Устройство для предварительной обработки сигналов

(54) УСТРОЙСТВО ОБРАБОТКИ СИГНА (57) Изобретени ти автоматики и ки. Цель изобре ЛЬНОЙ РЕДВА ОВ относит обласй технивычислитель и е точвыш и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ К АВТОРСКОМУ С 8 ИДЕТЕЛЬСТВУ(56) АвторскоеВ 754428, кл, С ности обработки цифровых сигналов.Устройство содержит группы 3,14,15,16 и 19 элементов И, триггер 7,сдвиговые регистры 8 - О, элемент И 11,элемент 13 задержки и комбинационные сумматоры 17 и 18. В устройствовведены аналого-цифровой преобразователь 1, триггер 2, генератор 4 импульсов, элемент И 5, счетчик 6 иэлемент 12 задержки и образованы новые функциональные связи. Это способствует выделению дополнительных характеристик для вычисления мощностишума обрабатываемого сигнала относительно его действительных значений.текущее сглаженное значение функции; Х 1 Х;- текущие исходные значения функции в трех точках, стоящих рядом,Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано в составе устройства оперативной обработки результатов измерений, сглаживания функций.Цель изобретения - повышение точности обработки путем выделения дополнительных характеристик для вычисления мощности шума обрабатываемогосигнала относительно его действительных значений.На чертеже представлена функциональная схема устройства, с помощьюкоторого производится подготовкачисловых характеристик для определения мощности шума,Устройство для предварительнойобработки сигналов содержит аналогоцифровой преобразователь 1, второйрегистр 2, третью группу 3 элемен 20тов И, генератор 4 импульсов, второйэлемент И 5, счетчик 6, первый триггер 7, последовательно соединенныесдвиговые регистры 8 - 10 первый элемент И 11, второй 12 и первый 13элементы задержки, вторую 14, четвертую 15 и пятую 16 группы элементов И, первый 17 и второй 18 комбинационные сумматоры, первую группу19 элементов И, первый 20, второй3021 и третий 22 входы, группу 23 входов и группу 24 выходов. При этомвыход аналого-цифрового преобразователя через третью группу 3 элементов И подключен к цепочке регистров8 - 10, выходы которых соответственно через вторую 14 четвертую 15 ипятую 16 группы элементов И подключены к входам первого 1/ и второго18 комбинационных сумматоров, выходы которых через первую группу 19элементов И подключены к выходамустройства.Обработка сигналов в устройствепроизводится следующим образом,В устройстве осуществляется сглаживание путем усреднения трех значений функции согласно выражению . Характеристики статистическогопроцесса обработки для вычислениямощности шума определяются по рядуизвестных соотношений, Модифицируяформулу (1), получают выражениеУ, = 1/2 Х; + 1/4(Х, + Х),которое является основанием для определения коэффициента сглаживанияК = 0,375.Мощность шума обрабатываемого сигнала определяется по формулеб=б+Я (2)гг,це б - мощность шума после сгла 1г,живания, б = К 6Б - сумма квадратов невязок,г Ь= ---- ; ( - Х ) и - количество отсчетов сигнала, подлежащих обработке, откуда окончательное выражение имеет видгБб = (3)1. - КТаким образом, с помощью предлагаемого устройства обеспечиваетсяг возможность получения значений Я и К для вычисления мощности шума обрабатываемого сигнала с большей точностью по сравнению с известнымиспособами.Устройство работает следующим образом,Осчеты обрабатываемого сигнала,поступающие на вход 20 блока 1, преобразуются в цифровой двоичный код(двоичное слово).При подаче на второй вход 21 устройства запускающегоимпульса с помощью триггера 2 происходит выработка управляющего импульса, поступающего на вход элементаИ 5.и Б-вход первого триггера 7, чтопозволяет в эти моменты времени вырабатывать импульсы, поступающие навходы третьей группы 3 элементов И,управляющие входы регистров 8 - 10,первый элемент И 11 и управляющийвход счетчика 6, работающего в вычитающем режиме. Как только начнетработать блок 1, первый импульс сего выхода поступает на вторые входыгруппы 3 элемента И и разрешает считывание двоичного слова в регистр 8,При передаче цепь сдвигает код слована два разряда вправо, т,е, осуществляется деление на число 4. Второй131 0749 4 цифровых сигналов (например, результатов измерений). Ф о р м у л а изобретения 5 Ю 5 20 25 30 35 40 45 50 55 Построение цифрового устройства для оценки мощности шума б зашумленных сигналов таким образом, что эти значения определяются относительно их действительных значений, позволяет повысить точность обработки и третий импульсы блока 1 разрешаютсчитывание в регистры 8-10 двоичныхслов в виде слагаемых выражения(1): Х,/2, Х;,/4, Х;ц /4. Генератор4 импульсов, второй элемент И 5 исчетчик 6 предназначены для учетаколичества обработанных отсчетов.