Дифференцирующе-сглаживающее устройство

Союз СоветскннСоцкеяистнческннРеспублнк КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ коек а олинlЕ 15/32 20,03.74 Заявлен 21) 2007207/18. с присоединен заявк кем 23) Приорит Опублик СССР ю даим нзобретеннй н епрьпнй(72) Авторы изобретения Г. Н, Воробьев, В. В. Сгозеи Е. С. Потапов М. Сми Р Московское ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знам высшее техническое училище им, Н. Э. Баумана1) Заявитель УЮЩЕ - СГЛАЖИВАЮШЕЕ УСТРОЙСТВО 4) ДИФФЕРЕ бл о Однако устройство ствие из за необходи образования кода во каждого отсчета вхо и низкую гочность в тем, что дифференци сглаживания случайн имеет низкое быстродей. мости двухкратного превременной интервал (для дной последовательности) гчислений, обусловленную рование осуществляется беэ к ошибок. арактериэуется бна вычисление й производной и и постоянного з Однако это устройство шими временными затратами глаженного значения перв ребует для своей реалиэациИзобретение относится к о асти цифровой вычислительной техники и автоматического уп. равл ения.Известно устройство для дифференцирова.ния, содержащее генератор опорной частоты, пять счетчиков, делитель, счетчик результата, триггер; четыре группы схем запрета (элемен.ты .И) и одну схему запрета (элемент И), Уст. ройство предназначено для вычисления произ.водной обратной величины от входногокода,. 10 Путем добавления одного дополнительного счетчика результата и повторения цикла преобразования устройство может бьггь использо.вано для дифференцирования входного сигна-1 ла 11. Известно цифровое сглаживающее устройство, содержащее два накапливающих сумматора на 2 разрядов каждый 21.Однако это устройство имеет ограниченные функциональные возможности.Наиболее близким по технической сущности к предложенному является дифференцирующесглаживающее устройство, содержащее опера. тивный запоминающий блок, сдвиговый регистр и сумматор накапливающего типа, причем ин- формационный вход устройства, подсоединен к входу оперативного запоминающего блока. Первый управляющий вход устройства подсоединен к управляющей входу сумматора накапливающего типа, информационный вход которог соединен с выходом сдвигового регистра, а выход - с выходом устройства. Второй управляющий вход устройства подсоединен к управляющему входу сдвигового регистра 31.3 714404поминающего блока для хранения значений им.пульсной переходной функции.ФЦель изобретения - повышение быстродействия и упрощение устройства.Это достигается тем, что в состав устройст.ва введен блок вычисления спектральных коэф. фициентов Фурье - Радемахера, причем информационный вход блока вычисления, спектральных коэффициентов Фурье - Радемахера подсоединен к выходу оперативного запоминающего блока, 1 ОУправляющие и синхрониэирующий входы блока вычисления спектральных коэффициентов Фурье-Радемахера подсоединены к соответствую. щим входам устройства, а выход блока вычисле ния спектральных коэффициентов Фурье - Раде. 15 махера подсоединен к информационному входу сдвигового регистра. Это достигается также тем, что блок вычисления спектральных коэффициентов Фурье - Радемахера состоит из сумматора, вычитателя, двух элементов И, коммутатора и 2 О (генератора функций Радемахера, причем информационный, первый управляющий, второй управ. ляющий и синхронизирующий входыблока подсоединены к соответственно информационному входу сумматора - вычйтателя и первым входам 25двух элементов И, коммутатора и генератора функций Радемахера, Выход блбка подсоединен к выходу сумматора - вычитателя, входы сложения и вычитания которого подсоединены к вы ходам первого и второго элементов И, вторые ЗО входы которых подсоединены соответственно к прямому и инверсному выходам коммутатора, второй вход которого подсоединен к выходу генератора функций Радемахера.На фиг. 1 представлена структупйая схема дифференцирующего - сглаживающего устройства;на фиг. 2 - структурная схема блока вычисления спектральных коэффициентов Фурье - Радемахера.Дифференцирующе-сглаживающее устройся О во (ДСУ) содержит оперативный запоминающий блок,3 на й а разрядных чисел, предназначенный для хранения й-мерной выборки вход ного сигнала с аддитивной некоррелированнойслучайной помехой, блок 2 вычисления спектральных коэффициентов Фурье-Радемахера,сдвиговый регистр 3 с шиной сдвига, сумматор4 накапливающего типа, вход 5 устройства, шину 6 сдвига и управляющие входы 7-9.