Цифровое дифференцирующее устройство

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциапистическинРеспублик(23 Приоритет 3 Ьерарственай кфмнтет СССР в диам нзевретеннй и фтермтнй(53) УДК 681.325 ,5 (088.8) Дата опубликования описания 01,09,82(71) Заявитель ЦИФРОВОЕ ДИФФЕРЕНЦИРУЮШЕЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в качестве устройства пред варительной обработки информации специализированных ЦВИ, работающих с датчиками в реальном масштабе времени.Известно устройство, содержащее ге-. нератор импульсов, счетчик, дешифратор, триггер, регистр знака, регистр и формирователь импульсов Я .Недостатки данного устройства - низкие функциональные способности, не позволяющие дифференцировать входной сигнал, представленный в число-импульсной . форме.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является уст. ройство, содержащее реверсивный счетчик, регистр, преобразователь код - аналог, генератор, триггер, формирователь 2 и линию задержки. Данное устройство позволяет определять производную (первую разность) частотно-импульсного входного сигнала 21. В известном устройстве производнаявычисляется только по двум значениямвходной величины, что делает ее в значительной степени зависимой от ошибокотдельных измерений.5Цель изобретения - повышение достоверности результата дифференцированияпутем получения усредненного значенияпроизводной входного сигнала.Поставленная цель достигается тем,что в устройстве, содержащем регистр,информационный вход которого соедкненс выходом реверсивного счетчика и блокуправления, содержащий формировательимпульсов и элемент задержки, выходкоторого подключен к установочному входу реверсивного счетчика, а вход элемен.та задержки соединен с управляющимвходом регистра выход регистра являо ется информационным выходом устройства, блок управления дополнительно содержит два элемента И, два элементаИЛИ и пятиразрядный регистр сдвига,причем стробируюший вход устройства3 98подключен к управляющему входу регистра сдвига, выход переноса которогосоединен с входом элемента задержки,вход формирователя импульсов подключенк информационному входу устройствавыход формирователя подключен к первымвходам первого и пятого разрядов регистра сдвига, второй вход второго элемента И подключен к выходам второго ичетвертого разрядов регистра сдвига,выход первого элемента И подключен квходу ( О -1)-го разряда реверсивногосчетчика, выход второго элемента И подключен к входу П,-го разряда реверсивного счетчика, входы первого элементаИЛИ соединены с выходами четвертогои пятого разрядов регистра сдвига, входы второго элемента ИЛИ соединены свыходами первого и второго разрядоврегистра сдвига, выходы первого и второго элементов ИЛИ подключены к вычитающему и суммирующему входам реверсивного счетчика соответственно.В основу предлагаемого устройстваположены следующие математические эависимости. При аппроксимации функциилинейной функцией ц)б) = с 1 о 1- ОБкоэффициенты С 1 о и амогУт быть найдены из условия минимума среднеквадратической ошибки.Формула для определения.О имеетЬ)с+ 5)Р 5)5 -С (1)О- РЬ)5 ф"Сгде РЯ - функция вероятности (васа).В случае, когда в аппроксимацииучаствуют 5 точек, выражение (1) примет вид при Рь) - =сопМС Кт х+Кт) - ,Кв 10 = я) - ), - "Г 1 цх 1 т)н-т)чих т 12(хт 11,10 ТНа чертеже представлена функциональная схема устройства.Устройство содержит регистр 1, реверсивный счетчик 2, блок 3 управления,который содержит формирователь 4 импульсов, элемент 5 задержки, элементыИ 6 и 7, элементы ИЛИ 8 и 9 и регистр 10 сдвига.Предлагаемое устройство работаетследующим образом,При необходимости простого счетапсла входных импульсов в четвертый8082 4 разряд сдвигового регистра 10 устанавливается единица, а вход управлениясдвигом отключается, Счетчик обнулен.Входные импульсы через формирователь4 и элемент И 7 поступают на входсчетчика. Опрос его содержимого осуществляется по команде от ЭВМ,В режиме дифференцирования в начальный момент счетчик и регистры1 О сброшены. После прихода первого импульса по стробирующему входу в младший5-й разряд сдвигового регистра 10 устанавливается единица. При этом устанавливается вычитательный режим работы15 счетчика и открывается элемент И 6,,Следующие импульсы, приходящие на информационный вход устройства, оудутвычитать единицы из счетчика 2 начиная со второго разряда, т.е. с коэффициентом 2. Второй стробирующий импульс сдвигает содержимое регистрасдвига 10 и включает элемент И 7 вместо И 6. Счет продолжается, но с коэф 25 формула изобретенияЦифровое дифференцирующее устройство, содержащее регистр, информационный вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, и блок управления, содержащий формирователь импульсов и элемент задержки, выход которого подключен к установочному входу реверсивного счетчика, а вход элемента задержки соединен с управляющим входом регистра, выход регистра является информационным выходом устройства, о т л и ч а ю щ е в с я ЭО 35 40 45 фициентом 1. Между третьим и четвертым стробирующими импульсами согласно алгоритму счет выполняться не будет.По приходу четвертого строба счетчик переходит в режим сложения и открывается эламвнт И 7; после пятого строба его заменяет элеМент ИЛИ 8. Шестой стробирующий импульс в очередной раз ".двигает регистр 10, и сигнал его передоса разрешает перепись содержимого счетчика 2 в регистр 1, после элемен та 5 сбрасывает содержимое счетчика, выдает сигнал в ЭВМ о готовности результата и, наконец, выполняет все действия первого строба.Процесс повторяется.Таким образом, предлагаемое цифровое дифференцирующее устройство обеспечивает повышение достоверности результата дифференцирования путем получения усредненного значения производной входного сигнала.38/53 Тираж 7 дпис ка лиал ППП Патент, г; Ужжгород, ул. Пр 5 955052 6тем, что, с целью повышения достовер- та И подключен к входу ( й)-го разности результата дифференцирования, блок ряда реверсивного счетчика, выход втэуправления дополнительно содержит два рого элемента И подключен к входу И -ь элемента И, два элемента ИДИ и пяти разряда реверсивного счетчика, входы перразрядный регистр сдвига, причем стро-вого элемента ИЛИ соединены с выходабирующий вход устройства подключен к ми четвертого и пятого разрядов регисуправляющему входу регистра сдвига, тра сдвига, входы второго элемента ИЛИ выход переноса которого соединен с вхо- соединены с выходами первого и второго дом элемента задержки, вход формирова- разрядов регистра сдвига, выходы первого теля импульсов подключен к информаци ф и второго элементов ИЛИ подключены конному входу устройства, выход формиро- вычитающему и суммирующему вХодам вателя подключен к первым входам пер- реверсивного счетчика соответственно. вого и второго элементов И, второй вход Источники информации,первого элемента И подключен к выходам принятые во внимание при экспертизе первого и пятого разрядов регистра сдви-з 1. Авторское свидетельство СССР га, второй вход второго элемента И подклю- М 696486, кл. Я 06 Я 7/18, 1977. чен к выходам второго и четвертого разря-2. Авторское свидетельство СССР дов регистра сдвига,выхокпервогоэлемен- И 711586, кл. 6 06 6 7/18, 1977.