122 and eleventh 133 multipliers, information inputs of the fifth 115 and ninth 132 delay elements and the first group of information inputs of the first adder 125 are combined with the first group of inputs of the shaper coefficients g n 1 1. The second group of inputs of the first multiplier 11 is connected to the outputs of the first element of the initial installation 12. The outputs of the first multiplier 11 are connected to the second group of information inputs of the first adder 125. Third the ith group of information inputs of the first adder 125 is connected to the outputs of the first delay element 14. The information inputs of the first delay element 14 are connected to the outputs of the second multiplier 13. The second group of inputs of the second multiplier 13 is connected to the outputs of the second element of the initial setup 15. The second group of inputs of the third multiplier 16 is connected with the outputs of the third element of the initial setup 18, and the outputs are connected to the information inputs of the second delay element 17. The outputs of the second delay element 17 are connected to the fourth group oh the information inputs of the first adder 125. The fifth group of information inputs of the first adder 125 is connected to the outputs of the third delay element 110. The information inputs of the third delay element 110 are connected to the outputs of the fourth multiplier 19. The second group of inputs of the fourth multiplier 19 is connected to the outputs of the fourth element of the initial setup 111. The second group of information inputs of the fifth multiplier 112 is connected to the outputs of the fifth element of the initial installation 114. The outputs of the fifth multiplier 112 are connected to the information input the fourth delay element 113. The outputs of the fourth delay element 113 are connected to the sixth group of information inputs of the first adder 125. The outputs of the first adder 125 are connected to the second group of inputs of the ninth multiplier 128. The first group of inputs of the ninth multiplier 128 is connected to the outputs of the ninth initial setting element 127. Outputs the ninth multiplier 128 is connected to the first group of information inputs of the third adder 136. The third group of information inputs of the third adder 136 is connected to the outputs of the ninth back element levers 132. The fourth group of information inputs of the third adder 136 is connected to the outputs of the eleventh delay element 134. The information inputs of the eleventh delay element 134 are connected to the outputs of the eleventh multiplier 133. The second group of inputs of the eleventh multiplier 133 is connected to the outputs of the eleventh element of the initial setup 135. The second group of information inputs the third adder 136 is connected to the outputs of the tenth delay element 131. The information inputs of the tenth delay element 131 are connected to the outputs of the decimal about the multiplier 130. The second group of inputs of the tenth multiplier 130 is connected to the outputs of the tenth element of the initial setup 129. The first group of inputs of the tenth multiplier 130 is connected to the outputs of the second adder 126. The first group of information inputs of the second adder 126 is connected to the outputs of the fifth delay element 115. The second group of information the inputs of the second adder 126 is connected to the outputs of the sixth delay element 117. The information inputs of the sixth delay element 117 are connected to the outputs of the sixth multiplier 116. The second group of inputs the second multiplier 116 is connected to the outputs of the sixth element of the initial installation 118. The second group of inputs of the seventh multiplier 119 is connected to the outputs of the seventh element of the initial installation 121. The outputs of the seventh multiplier 119 are connected to the information inputs of the seventh delay element 120. The outputs of the seventh delay element 120 are connected to the third group of information the inputs of the second adder 126. The fourth group of information inputs of the second adder 126 is connected to the outputs of the eighth delay element 123. Information inputs of the eighth element This delay 123 is connected to the outputs of the eighth multiplier 122. The second group of information inputs of the eighth multiplier 122 is connected to the outputs of the eighth element of the initial setup 124. The control inputs of the first 14, second 17, third 110, fourth 113, fifth 115, sixth 117, seventh 120, eighth 123, 132 of the ninth, tenth and eleventh 131 delay elements 134 and first 125, second 126 and third 136 adders are combined and connected to the second input of the coefficient g n 1 1. The outputs of the third adder 136 connected to a second group of inputs dvena tsatogo multiplier 138. The first group of inputs of the twelfth multiplier 138 is connected to the outputs of the twelfth element 137. The outputs of the initial installation of the twelfth multiplier 138 is the output of coefficient g n 1 January.