Блок вычисления спектральных коэффициен- ятов Фурье - Радемахера (фиг. 2) включает всебя сумматор - вычитатель 10 накапливающеготипа, генератор 11 функций Радемахера, элемейты И 12 и 13, коммутатор 14 на и входов и два выхода, шину 15 сложения и шину 16 55 читания,В основу работы дифференцирутоще - сглажи вающего устройства положена реализация урав" иейия"Спектральной свертки с точностью до постоянного множителя определяющего сглаженное значение первой производной входного сигналаттХ - Е С (7)2,Огде 1 - текущее дискретное время (1 =О, 1,2),- спектральный коэффициент Фурье - Радемахера с номером,б (,О =4,2 тт)и-яПриэтом д = Е ХЦ)В )1=Огде х 7- входной несглаженный сигнал;г - дйскретное время ( =О, 1 , й - 1);В О (1) - ,0-ая функция Радемахера, принимаю.щая значение либо (+1), либо ( - 1).Дифференцирующе-сглаживающее устройствоработает следующим образом.На вход 9 ДСУ иэ блока управления (блокуправления БУ на чертежах не показан) поступает последовательность импульсов, соответствую.щая дискретному времени , а на вход 8 -номер,.р генерируемой дискретной функции Радемахера. В блоке 2 вычисленияспектральныхкоэффициентов Фурье - Радемахера производится вычисление,О- го спектрального коэффици-.еента Со, причем значения входного сигналах(1 - ) поступают из оперативного запоминающе- .го блока 1 на первый вход сумматора - вычитателя 10. Нужный закон суммирования задается путем подключения управляющего сигналас входа 7 устройства к шинам сложения 16или вычитания 15 сумматора - вычитателя 10 спомощью элементов И 12 и 13, на вторые входы которых из коммутатора 14 подается значение,гт-ого разряда генератора 11 функцийРадемахера. При этом значение (+1) функцииРадемахера соответствует эапрещатощему сигналу для элементов И, а значение ( - 1) функцииРадемахера - разрешающему сигналу, На сдвиговом регистре 3 выполняется сдвиг снектраль-,иых коэффициентов Фурье - Радемахера, а насумматоре 4 - накопление их сдвинутых значений в соответствии с первой формулой. Про.цесс расчета начинается с и-ого коэффициента.По достижении,О величины равной 1 (послеи шагов) на сумматоре 4 формируется двоич иныи эквивалент сглаженного значения скорости входного сигнала.На. всех посЛедующих моментах дискретноготекущего времени работа устройства аналогична,Формула изобретения1. Дифференцирующе - сглаживающее устройст.во, содержащее оперативный запоминающийблок, сдвиговый регистр и сумматор накапли714404 Фиг. 1 Составитель Е. ПотапРедактор А, Виноградов Техред Н.Ковалева ректор И;М Подписное 90/47 Тираж 751БНИИПИ Государственного комитета Спо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д аказ/ 5вающего типа, причем информационный вход устройства подсоединен к входу оперативного запоминающего блока, первый управляющий вход устройства подсоединен к управляющему входу сумматора накапливающего типа, инфор. мационный вход которого соединен с выходом сдвигового регистра, а выход - . с выходом устройства, второй управляющий вход уст. ройства подсоединен к управляющему входу сдвигового регистра, отличающееся тем, 10 что, с целью. повышения быстродействия и уп. рощения устройства, в его состав введен блок вычисления спектральных коэффициентов ФурьеРадемахера, причем информационный вход бло. ка вычисления спектральных коэффициентов Фурье - Радемахера подсоединен к выходу опера 1 тивного запоминающего блока, управляющие и синхронизирующий входы блока вычислейия спектральных коэффициентов Фурье - Радемахера подсоединены к соответствующим входам уСт. 20 ройства, а выход блока вычисления .спектраць. ных коэффициентов Фурье - Радемахера подсоединен к ийформационному входу сдвйгового регистра.2. Дифференцирующе - сглаживающее устрой.,ство но п, 1, отличающееся тем, что 6блок вычисления спектральных коэффициентовФурье - Радемахера состоит из сумматора - вычитателя, двух элементов И., коммутатора и гене.ратора функций Радемахера, причем информационный, первый управляющий, второй управляю.щий и синхронизирующий входы блока подсоединены соответственно к информационномувходу сумматора - вычитателя и первым входамдвух элементов И, коммутатора и генераторафункций Радемахера, выход блока подсоединенк выходу сумматора - вычитателя, входы сложения и вычитания которого подсоединены квыходам первого и второго элементов И, вто.рые входы которых подсоединены соответственно к прямому и инверсному выходам коммутатора, второй вход которого подсоединен квыходу генератора функции Радемахера.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР й 355618,кл. 6 06 Г 7/38, 16,03.71,2, Авторское свидетельство СССР Ко 377785,кл, 6 06 Р 15/32, 05,08,70.3, Коршунов Ю. М., Бобиков А. И.Цифро.вые сглаживающие и преобразующие системы .Энергия, М., 1969, стр, 86 - 99 (прототип).