SU686034A1 - Многоканальное цифровое сглаживающее устройство - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области вычислительной техники и может быть использовано в измерительной технике в качестве цифрового рекурсивного фильтра низких частот, а также дл  сглаживани  и центЕврО вани  случайных процессов.

Известно цифровое сглгикиваювдее устройство, содержащее нгжаплнваюащй суьпч&тор и регистр, реализуюцие цифровой алгоритм оператора экспоненциального сглаживани  с помс цью операции, эквивалентной утечкев аналоговых интеграторах Ц. Однако такое устройство имеет довольно низкую эффективность сглаживани .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  многоканальное цифровое сглаживающее устройство , содержащее формирователь тактов, выполненный в виде группы последовательно соединенных элементов задержки, а в каждом канале элемент задержки и параллельный накапливающий сумматор, имеющий в каждом разр де узел сдвига вправо причем вход первого и выход последнего элементов задержки формирювател  тактов  вл ютс  соответствен но входом и выходом устройства, группа разр дных входов параллельного накапливак цего сумматора первого кангша  вл етс  группой входов устройства, а перва  и втора  группы разр дных выходов параллельного накапливающего сумматора последнего канала  вл ютс  соответ0 ственно первой и второй группами выходов устройства (2).

Недостатками этого устройства  вл ютс  сложность кс 1мутации узлов, незначительное бькгтродействие, невысока  эффективность.

Цель изобретени  - упрощение устройства, повышение быстродействи  и эффективности сглаживани .

Поставленна  цель достигаетс 

О тем, что перва  и втора  группы разр дных входов параллельного накапливающего сумматора канала соединены соответственно с первой и второй группами разр дных выходов

Claims (2)