Блок формирования параметров В-сплайна 3, показанный на фиг. 3, состоит из первого 31, второго 311, третьего 312 и четвертого 316 умножителей, преобразователя в дополнительный код 32, первого 33, второго 34, третьего 35, четвертого 318, пятого 319 и шестого 320 сумматоров, первого 36, второго 37, третьего 38, четвертого 39 и пятого 320 элементов возведения в четвертую степень, первого 313, второго 314, третьего 315, четвертого 317 и пятого 312 элементов задержки, и первого 322, второго 323, третьего 324, четвертого 325 и пятого 326 элементов начальной установки. Первая группа входов первого умножителя 31 соединена с первой группой входов блока формирования В-сплайна 3. Вторая группа входов первого умножителя 31 соединена с выходами пятого элемента начальной установки 326. Выходы первого умножителя 31 соединены со входами первого элемента возведения в четвертую степень 36, первой группой информационных входов первого сумматор 33, первой группой информационных входов второго сумматора 34 и входами преобразователя в дополнительный код 32. Выходы преобразователя в дополнительный код 32 соединены с первой группой информационных входов третьего сумматора 35 и входами пятого элемента возведения в четвертую степень 310. Выходы пятого элемента возведения в четвертую степень 310 соединены с информационными входами пятого элемента задержки 321 и первой группой входов четвертого умножителя 316. Вторая группа входов четвертого умножителя 316 соединена с выходами первого элемента начальной установки 322 и второй группой входов третьего умножителя 312. Первая группа входов третьего умножителя 312 соединена с выходами первого элемента возведения в четвертую степень 36, информационными входами четвертого элемента задержки 317 и первой группой входов второго умножителя 311. Вторая группа входов второго умножителя 311 соединена с выходами второго элемента начальной установки 323. Выходы второго умножителя 311 соединены с первой группой информационных входов пятого сумматора 319. Третья группа информационных входов пятого сумматора 319 соединена с выходами четвертого умножителя 318 и второй группой информационных входов шестого сумматора 320. Первая группа информационных входов шестого сумматора 320 соединена с выходами третьего элемента задержки 315. Выходы шестого сумматора 320 соединены с четвертой группой выходов блока формирования В-сплайна 3. Первая группа выходов блока формирования В-сплайна 3 соединена с выходами четвертого элемента задержки 317. Пятая группа выходов блока формирования В-сплайна 3 соединена с выходами пятого элемента задержки 321. Выходы четвертого элемента начальной установки 325 соединены со второй группой информационных входов третьего сумматора 35 и второй группой информационных входов второго сумматора 34. Выходы второго сумматора 34 соединены со входами третьего элемента возведения в четвертую степень 38. Выходы третьего элемента возведения в четвертую степень 38 соединены с информационными входами второго элемента задержки 314. Выходы второго элемента задержки 314 соединены со второй группой информационных входов четвертого сумматора 318. Первая группа входов четвертого сумматора 318 соединена с выходами третьего умножителя 312. Выходы четвертого сумматора 318 соединены со второй группой выходов блока формирования В-сплайна 3. Третья группа выходов блока формирования В-сплайна 3 соединена с выходами пятого сумматора 319. Вторая группа информационных входов пятого сумматора 319 соединена с выходами первого элемента задержки 313. Информационные входы первого элемента задержки 313 соединены с выходами второго элемента возведения в четвертую степень 37. Входы второго элемента возведения в четвертую степень 37 соединены с выходами первого сумматора 33. Вторая группа входов первого сумматора 33 соединена с выходами третьего элемента начальной установки 324. Выходы третьего сумматора 35 соединены со входами четвертого элемента возведения в четвертую степень 39. Выходы четвертого элемента возведения в четвертую степень 39 соединены с информационными входами третьего элемента задержки 315. Управляющий вход третьего элемента задержки 315 объединен с управляющими входами первого 313, второго 214, четвертого 317 и пятого 321 элементов задержки, первого 33, второго 34, третьего 35, четвертого 318, пятого 319 и шестого 320 сумматоров и вторым входом блока формирования В-сплайна 3. The B-spline 3 parameter generating unit shown in FIG. 3, consists of the first 31, second 311, third 312 and fourth 316 multipliers, a converter to additional code 32, first 33, second 34, third 35, fourth 318, fifth 319 and sixth 320 adders, first 36, second 37, third 38 , fourth 39 and fifth 320 elements of raising to the fourth degree, the first 313, second 314, third 315, fourth 317 and fifth 312 delay elements, and the first 322, second 323, third 324, fourth 325 and fifth 326 elements of the initial installation. The first group of inputs of the first multiplier 31 is connected to the first group of inputs of the B-spline forming unit 3. The second group of inputs of the first multiplier 31 is connected to the outputs of the fifth element of the initial installation 326. The outputs of the first multiplier 31 are connected to the inputs of the first element of raising to the fourth degree 36, the first group information inputs of the first adder 33, the first group of information inputs of the second adder 34 and the inputs of the converter in the additional code 32. The outputs of the converter in the additional code 32 are connected to the first the group of information inputs of the third adder 35 and the inputs of the fifth element of raising to the fourth degree 310. The outputs of the fifth element of raising to the fourth degree 310 are connected to the information inputs of the fifth delay element 321 and the first group of inputs of the fourth multiplier 316. The second group of inputs of the fourth multiplier 316 is connected to the outputs of the first element of the initial installation 322 and the second group of inputs of the third multiplier 312. The first group of inputs of the third multiplier 312 is connected to the outputs of the first element of the construction in the fourth degree 36, by the information inputs of the fourth delay element 317 and the first group of inputs of the second multiplier 311. The second group of inputs of the second multiplier 311 is connected to the outputs of the second element of the initial installation 323. The outputs of the second multiplier 311 are connected to the first group of information inputs of the fifth adder 319. The third group of information inputs the fifth adder 319 is connected to the outputs of the fourth multiplier 318 and the second group of information inputs of the sixth adder 320. The first group of information inputs of the sixth adder 320 is connected inen with the outputs of the third delay element 315. The outputs of the sixth adder 320 are connected to the fourth group of outputs of the B-spline forming unit 3. The first group of outputs of the B-spline forming unit 3 is connected to the outputs of the fourth delay element 317. The fifth group of outputs of the B-spline forming unit 3 connected to the outputs of the fifth delay element 321. The outputs of the fourth element of the initial setup 325 are connected to the second group of information inputs of the third adder 35 and the second group of information inputs of the second adder 34. The outputs to of the third adder 34 are connected to the inputs of the third fourth degree element 38. The outputs of the third fourth degree element 38 are connected to the information inputs of the second delay element 314. The outputs of the second delay element 314 are connected to the second group of information inputs of the fourth adder 318. The first group of inputs of the fourth the adder 318 is connected to the outputs of the third multiplier 312. The outputs of the fourth adder 318 are connected to the second group of outputs of the B-spline forming unit 3. The third group of outputs of the block and the formation of the B-spline 3 is connected to the outputs of the fifth adder 319. The second group of information inputs of the fifth adder 319 is connected to the outputs of the first delay element 313. The information inputs of the first delay element 313 are connected to the outputs of the second raising element to the fourth degree 37. The inputs of the second raising element to the fourth degree 37 is connected to the outputs of the first adder 33. The second group of inputs of the first adder 33 is connected to the outputs of the third element of the initial installation 324. The outputs of the third adder 35 are connected to the odes of the fourth fourth degree raising element 39. The outputs of the fourth fourth degree raising element 39 are connected to the information inputs of the third delay element 315. The control input of the third delay element 315 is combined with the control inputs of the first 313, second 214, fourth 317 and fifth 321 delay elements, the first 33, second 34, third 35, fourth 318, fifth 319 and sixth 320 adders and the second input of the B-spline forming unit 3.

Блок формирования локального сплайна 2, показанный на фиг. 4, состоит из первого 21, второго 22, третьего 23, четвертого 24 и пятого 25 умножителей, первого 26, второго 27, третьего 28 и четвертого 29 элементов задержки, сумматора 210 и регистра 211. Вторые группы входов первого 21, второго 22, третьего 23, четвертого 24 и пятого 25 умножителей объединены и соединены с первой группой входов блока формирования локального сплайна 2. Первые группы входов пятого 25, четвертого 24, третьего 23, второго 22 и первого 21 умножителей соответственно соединены с шестой, пятой, четвертой, третьей и второй группами входов блока формирования локального сплайна 2. Выходы первого умножители 21 соединены с первой группой информационных входов сумматора 210. Вторая группа информационных входов сумматора 210 соединена с выходами первого элемента задержки 26. Информационные входы первого элемента задержки 26 соединены с выходами второго умножителя 22. Выходы третьего умножителя 23 соединены с информационными входами второго элемента задержки 27. Выходы второго элемента задержки 27 соединены с третьей группой информационных входов сумматора 210. Четвертая группа информационных входов сумматора 210 соединена с выходами третьего элемента задержки 28. Информационные входы третьего элемента задержки 28 соединены с выходами четвертого умножителя 24. Выходы пятого умножителя 25 соединены с информационными входами четвертого элемента задержки 29. Выходы четвертого элемента задержки 29 соединены с пятой группой информационных входов сумматора 210. Управляющий вход четвертого элемента задержки 29 объединен со входами управления первого 26, второго 27 и третьего 28 элементов задержки, сумматора 210 и регистра 211. Информационные входы регистра 211 соединены с выходами сумматора 210. Выходы регистра 211 соединены с выходами блока формирования локального сплайна 2. The local spline forming unit 2 shown in FIG. 4, consists of the first 21, second 22, third 23, fourth 24 and fifth 25 multipliers, the first 26, second 27, third 28 and fourth 29 delay elements, adder 210 and register 211. The second group of inputs of the first 21, second 22, third 23, fourth 24 and fifth 25 multipliers are combined and connected to the first group of inputs of the local spline forming unit 2. The first groups of inputs of the fifth 25, fourth 24, third 23, second 22 and first 21 multipliers are respectively connected to the sixth, fifth, fourth, third and second groups of inputs of the forming unit I of the local spline 2. The outputs of the first multiplier 21 are connected to the first group of information inputs of the adder 210. The second group of information inputs of the adder 210 is connected to the outputs of the first delay element 26. The information inputs of the first delay element 26 are connected to the outputs of the second multiplier 22. The outputs of the third multiplier 23 are connected with the information inputs of the second delay element 27. The outputs of the second delay element 27 are connected to the third group of information inputs of the adder 210. The fourth group of information inputs the matrix 210 is connected to the outputs of the third delay element 28. The information inputs of the third delay element 28 are connected to the outputs of the fourth multiplier 24. The outputs of the fifth multiplier 25 are connected to the information inputs of the fourth delay element 29. The outputs of the fourth delay element 29 are connected to the fifth group of information inputs of the adder 210. The control input of the fourth delay element 29 is combined with the control inputs of the first 26, second 27 and third 28 delay elements, the adder 210 and the register 211. Information inputs regis pa 211 are connected to the outputs of the adder 210. Outputs of register 211 are connected to the outputs of a local spline forming unit 2.