Заданное количество отсчетов, подлежащих обработке, устанавливается через группу 23 входов устройства ввычитающем счетчике 6, Содержимоерегистров 8 - 10 поступает черезгруппы 14 - 16 элементов И на входыкомбинационных сумматоров 17 и 18,Группы 14 - 16 элементов И находятсяв открытом состоянии с момента появления импульса на выходе элемента5 через время, необходимое для осуществления перезаписи двоичных словв регистрах 8 - 10, что достигаетсяс помощью элемента 12 задержки. Всумматорах 17 и 18 формируется сумма, характеризующая сглаженное значение Функции У. Элемент 13 задерж 1ки срабатывает от импульсов первогоэлемента И 11 и через время, необходимое для формирования суммы в комбинационных сумматорах 17 и 8, вырабатывает импульс, который поступает на группу 19 элементов И и переписывает через группу 24: выходовсглаженное значение функции У ввычислительное устройство, в котором производится вычисление характеристик процесса обработки Б и оценка мощности шума б относительно ет одействительных значений. Вход 22 устройства служит для останова процесса цифровой обработки поступающихимпульсов,Устройство позволяет формировать параметры числовых характеристик процесса цифровой обработки поступающих сигналов уже в регистрах 8 1 О путем одновременного сдвига кодов всех трех слагаемых, при этом период следования импульсов с выхода элемента И 5 должен быть не меньше времени выполнения операций сдвига в регистрах 8-10 и времени формирования суммы Т Устройство для предварительной обработки сигналов, содержащее элементы И первой группы, выходы которых являются выходами первой группы, первые входы соединены с выходом первого элемента задержки, а вторые с выходами первого комбинационного сумматора, входы первой группы которого соединены с выходами элементов И второй группы, первые входы которых соединены с выходами первого регистра, входы первой группы которого соединены с выходами второго регистра, входы первоЙ группы которого соединены с выходами элементов И третьей группы, входы второй группы первого комбинационного сумматора связаны с выходами второго комбинационного сумматора, входы первой группы которого соединены с выходами элементов И четвертой группы,первые входы которых связаны с выходами третьего регистра, входы первой группы которого соединены с выходами первого регистра, входы второй группывторого комбинационного сумматора связаны с выходами элементов И пятой группы, первые входы которых соединены с выходами второго регистра, первый элемент И, первый вход которого соединен с единичным выходом первого триггера, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности обработки, в неГо введены аналого-цифровой преобразователь, генератор импульсов, счетчик, второй триггер, второй элемент И, второй элемент задержки, причем вход аналого-цифрового преобразователя является первым входом устройства, а выходы соединены с первыми входами элементов И третьей группы, вторые входы которых связаны с выходом второго элемента И, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а второй - с единичным выходом второго триггера, единичный вход которого является вторым входом, а нулевой - третьим входом устройства, единичный вход первого триггера соединен с единичным выходом второго триггера, нулевой вход - с выходом счетчика, вход которого связан с выходом второго элемента И, а входы первой группы5 1310749 бявлщотся входами первой группы уст- групп связаны с выходом второго элеройства, второй вход первого элемен- мента задержки, вход которого соедита И соединен с выходом второго эле- нен с выходом второго элемента И, мента И, а выход - с входом первого , первые входы первого, второго и элемента задержки, вторые входы эле третьего регистров соединены с выментов И второй, четвертой и пятой хоом второго элемента И.Составитель Н,Михалев Редактор А.Огар Техред А.Кравчук Корректор М.ПожоЗаказ 887/42 Тираж 731 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул,Проектная, 4