SU858002A1 - Устройство дл вычислени текущей оценки среднего значени - Google Patents

Description

1. Изобретение относитс  к области автоматики, и вычислительной техники и может быть использовано дл  аппаратурного анализа случайных процессов в системах сбора и обработки информации , Известно устройство дл  вычислени  текущей оценки среднего значени  содержащее аналого-цифровой преобразователь , арифметический блок,регистр реверсивньзй и двоичный счетчики, запо минающий блок и блок управлени  ll. Недостатками данного устройства  вл ютс  большие аппаратурные затраты и сложность процесса вычислени  средней величины. Наиболее близким по технической сущности  вл етс  устройство, содержащее компаратор, первый и второй вы ходы которого подключены соответственно к первым входам первого и второго элементов И, выходы которых сое . динены соответственно с первым и вто рым входами реверсивного счетчика,вы ходы которого подключены к входам преобразовател  код-напр жение,выход преобразовател  код-напр жение соеди нен с первым входом компаратора,второй вход которого  вл етс  входом устройства, блок управлени  и генератор тактовой частоты С2}.. Недостаток этого устройства - низкое быстродействие при определении среднего значени , что ограничивает область его применени , например, при измерении среднего значени  быстропротекающих процессов, т.е. устройство не отвечает современным требовани м анализа случайных процессов. Цель изобретени  - повышение быстродействи  устройства. С этой целью в устройство дл  вычислени  текущей оценки среднего значени  введены .трютий и четвертый элементы И и дополнительный реверсивный счетчик, при этом выход генератора тактовых импульсов подк.пючен к первому входу блока управлени , второй вход которого соединен с третьим выходом компаратора, первый и второй входы которого подк.лючены соответственно к первым входс1м третьего и четвертого элементов И, вторые входы которых объединены и соединены с выходом блока управлени , выходы третьего и четвертого элементов И подк.лючены соответственно к первым .и вторвлм входам дополнительного реверсивного счетчика, выход которого  вл етс  выХодом устройства, вторые входы первого и второго элементов И объединены и соединены с выходом генератора тактовых импульсов.

Кроме того, блок управлени  содержит перэый и второй счетчики,дешифратор , п элементов И, элемент ИЛИ при этом вьисрды первого счетчика подключены к соответствующим вxoдavl де шифратора, выходы которого соединены соответственно с первыми входами элементов И, выходы которых подключены к соответствукадим входам элемента ИЛИ, выход которого  вл етс  выходом блока управлени , вход второго счетчика объединен с вторым входом п-го элемента И и  вл етс  первщд входом блока управлени , выходы второго счетчика подключены соответственно к вторым входам (n-l) элементов И, вход первого счетчика  вл етс  вторьм входом блока управлени .

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит первый 1,второй 2, третий 3 и четвертый 4 элементы И, реверсивный счетчик 5, преобразователь 6 код-напр жение, компаратор 7, блок 8 управлени , дополнительный реверсивный счетчик 9, генератор 10 тактовой частоты. Блок 8 управлени  сортоит из дешифратора 11 элементов И 12, первого счетчика 13, второго счетчика 14, элемента ИЛИ 15

Устройство работает следующим образом .

Алгоритм, согласно которому вычисл етс  оценка среднего искомой величины , определ етс  по следующему рекурентному соотношению

Х---X.P.51ghCX,-X.,),{-()

где Р. - весовые коэффициенты,значе ни  которых выбираютс  из услови  минимального смещени  вычисл емого среднего от истинного значени  математического ожидани . Дл  случайного процесса с известньм законом изменени  можно подобрать весовые коэффициенты Е{ , которые в наибольшей степени удовлетвор ют условию наилучшего приближени  вычисл емой оценки к математическому ожидаишо. Путем моделировани  на ЦВМ были получены значени  Р дл  р да наиболее часто вращающихс  законов изменени  случайных процессов. Вычисление текущей оценки среднего значени  Х с использованием рассчитанных весовьос коэффициентов Р позвол ет увеличить скорость и эффективность (т.€. минш4альное смещение оценки среднего значени  от истинного) вычислени  .

Переход  от рекурентного соотношени  (1) к непрерьюной сумме членов

р да, алгоритм можно представить в виде

X; -- SP.SigttlX -X,.-) (О

l-l

Устройство реализующее данный J алгоритм, работает следующим образом. Исходно-реверсивный счетчик 5,дополнительный реверсивный счетчик 9 и счетчик 13 блока 8 управлени  наход тс  в нулевом состо нии. Сигнал

Q и на выходе преобразовател  б коднапр жение равен нулю, в момент по влени  сигнала U{t) на втором входе компаратора 7 выполн етс  условие 0(, и на первом и третьем выходах компаратора 7 формируютс  сигналы. Сигнал с первого выхода открывает элементы И 1 и 3. Сигнал, формируемый на третьем выходе компаратора, поступает не. счетный вход счетчика 13 блока 8 управлени . На выходах

O счетчика 13 формируетс  кодова  комбинаци , отлична  от нулевой, котора  поступает на дешифратор 11, открывающий элемент или группу элементов И 12 соответственно коду на выходе счетчика 13. На первом шаге весовой коэффициент Р 1. При этом открываетс  элемент И 12, через который импульсна  последовательность с выхода тактового генератора проходит на

вход элемента ИЛИ 15. Таким образом.

в первый такт работы устройства с генератора 10 и блока 8 управлени  через открытые элементы И 1 и И 3 на входы сложени  реверсивных счетчиков поступает импульсна  последовательность с частотой 0,5.

На выходе преобразовател  6 коднапр жение формируетс  уравновешивающий сигнал, пропорциональный коду в счетчике 5. В момент равенства сигналов U{t) и и компаратор 7 снимает разрешающий сигнал на первом выходе и закрывает, таким образом, элементы И 1 и 3.

В реверсивном счетчике 5 и дополнительном реверсивном счетчике 9 сформированы коды и N,2, равные между собой и пропорциональные исследуемому напр жению U(t).

При изменении входного сигнала

л U(t) в любую сторону, вновь срабатывает ксмпаратор 7 и, в зависимости от знака изменени  и (t), вырабатывает разрешающий сигнал либо на первом выходе , что соответствует положительному приращению U(t), либо на втором выходе, что соответствует отрицательному приращени -э U(t}. Сигнал на третьем выходе компаратора формируетс  в каждом случае и поступает на счетный вход счетчика 13, увеличива 

o его содержимое на едницу.и выбира  тем самым очередной весовой коэффициент Р .

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР 619924, кл. G 06 F 15/36, 1977.

2.Авторское свидетельство СССР 488213, кл. G 06 F 15/36, 1973 (прототип).