Заявленное устройство работает следующим образом. The claimed device operates as follows.

В исходном состоянии на вторую информационную шину устройства подается значение параметра τo. На тактовую шину поступают тактовые импульсы типа меандр, под воздействием которых с поступлением на первую информационную шину устройства дифференцирования дискретных значений функции f(x) блок 1 формирует значения коэффициентов gn1. Данные значения поочередно поступают на первую группу входов блока формирования локального сплайна 2. На вторую, третью, четвертую, пятую и шестую группы входов последнего подаются соответствующие значения

Figure 00000003
с первой, второй, третьей, четвертой и пятой групп выходов блока формирования В-сплайна 3. Далее в блоке формирования локального сплайна 2 про исходит умножение указанных значений на коэффициенты gn1 и суммирование полученных произведений (см. выражение (2)). В результате на выходе устройства формируется значение производной функции f'(x).In the initial state, the parameter τ o is supplied to the second information bus of the device. The clock bus receives clock pulses of the meander type, under the influence of which, upon receipt of the discrete values of the function f (x) on the first information bus, the unit 1 generates the values of the coefficients g n 1 . These values are alternately supplied to the first group of inputs of the local spline 2 forming unit. Corresponding values are supplied to the second, third, fourth, fifth and sixth groups of inputs of the last
Figure 00000003
from the first, second, third, fourth and fifth groups of outputs of the B-spline 3 forming unit. Next, in the local spline 2 forming unit, these values are multiplied by the coefficients g n 1 and the resulting products are summed (see expression (2)). As a result, the value of the derivative of the function f '(x) is formed at the output of the device.

Работа формирователя коэффициентов gn1 осуществляется в соответствии с выражением (3).The operation of the shaper coefficients g n 1 is carried out in accordance with the expression (3).

В исходном состоянии на выходах первого 12, второго 15, третьего 18, четвертого 111, пятого 114, шестого 118, седьмого 121, восьмого 124, девятого 127, десятого 129, одиннадцатого 135 и двенадцатого 137 элементов начальной установки формируются коды чисел соответственно: -5, 10, -10, 5, -1, -3, 3, -1, 13/240, - 1/4, -1, 1/24. При подаче на второй вход блока 1 управляющих импульсов на информационный вход блока 1 поступают значения функции f(x): zn-2, zn-1, ..., zn+3. Последние поочередно следуют: на первые входы умножителей 11, 13, 16, 19, 112, 116, 119, 122 и 133, входы элементов задержки 115, 131 и 132 и первый информационный вход сумматора 125. Элементы 11 - 114 формируют пять слагаемых, которые поступают на информационные входы сумматора 125 одновременно. Шестое слагаемое поступает со входа блока 1 на первый информационный вход сумматора 125 непосредственно. Результат вычисления в сумматоре 125 - значения (zn+3 - 5zn+2 + 10zn+1 - 10zn + 5zn-1 - zn-2). Элементы 115 - 124 формируют четыре слагаемых для сумматора 126. Все четыре слагаемых подаются на информационные входы сумматора 126 одновременно. В результате выполнения операции сложения на выходе сумматора 126 формируются значения (zn+2 - 3zn+1 + 3zn - zn-1). Величина (zn+3 - 5zn+2 + 10zn+1 - 10zn + 5zn-1 - zn-2), умноженная на 13/240 в блоке 128, является первым слагаемым для сумматора 136. Вторым слагаемым является значение (zn+2 - 3zn+1 + 3zn - zn-1), умноженное в умножителе 130 на число - 1/4 и задержанное в элементе задержки 131. Третьим слагаемым является значение zn+1 функции f(x), задержанное в блоке 132. Четвертым слагаемым является значение 2z функции f(x), умноженное в блоке 133 на -1 и задержанное в элементе задержки 134. Результат выполнения в сумматоре 136 операции суммирования умножается в умножителе 138 на число 1/24. В результате на выходе блока 1 формируется искомое значение коэффициента gn1.In the initial state, at the outputs of the first 12, second 15, third 18, fourth 111, fifth 114, sixth 118, seventh 121, eighth 124, ninth 127, tenth 129, eleventh 135 and twelfth 137 elements of the initial setting, number codes are generated, respectively: -5 , 10, -10, 5, -1, -3, 3, -1, 13/240, - 1/4, -1, 1/24. When applying to the second input of block 1 control pulses to the information input of block 1, the values of the function f (x) are received: z n-2 , z n-1 , ..., z n + 3 . The latter alternately follow: at the first inputs of the multipliers 11, 13, 16, 19, 112, 116, 119, 122 and 133, the inputs of the delay elements 115, 131 and 132 and the first information input of the adder 125. Elements 11 - 114 form five terms, which arrive at the information inputs of the adder 125 at the same time. The sixth term comes from the input of block 1 to the first information input of the adder 125 directly. The result of calculation in adder 125 is the value (z n + 3 - 5z n + 2 + 10z n + 1 - 10z n + 5z n-1 - z n-2 ). Elements 115 - 124 form four terms for the adder 126. All four terms are served on the information inputs of the adder 126 at the same time. As a result of the addition operation, the values (z n + 2 - 3z n + 1 + 3z n - z n-1 ) are generated at the output of the adder 126. The value (z n + 3 - 5z n + 2 + 10z n + 1 - 10z n + 5z n-1 - z n-2 ), multiplied by 13/240 in block 128, is the first term for adder 136. The second term is the value (z n + 2 - 3z n + 1 + 3z n - z n-1 ) multiplied in the multiplier 130 by the number - 1/4 and delayed in the delay element 131. The third term is the value z n + 1 of the function f (x ) delayed in block 132. The fourth term is the value 2z of the function f (x) multiplied in block 133 by -1 and delayed in the delay element 134. The result of the summation operation in the adder 136 is multiplied in the multiplier 138 by the number 1/24. As a result, at the output of block 1, the desired value of the coefficient g n 1 is formed .