1. 5 параллельного накапливающего сумматора предьщущего канала, вход каждого элемента задержки формировател  тактов соединен с первым тактовым входом параллельного накапливающего сумматора соответству0 ющего канала и через элемент задерж ки этого канала - -со вторым тактовым входом параллельного накаплйвающего сумматора этого же канала. На фиг. 1 представлена структур на  схема предлахаемого устройства; на фиг. 2 - графики дискретной весо вой функции устройства; на фиг. 3 временные диаграммы исходного и сгла женного прцессов. Многоканальное цифровое сглаживающее устройство содержит формирователь тактов 1 с элементами задержки каналы 3, каждый из которых содержит параллельный накапливающий сумматор 4 и элемент задержки 5. Устройство содержит также вход 6, группу вхо-. дов 7, первук 8 и вторую 9 группы вькодов, выход 10. Нумераци  каналов снизу вверх. Перва  группа выходов - дл  целой части выходной дискреты сглаженного процесса, втора  группа - дл  дробной части. На фиг. 2 прин ты следующие обоз начени : -hfyji - дискретна  весова  функци , т число каналов. На фиг. 3 прин ты следующие обоз начени ; )- входна  функци  ис ходного процесса, Ym (Т) - выходна  функци  сглаженного процесса. Устройство работает следующим об разом. Работа устройства основана на ди ретном алгоритме оператора зкспоненциапьного сглаживани , описываемом следунщим соотношением в мат ричной форме. Ytni fJ bmrXt-l ) где входна  текуща  дискрета исходного процесса, причем у о . л t-imaKt С- Yme - выходна  текуща  дискрета сглаженного процесса, bmi дискретна  весова  функци устройства, tM - число каналов, гп 1,/ч . Дл  гп 1 дискретна  весова  функци  hu i(--K)а дл  , М дискретна  весова  функци  1;| , . Ji-tm.) (Я,,, (3) где j - номер канала - 1,т, ck- параметр сглаживани , сА с На фиг. 2 представлены графики весовых коэффициентов устройства. ассчитанных по формулам (2) и (3) л  -rri: 1-6 и 10 . Определение выходной текущей дискеты сглаженного процесса в устройсте производитс  за цикл, состо щий з трех тактов. В первом такте тактирующий сигал , поступающий на первый тактоый вход сумматора 4 канала 3 с форировател  тактов 1, производит слоение входной дискреты с содержимым умматора 4 этого канала. Во втором такте тактируюнщй сигал , задержанный элементом задержки 5 на врем , равное или больше времени сложени  и окончани  переходных процессов, поступает на второй тактовый вход сумматора 4 сдвигает полученную во первом такте сумму вправо Hat один разр д, т.е. производит операцию усреднени . В третьем такте этот же тактирующий сигнал, задержанный элементом задержки 2 формировател  тактов 1 на врем , равное времени вьтолнени  операций в первых двух тактах, поступает на первый тактовьгй вход сумматора 4 следующего канала 3 и производит операцию аналогичную операции в первом такте, с той лишь разницей, что входной текущей дискретой дл  этого канала служит выходна  дискрета предыдущего канала. На этом цикл работы устройства Заканчиваетс  и с приходом очередного тактирующего сигнала иа вход 6 формировател  тактов 1 начинаетс  следующий цикл. Таким образом, один цикл, осуществл емый одновременно во всех каналах устройства, состоит из двух операций сложени  и одной операции сдвига вправо на один разр д, что на одну операцию сложени  меныле по сравнению с известным устройством . Вьадача результатов с последнего канала 3 может производитьс  тактирующим сигнале с выхода 10 формировател  тактов 1 или внешним сигналом . В последнем случае первый сигнал можно использовать как сигнал готовности дл  съема информации с устройства (например в ЭВМ). Дл  повышени  точности вычислени  необходимо увеличить разр дность сумматора 4 в сторону младших дополнительных разр дов. Последовательное поразр дное соединение накапливающих сумматоров каналов в сочетании с приведенной коммутацией входов каждого с соответствующими выходами формирювател  тактов позвол ет резко повысить эффективность сглаживани , существенно упростить схему и повысить быстродействие устройства на один такт по сравнению с HSBecTHHNt уст ройством. Как видно из фиг. 2 увеличение количества каналов в устройстве дет к повыиению эффективности сгл живани , т. е. к запоминанию бол iuoro количества прошлых значений текущих дискрет исходного процесса с соответствующими весами, причем это увеличение не сопровождаетс  снижением быстродействи  устройств На фиг. 3 представлены временны диаграм / ы дл  случа  оборотов ( m СИЛОВОЙ установки, полученные при моделировании работы п тиканально го цифрового сглаживающего устройс ТВ а. Формула изобретени  Многоканальное цифровое сглаживакедее устройство, содержащее формирователь тактов, выполненный в виде группы последовательно соединен ь5х элементов задержки; а в каждом канале - элемент задержки и параллельный накапливающий сумматор, имеюгций в каждом разр де узел сдвига вправо, причем вход первого и выход последнего элементов задержки формировател  тактов  вл ютс  соответственно входом и выходом уст ройства, группа разр дных входов па 46 раллельного накапливающего сумматора первого канала  вл етс  группой входов устройства, а перва  и втора  группы разр дных выходов параллельного накапливающего сумматора последнего канала  вл ютс  соответственно первой и второй группами выходов устройства, отличаюЧ е е с  . тем, что, с целью упрощени  устройства, повышени  быстродействи  и эффективности сглаживани , перва  и втора  группы разр дных входов параллельного накапливающего сумматора канала соединены соответственно с первой и второй группами разр дных выходов параллельного накапливающего сулвиатора предыдущего канала, вход каждого элемента задержки формировател  тактов соединен с первым тактовым входом параллельного накапливающего сумматора соответствующего ; анала и через элемент задержки этого канала со вторым тaктoвы входом параллельного накапливак цего суматора этого же. канала. Источники информации, рин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 356644, кл. G 06 Р 7/38, 1969.
2. 2.Авторское свидетельство СССР 377785, кл. G 06 F 15/32, 1970.

   W

   Фие.1

   ie - -X- )-

   , 3 4 5 6 7 f

   V5i

   Лг -j Л. Л

   .

   / Mvi:::

   V- - V

   rVX/hr /Vм vЛvn

   ПЛ/ АК. 4Ajftiy4-iJ x,,

   f° « /J «TffTTTT

   9%«г

   ЯГ

   7

   re if 5 i5r