Один из возможных вариантов построения элементов задержки 14, 17, 110, 113, 117, 120, 123, 131, 132 и 134 показан на фиг. 5. Указанные блоки являются однотипными. Для элементов задержки 14, 115, 117 и 131 n = 2. Для элементов задержки 17 и 120 n = 3. Для элементов задержки 110 и 123 n = 4. Для элемента задержки 132 n = 8. Для элемента задержки 134 n = 6. Можно реализовать на микросхемах К155ИР13. One of the possible options for constructing delay elements 14, 17, 110, 113, 117, 120, 123, 131, 132 and 134 is shown in FIG. 5. The indicated blocks are of the same type. For delay elements 14, 115, 117 and 131 n = 2. For delay elements 17 and 120 n = 3. For delay elements 110 and 123 n = 4. For delay element 132 n = 8. For delay element 134 n = 6. It can be implemented on K155IR13 microcircuits.

Входящие в структурную схему заявляемого устройства элементы известны и описаны, например, в [3] -[7] . Так, в [3] описаны принципы построения и примеры реализации регистров на с. 104-105 (можно реализовать на микросхеме К155ИР13 - с. 111 рис. 1.78). The elements included in the structural diagram of the claimed device are known and described, for example, in [3] - [7]. So, in [3] construction principles and examples of register implementation are described on p. 104-105 (can be implemented on the K155IR13 chip - p. 111 Fig. 1.78).

Принцип работы умножителей известен и описан в [4] на с.163-221. Могут быть реализованы на микросхемах SN54284 и SN54285 (см. [4] с. 305, рис. 6.3.12) или на микросхеме ADSP1016 (см. [5] с. 502, табл. 7.4). The principle of operation of the multipliers is known and described in [4] on p.163-221. They can be implemented on the SN54284 and SN54285 microcircuits (see [4] p. 305, Fig. 6.3.12) or on the ADSP1016 microcircuit (see [5] p. 502, Table 7.4).

Принцип работы сумматоров известен и описан в [6] на с. 184-198. Полный сумматор описан в [7] на с. 152, рис. 1.112 и с. 153, рис. 1.113. Можно реализовать на элементах ИСКЛ. ИЛИ - К155ЛП5, И - К155ЛИ1, ИЛИ - из ИЛИ-НЕ К155ЛЕ4 И НЕ К155ЛН1. The principle of operation of adders is known and described in [6] on p. 184-198. The full adder is described in [7] on p. 152, fig. 1.112 and p. 153, fig. 1.113. It can be implemented on the elements of EXCL. OR - K155LP5, AND - K155LI1, OR - from OR-NOT K155LE4 AND NOT K155LN1.

Один из возможных вариантов реализации элементов начальной установки приведен на фиг. 6. One possible embodiment of the initial installation elements is shown in FIG. 6.

Блок формирования В-сплайна 3 работает следующим образом. Block forming a B-spline 3 works as follows.

В исходном состоянии на выходах элементов начальной установки 322 - 325 формируются коды чисел соответственно: -5, 10, 2, 1. На выходе элемента начальной установки 326 формируется код числа m, соответствующего номеру точки дифференцирования. На управляющий вход блока 3 поступают управляющие сигналы с тактовой шины устройства. На второй информационный вход блока 3 подается значение τo. Указанная величина поступает на первую группу входов умножителя 31, а на другую группу его входов - значение m с выхода элемента начальной установки 326. В результате выполнения операции умножения на выходах умножителя 31 формируется значение τ = m•τo. Последнее поступает на входы преобразователя в дополнительный код 32, на выходах которого имеем значение (1-τ). Значение τ c выходов умножителя 31 поступает также на первые группы информационных входов сумматоров 33 и 34, а на первую группу входов сумматора 35 - значение (1-τ). На вторые группы входов сумматоров 34 и 35 подается код числа 1, а на вторую группу входов сумматора 33 - код числа 2. Под воздействием сигналов, поступающих по тактовой шине, на выходах сумматоров 33, 34 и 35 формируются значения соответственно (2+τ), (1+τ) и (2-τ). Указанные величины поступают на входы соответствующих элементов возведения в четвертую степень 37, 38 и 39. На входы элемента возведения в четвертую степень 36 поступает значение τ с выходов умножителя 31. На входы элемента возведения в четвертую степень 310 - (1-τ) с выхода преобразователя в дополнительный код 32. На выходах элементов возведения в четвертую степень 36, 37, 38, 39 и 310 имеем значения соответственно τ4, (τ+2)4, (τ+1)4, (2-τ)4 и (1-τ)4. Величина τ4 с выходов элемента возведения в четвертую степень 36 поступает на первые группы входов умножителей 311 и 312. На вторую группу входов умножителя 311 подается код числа 10, а на вторую группу входов умножителя 312 - код числа -5. В результате выполнения операции умножения на выходах умножителей 311 и 312 формируются значения соответственно 10τ4 и -5τ4. Последние поступают на первые группы информационных входов сумматоров соответственно 319 и 318. На вторые группы информационных входов сумматоров 318 и 319 подаются величины соответственно (τ+1)4 (через элемент задержки 314) и (τ+2)4 (через элемент задержки 313). Значение (1-τ)4 с выходов элемента возведения в четвертую степень 310 поступает на первую группу входов умножителя 316, на вторую группу входов которого подается код числа -5. В результате выполнения операции умножения на выходах умножителя 316 формируется значение -5(1-τ)4. Последнее подается на вторую группу информационных входов сумматора 320. На первую группу информационных входов сумматора 320 поступает значение (2-τ)4 выходов элемента возведения в четвертую степень 39 через элемент задержки 315. В результате выполнения операций суммирования в элементах 318, 319 и 320 на выходах последних имеем значения соответственно

Figure 00000004
Указанные величины поступают соответственно на второй, третий и четвертый выходы блока формирования В-сплайна 3. На первый и пятый выходы блока 3 подаются значения соответственно τ4 (с выходов элемента возведения в четвертую степень 36 через элемент задержки 317) и (1-τ)4 (с выходов элемента возведения в четвертую степень 310 через элемент задержки 321). Таким образом, указанные значения формируются на выходах блока 3 одновременно.In the initial state, at the outputs of the elements of the initial installation 322 - 325, codes of numbers are generated, respectively: -5, 10, 2, 1. At the output of the element of the initial installation 326, a code of the number m corresponding to the number of the differentiation point is generated. The control input of block 3 receives control signals from the device clock bus. The second information input of block 3 is fed with the value of τ o . The indicated value goes to the first group of inputs of the multiplier 31, and to another group of its inputs - the value m from the output of the initial setting element 326. As a result of the multiplication operation, the values of τ = m • τ o are formed at the outputs of the multiplier 31. The latter goes to the inputs of the converter in additional code 32, at the outputs of which we have the value (1-τ). The value τ c of the outputs of the multiplier 31 is also supplied to the first group of information inputs of the adders 33 and 34, and the value (1-τ) is sent to the first group of inputs of the adder 35. The code of the number 1 is supplied to the second groups of inputs of the adders 34 and 35, and the code of the number 2 is fed to the second group of the inputs of the adder 33. Values are generated at the outputs of the adders 33, 34, and 35, respectively, under the influence of the signals received via the clock bus (2 + τ) , (1 + τ) and (2-τ). The indicated values are supplied to the inputs of the corresponding elements of raising to the fourth degree 37, 38 and 39. To the inputs of the element of raising to the fourth degree 36, the value τ is supplied from the outputs of the multiplier 31. The inputs of the element of raising to the fourth degree 310 are (1-τ) from the output of the converter into the additional code 32. At the outputs of the fourth-degree raising elements 36, 37, 38, 39 and 310, we have the values τ 4 , (τ + 2) 4 , (τ + 1) 4 , (2-τ) 4 and (1, respectively -τ) 4 . The value of τ 4 from the outputs of the element of raising to the fourth power 36 is supplied to the first group of inputs of the multipliers 311 and 312. The code of the number 10 is supplied to the second group of inputs of the multiplier 311, and the code of the number -5 is sent to the second group of inputs of the multiplier 312. As a result of the multiplication operation, the outputs of the multipliers 311 and 312 generate values of 10τ 4 and -5τ 4, respectively. The latter arrive at the first groups of information inputs of adders 319 and 318, respectively. The values of (τ + 1) 4 (via delay element 314) and (τ + 2) 4 (via delay element 313) are supplied to the second groups of information inputs of adders 318 and 319) . The value (1-τ) 4 from the outputs of the element of raising to the fourth power 310 goes to the first group of inputs of the multiplier 316, the second group of inputs of which the code of the number -5 is supplied. As a result of the multiplication operation, the values of -5 (1-τ) 4 are generated at the outputs of the multiplier 316. The latter is fed to the second group of information inputs of the adder 320. The value (2-τ) of the 4 outputs of the fourth degree raising element 39 via the delay element 315 is supplied to the first group of information inputs of the adder 320. As a result of the summation operations in the elements 318, 319 and 320, the outputs of the latter have values, respectively
Figure 00000004
The indicated values are supplied respectively to the second, third and fourth outputs of the B-spline 3 forming unit. The values of τ 4, respectively, are supplied to the first and fifth outputs of block 3 (from the outputs of the element of raising to the fourth power 36 through the delay element 317) and (1-τ) 4 (from the outputs of the fourth exponentiation 310 through the delay element 321). Thus, these values are formed at the outputs of block 3 at the same time.

Принцип реализации преобразователя в дополнительный код 32 известен и описан в [8] на с. 462 - 468. Можно реализовать на микросхемах К155ЛАЗ, К155ЛП5, К155ЛЕ4 и К155ЛН1. Умножители могут быть реализованы на микросхемах SN54284 и SN54285 или на микросхеме ADSP1016. Сумматоры можно реализовать на элементах ИСКЛ. ИЛИ - К155ЛП5, И - К155ЛИ1, ИЛИ - из ИЛИ-НЕ К155ЛЕ4 и НЕ К155ЛН1. Элементы начальной установки реализуются в соответствии с фиг. 6. Один из возможных вариантов реализации элементов возведения в четвертую степень приведен на фиг. 7. The principle of implementation of the converter into additional code 32 is known and described in [8] on p. 462 - 468. Can be implemented on K155LAZ, K155LP5, K155LE4 and K155LN1 microcircuits. Multipliers can be implemented on the SN54284 and SN54285 chips or on the ADSP1016 chip. Adders can be implemented on the elements of the ISKL. OR - K155LP5, AND - K155LI1, OR - from OR-NOT K155LE4 and NOT K155LN1. Elements of the initial installation are implemented in accordance with FIG. 6. One of the possible embodiments of the elements of raising to the fourth degree is shown in FIG. 7.

Элементы задержки, входящие в состав блока 3, реализуются в соответствии с фиг. 5, причем для элементов 313 - 315 выбирается n = 2, а для элементов 317 и 321 n = 3. The delay elements included in block 3 are implemented in accordance with FIG. 5, with n = 2 selected for elements 313 - 315, and n = 3 for elements 317 and 321.

Блок формирования локального сплайна 2 работает следующим образом. С выхода блока 1 коэффициенты gn1 одновременно поступают на первые группы входов умножителей 21- 25. На вторые группы входов последних подаются значения В сплайна с выходов блока 3. В результате с выхода умножителя 21 на первый информационный вход сумматора 210 поступает значение

Figure 00000005
с выхода умножителя 22 через элемент задержки 26 на второй информационный вход сумматора 210 - значение (1/24)gn-1[(2-τ)4-5(1-τ)4], с выхода умножителя 23 через элемент задержки 27 на третий информационный вход сумматора 210 - значение (1/24)gn[(τ+2)4-5(τ+1)4+10τ4], с выхода умножителя 24 через элемент задержки 28 на четвертый информационный вход сумматора 210 - значение (1/24)gn+1[(1+τ)4-5τ4], с выхода умножителя 25 через элемент задержки 29 на четвертый информационный вход сумматора 210 - значение (1/24)gn+2•τ4. Результат суммирования в сумматоре 210 - искомое значение производной функции f'(x) записывается в регистр 211 под воздействием импульса, подаваемого на его управляющий вход. Элементы задержки, входящие в состав блока 2, реализуются в соответствии с фиг. 5, причем для элемента 26 выбирается n = 2, для элемента 27 n = 3, для элемента 28 n = 4, для элемента 29 n = 5. Умножители могут быть реализованы на микросхемах SN54284 и SN54285 или на микросхеме ADSP1016. Сумматор можно реализовать на элементах ИСКЛ. ИЛИ - К155ЛП5, И - К155ЛИ1, ИЛИ - из ИЛИ-НЕ К155ЛЕ4 и НЕ К155ЛН1. Регистр можно реализовать на микросхеме К155ИР13.Block forming a local spline 2 operates as follows. From the output of block 1, the coefficients g n 1 simultaneously arrive at the first groups of inputs of the multipliers 21–25. The values of the spline B from the outputs of block 3 are sent to the second groups of inputs of the latter. As a result, from the output of the multiplier 21 to the first information input of the adder 210, the value
Figure 00000005
from the output of the multiplier 22 through the delay element 26 to the second information input of the adder 210 - the value (1/24) g n-1 [(2-τ) 4 -5 (1-τ) 4 ], from the output of the multiplier 23 through the delay element 27 to the third information input of adder 210 - the value (1/24) g n [(τ + 2) 4 -5 (τ + 1) 4 + 10τ 4 ], from the output of the multiplier 24 through the delay element 28 to the fourth information input of the adder 210 - value (1/24) g n + 1 [(1 + τ) 4 -5τ 4 ], from the output of the multiplier 25 through the delay element 29 to the fourth information input of the adder 210 - the value (1/24) g n + 2 • τ 4 . The result of the summation in the adder 210 - the desired value of the derivative of the function f '(x) is recorded in the register 211 under the influence of a pulse supplied to its control input. The delay elements included in block 2 are implemented in accordance with FIG. 5, with n = 2 selected for element 26, n = 3 for element 27, n = 4 for element 28, and n = 5 for element 29. Multipliers can be implemented on SN54284 and SN54285 microcircuits or on ADSP1016 microcircuit. The adder can be implemented on the elements of the ESCL. OR - K155LP5, AND - K155LI1, OR - from OR-NOT K155LE4 and NOT K155LN1. The register can be implemented on the chip K155IR13.

Литература
1. Желудев В. А. Восстановление функций и их производных по сеточным данным с погрешностью при помощи локальных сплайнов. //Журнал вычислительной математики и математической физики. -1987. - Том 27. - N 1. - С. 22-34.
Literature
1. Zheludev V. A. Restoration of functions and their derivatives from grid data with an error using local splines. // Journal of Computational Mathematics and Mathematical Physics. -1987. - Volume 27. - N 1. - S. 22-34.

2. Желудев В. А. Локальная сплайн-аппроксимация на равномерной сетке. //Журнал вычислительной математики и математической физики. - 1987.- Том 27. -N 9. -С. 1296- 1310. 2. Zheludev V. A. Local spline approximation on a uniform grid. // Journal of Computational Mathematics and Mathematical Physics. - 1987.- Volume 27. -N 9. -C. 1296-1310.

3. В.Л. Шило. Популярные цифровые микросхемы. Справочник. - М.: Радио и связь, 1988. 3. V.L. Awl. Popular digital circuits. Directory. - M.: Radio and Communications, 1988.

4. М. А. Карцев, В.А. Брик. Вычислительные системы и синхронная арифметика. - М.: Радио и связь, 1981. 4. M.A. Kartsev, V.A. Brick. Computing systems and synchronous arithmetic. - M.: Radio and Communications, 1981.

5. Д. Гивоне, Р. Россе. Микропроцессоры и микрокомпьютеры: Вводный курс: Пер. с англ. - М.: Мир, 1983. 5. D. Givone, R. Rosset. Microprocessors and microcomputers: Introductory course: Trans. from English - M.: Mir, 1983.

6. В. Л. Шило. Популярные цифровые микросхемы. Справочник. 2-е изд., испр. - Челябинск: Металлургия, 1989. 6. V. L. Shilo. Popular digital circuits. Directory. 2nd ed., Rev. - Chelyabinsk: Metallurgy, 1989.

8. Л.М. Гольденберг. Импульсные и цифровые устройства. М.: Связь, 1973. 8. L.M. Goldenberg. Pulse and digital devices. M .: Communication, 1973.

Claims (4)

1. Устройство дифференцирования, содержащее формирователь коэффициентов g1n, блок формирования локального сплайна и блок формирования В-сплайна, причем первая группа входов формирователя коэффициентов g1n является первой входной информационной шиной устройства дифференцирования, а второй вход формирователя коэффициентов g1n объединен с седьмым входом блока формирования локального сплайна и является входной тактовой шиной устройства дифференцирования, а выходы формирователя коэффициентов g1n соединены с первой группой входов блока формирования локального сплайна, выходы которого являются выходной шиной устройства дифференцирования, а вторая, третья, четвертая и пятая группы входов соединены соответственно с первой, второй, третьей и четвертой группой выходов блока формирования В-сплайна, первая группа входов которого является второй входной информационной шиной устройства дифференцирования, отличающееся тем, что второй вход формирователя коэффициентов g1n подключен ко второму входу блока формирования В-сплайна, пятая группа выходов которого соединена с шестой группой входов блока формирования локального сплайна.1. Differentiation device containing a shaper of coefficients g 1 n, a local spline forming unit and a B-spline forming unit, the first group of inputs of the shaper g 1 n being the first input information bus of the differentiating device, and the second input of the coefficient shaper g 1 n combined with seventh input unit form a local input spline and a bus clock derivation device, and outputs shaper coefficients g 1 n are connected to the inputs of the first group unit forming a local spline, the outputs of which are the output bus of the differentiation device, and the second, third, fourth and fifth groups of inputs are connected respectively to the first, second, third and fourth group of outputs of the B-spline forming unit, the first group of inputs of which is the second input information bus of the device differentiation, characterized in that the second input of the shaper coefficients g 1 n connected to the second input of the block forming a B-spline, the fifth group of outputs of which is connected to the sixth group of inputs of the block forming the local spline. 2. Устройство дифференцирования по п.1, отличающееся тем, что формирователь коэффициентов g1n выполнен содержащим первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый и двенадцатый умножители, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый и двенадцатый элементы начальной установки, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый, десятый и одиннадцатый элементы задержки и первый, второй и третий сумматоры, причем первые группы входов первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого, восьмого и одиннадцатого умножителей, информационные входы пятого и девятого элементов задержки и первая группа информационных входов первого сумматора объединены с первой группой входов формирователя коэффициентов g1n, вторая группа входов первого умножителя соединена с выходами первого элемента начальной установки, а выходы соединены со второй группой информационных входов первого сумматора, третья группа информационных входов которого соединена с выходами первого элемента задержки, информационные входы которого соединены с выходами второго умножителя, вторая группа входов которого соединена с выходами второго элемента начальной установки, вторая группа входов третьего умножителя соединена с выходами третьего блока начальной установки, а выходы соединены с информационными входами второго элемента задержки, выходы которого соединены с четвертой группой информационных входов первого сумматора, пятая группа информационных входов которого соединена с выходами третьего элемента задержки, информационные входы которого соединены с выходами четвертого умножителя, вторая группа входов которого соединена с выходами четвертого элемента начальной установки, вторая группа информационных входов пятого умножителя соединена с выходами пятого элемента начальной установки, а выходы соединены с информационными входами четвертого элемента задержки, выходы которого соединены с шестой группой информационных входов первого сумматора, выходы которого соединены со второй группой входов девятого умножителя, первая группа входов которого соединена с выходами девятого элемента начальной установки, а выходы соединены с первой группой информационных входов третьего сумматора, третья группа информационных входов которого соединена с выходами девятого элемента задержки, четвертая группа информационных входов соединена с выходами одиннадцатого элемента задержки, информационные входы которого соединены с выходами одиннадцатого умножителя, вторая группа входов которого соединена с выходами одиннадцатого элемента начальной установки, а вторая группа информационных входов третьего сумматора соединена с выходами десятого элемента задержки, информационные входы которого соединены с выходами десятого умножителя, вторая группа входов которого соединена с выходами десятого элемента начальной установки, а первая группа входов - с выходами второго сумматора, первая группа информационных входов которого соединена с выходами пятого элемента задержки, вторая группа информационных входов соединена с выходами шестого элемента задержки, информационные входы которого соединены с выходами шестого умножителя, вторая группа входов которого соединена с выходами шестого элемента начальной установки, вторая группа входов седьмого умножителя соединена с выходами седьмого элемента начальной установки, а выходы соединены с информационными входами седьмого элемента задержки, выходы которого соединены с третьей группой информационных входов второго сумматора, четвертая группа информационных входов которого соединена с выходами восьмого элемента задержки, информационные входы которого соединены с выходами восьмого умножителя, вторая группа информационных входов которого соединена с выходами восьмого элемента начальной установки, входы управления первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого, восьмого, девятого, десятого и одиннадцатого элементов задержки, первого, второго и третьего сумматоров объединены и соединены со вторым входом формирователя коэффициентов g1n, а выходы третьего сумматора соединены со второй группой входов двенадцатого умножителя, первая группа входов которого соединена с выходами двенадцатого элемента начальной установки, а выходы являются выходами формирователя коэффициентов g1n.2. The differentiation device according to claim 1, characterized in that the shaper coefficients g 1 n is made containing the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, eleventh and twelfth multipliers, the first, second, third , fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, eleventh and twelfth elements of the initial installation, first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth and eleventh delay elements and the first, second and third adders, with the first r uppy inputs of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth and eleventh multipliers, data inputs of the fifth and the ninth delay elements and the first group of information inputs of the first adder are combined with the first group of inputs shaper coefficients g 1 n, a second group of first inputs the multiplier is connected to the outputs of the first element of the initial installation, and the outputs are connected to the second group of information inputs of the first adder, the third group of information inputs of which are connected to the output the first delay element, the information inputs of which are connected to the outputs of the second multiplier, the second group of inputs of which is connected to the outputs of the second initial setup element, the second group of inputs of the third multiplier is connected to the outputs of the third initial setup block, and the outputs are connected to the information inputs of the second delay element, outputs which is connected to the fourth group of information inputs of the first adder, the fifth group of information inputs of which is connected to the outputs of the third back element a rzhka whose information inputs are connected to the outputs of the fourth multiplier, the second group of inputs of which is connected to the outputs of the fourth element of the initial installation, the second group of information inputs of the fifth multiplier is connected to the outputs of the fifth element of the initial installation, and the outputs are connected to the information inputs of the fourth delay element, the outputs of which are connected with the sixth group of information inputs of the first adder, the outputs of which are connected to the second group of inputs of the ninth multiplier, the first group of inputs which is connected to the outputs of the ninth element of the initial installation, and the outputs are connected to the first group of information inputs of the third adder, the third group of information inputs of which are connected to the outputs of the ninth delay element, the fourth group of information inputs is connected to the outputs of the eleventh delay element, information inputs of which are connected to the outputs of the eleventh a multiplier, the second group of inputs of which is connected to the outputs of the eleventh element of the initial installation, and the second group of information the inputs of the third adder is connected to the outputs of the tenth delay element, the information inputs of which are connected to the outputs of the tenth multiplier, the second group of inputs of which is connected to the outputs of the tenth element of the initial setup, and the first group of inputs is connected to the outputs of the second adder, the first group of information inputs of which is connected to the outputs of the fifth delay element, the second group of information inputs is connected to the outputs of the sixth delay element, the information inputs of which are connected to the outputs of the sixth multiply an amplifier, the second group of inputs of which is connected to the outputs of the sixth element of the initial installation, the second group of inputs of the seventh multiplier is connected to the outputs of the seventh element of the initial installation, and the outputs are connected to the information inputs of the seventh delay element, the outputs of which are connected to the third group of information inputs of the second adder, the fourth group the information inputs of which are connected to the outputs of the eighth delay element, the information inputs of which are connected to the outputs of the eighth multiplier, the second group pa information inputs which is connected to the outputs of the eighth element of the initial installation, the control inputs of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth and eleventh delay elements, the first, second and third adders are combined and connected to the second input coefficient shaper g 1 n, and the outputs of the third adder are connected to the second group of inputs of the twelfth multiplier, the first group of inputs of which are connected to the outputs of the twelfth element of the initial installation, and the outputs are the outputs of the shaper coefficients g 1 n. 3. Устройство дифференцирования по п. 1, отличающееся тем, что блок формирования В-сплайна выполнен содержащим первый, второй, третий и четвертый умножители, преобразователь в дополнительный код, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой сумматоры, первый, второй, третий, четвертый и пятый элементы возведения в четвертую степень, первый, второй, третий, четвертый и пятый элементы задержки, первый, второй, третий, четвертый и пятый элементы начальной установки, причем первая группа входов первого умножителя соединена с первой группой входов блока формирования В-сплайна, вторая группа входов - с выходами пятого элемента начальной установки, а выходы соединены со входами первого элемента возведения в четвертую степень, первой группой информационных входов первого сумматора, первой группой информационных входов второго сумматора и входами преобразователя в дополнительный код, выходы которого соединены с первой группой информационных входов третьего сумматора и входами пятого элемента возведения в четвертую степень, выходы которого соединены с информационными входами пятого элемента задержки и первой группой входов четвертого умножителя, вторая группа входов которого соединена с выходами первого элемента начальной установки и второй группой входов третьего умножителя, первая группа входов которого соединена с выходами первого элемента возведения в четвертую степень, информационными входами четвертого элемента задержки и первой группой входов второго умножителя, вторая группа входов которого соединена с выходами второго элемента начальной установки, а выходы соединены с первой группой информационных входов пятого сумматора, третья группа информационных входов которого соединена с выходами четвертого умножителя и второй группой информационных входов шестого сумматора, первая группа информационных входов которого соединена с выходами третьего элемента задержки, а выходы соединены с четвертой группой выходов блока формирования В-сплайна, первая группа выходов которого соединена с выходами четвертого элемента задержки, а пятая группа выходов - с выходами пятого элемента задержки, выходы четвертого элемента начальной установки соединены со второй группой информационных входов третьего сумматора и второй группой информационных входов второго сумматора, выходы которого соединены со входами третьего элемента возведения в четвертую степень, выходы которого соединены с информационными входами второго элемента задержки, выходы которого соединены со второй группой информационных входов четвертого сумматора, первая группа входов которого соединена с выходами третьего умножителя, а выходы соединены со второй группой выходов блока формирования В-сплайна, третья группа выходов которого соединена с выходами пятого сумматора, вторая группа информационных входов которого соединена с выходами первого элемента задержки, информационные входы которого соединены с выходами второго элемента возведения в четвертую степень, входы которого соединены с выходами первого сумматора, вторая группа входов которого соединена с выходами третьего элемента начальной установки, выходы третьего сумматора соединены со входами четвертого элемента возведения в четвертую степень, выходы которого соединены с информационными входами третьего элемента задержки, управляющий вход которого объединен с управляющими входами первого, второго, четвертого и пятого элементов задержки, первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого сумматоров и вторым входом блока формирования В-сплайна. 3. The differentiation device according to claim 1, characterized in that the B-spline forming unit is made up of first, second, third and fourth multipliers, a converter into an additional code, first, second, third, fourth, fifth and sixth adders, first, second , the third, fourth and fifth elements of raising to the fourth degree, the first, second, third, fourth and fifth delay elements, the first, second, third, fourth and fifth elements of the initial installation, the first group of inputs of the first multiplier connected to the first group of input the odes of the B-spline forming unit, the second group of inputs is with the outputs of the fifth element of the initial installation, and the outputs are connected to the inputs of the first element of raising to the fourth degree, the first group of information inputs of the first adder, the first group of information inputs of the second adder and the inputs of the converter the outputs of which are connected to the first group of information inputs of the third adder and the inputs of the fifth element of raising to the fourth degree, the outputs of which are connected to information inputs the fifth delay element and the first group of inputs of the fourth multiplier, the second group of inputs of which is connected to the outputs of the first element of the initial installation and the second group of inputs of the third multiplier, the first group of inputs of which is connected with the outputs of the first element of raising to the fourth degree, the information inputs of the fourth delay element and the first group the inputs of the second multiplier, the second group of inputs of which is connected to the outputs of the second element of the initial installation, and the outputs are connected to the first group of information the inputs of the fifth adder, the third group of information inputs of which are connected to the outputs of the fourth multiplier and the second group of information inputs of the sixth adder, the first group of information inputs of which is connected to the outputs of the third delay element, and the outputs are connected to the fourth group of outputs of the B-spline forming unit, the first group the outputs of which are connected to the outputs of the fourth delay element, and the fifth group of outputs - with the outputs of the fifth delay element, the outputs of the fourth element of the initial installation and connected to the second group of information inputs of the third adder and the second group of information inputs of the second adder, the outputs of which are connected to the inputs of the third element of raising to the fourth degree, the outputs of which are connected to the information inputs of the second delay element, the outputs of which are connected to the second group of information inputs of the fourth adder, the first group of inputs of which is connected to the outputs of the third multiplier, and the outputs are connected to the second group of outputs of the B-spline forming unit, third the group of outputs of which is connected to the outputs of the fifth adder, the second group of information inputs of which is connected to the outputs of the first delay element, the information inputs of which are connected to the outputs of the second element of raising to the fourth degree, the inputs of which are connected to the outputs of the first adder, the second group of inputs of which is connected to the outputs of the third element of the initial installation, the outputs of the third adder are connected to the inputs of the fourth element of raising to the fourth degree, the outputs of which are connected to inform tional inputs of the third delay element, a control input of which is combined with the control inputs of the first, second, fourth and fifth delay elements, first, second, third, fourth, fifth and sixth adders, and a second input unit for generating a B-spline. 4. Устройство дифференцирования по п.1, отличающееся тем, что блок формирования локального сплайна выполнен содержащим первый, второй, третий, четвертый и пятый умножители, первый, второй, третий и четвертый элементы задержки, сумматор и регистр, причем вторые группы входов первого, второго, третьего, четвертого и пятого умножителей объединены и соединены с первой группой входов блока формирования локального сплайна, первые группы входов пятого, четвертого, третьего, второго и первого умножителей соответственно соединены с шестой, пятой, четвертой, третьей и второй группами входов блока формирования локального сплайна, а выходы первого умножителя соединены с первой группой информационных входов сумматора, вторая группа информационных входов которого соединена с выходами первого элемента задержки, информационные входы которого соединены с выходами второго умножителя, выходы третьего умножителя соединены с информационными входами второго элемента задержки, выходы которого соединены с третьей группой информационных входов сумматора, четвертая группа информационных входов которого соединена с выходами третьего элемента задержки, информационные входы которого соединены с выходами четвертого умножителя, а выходы пятого умножителя соединены с информационными входами четвертого элемента задержки, выходы которого соединены с пятой группой информационных входов сумматора, а управляющий вход объединен со входами управления первого, второго и третьего элементов задержки, сумматора и регистра, информационные входы которого соединены с выходами сумматора, а выходы соединены с выходами блока формирования локального сплайна. 4. The differentiation device according to claim 1, characterized in that the local spline forming unit is made comprising first, second, third, fourth and fifth multipliers, first, second, third and fourth delay elements, an adder and a register, the second input groups of the first, the second, third, fourth and fifth multipliers are combined and connected to the first group of inputs of the local spline forming unit, the first groups of inputs of the fifth, fourth, third, second and first multipliers are respectively connected to the sixth, fifth, h the third, second and second groups of inputs of the local spline forming unit, and the outputs of the first multiplier are connected to the first group of information inputs of the adder, the second group of information inputs of which are connected to the outputs of the first delay element, the information inputs of which are connected to the outputs of the second multiplier, the outputs of the third multiplier are connected to information inputs of the second delay element, the outputs of which are connected to the third group of information inputs of the adder, the fourth group of information inputs the ode of which is connected to the outputs of the third delay element, the information inputs of which are connected to the outputs of the fourth multiplier, and the outputs of the fifth multiplier are connected to the information inputs of the fourth delay element, the outputs of which are connected to the fifth group of information inputs of the adder, and the control input is combined with the control inputs of the first, second and the third delay elements, the adder and the register, the information inputs of which are connected to the outputs of the adder, and the outputs are connected to the outputs of the forming unit local spline.
RU98118283A 1998-10-06 1998-10-06 Device for differentiation RU2143724C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98118283A RU2143724C1 (en) 1998-10-06 1998-10-06 Device for differentiation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98118283A RU2143724C1 (en) 1998-10-06 1998-10-06 Device for differentiation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2143724C1 true RU2143724C1 (en) 1999-12-27

Family

ID=20211047

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98118283A RU2143724C1 (en) 1998-10-06 1998-10-06 Device for differentiation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2143724C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2724188B2 (en) Digital interpolation device
EP0685127B1 (en) Calculation of a scalar product in a direct-type fir filter
JPH0661792A (en) Digital filter
CN1979411A (en) Method for realizing high-speed divider and apparatus therefor
CN101617235B (en) Method and apparatus for implementing finite impulse response filters without the use of multipliers
EP0137386B1 (en) Digital multiplying circuit
JPH08508857A (en) Method and arrangement for multiplying a binary input signal by a tap coefficient in a transposed digital FIR filter and method for designing a transposed digital filter
RU2143724C1 (en) Device for differentiation
RU2148271C1 (en) Device for differentiation
RU2143725C1 (en) Device for double differentiation
US20030065463A1 (en) Digital sample sequence conversion device
RU2148272C1 (en) Device for double differentiation
EP0246911B1 (en) Improvements in or relating to multistage electrical signal processing apparatus
SE448928B (en) SET TO IMPROVE AMPLIFYING REGULATION WITH REGARD TO A DIGITAL SIGNAL AND AMPLIFYING CONTROL CIRCUIT FOR APPLYING THE SET
EP0016604A1 (en) Apparatus for converting successive digital values to analog form
US20080225937A1 (en) Method and system of providing a high speed tomlinson-harashima precoder
CN115438790B (en) Quantum state information processing system, quantum measurement and control system and quantum computer
RU2127901C1 (en) Spline interpolator
RU2132567C1 (en) Spline interpolator
JP2001202017A5 (en)
RU2143131C1 (en) Spline interpolator
RU2116669C1 (en) Spline interpolator
RU2165099C2 (en) Spline interpolator
RU2140099C1 (en) Spline-interpolator
RU2173877C2 (en) Spline interpolator