Устройство для определения скользящего среднего случайных процессов

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 943743(Ъеударстацпвк намтат СССР по делам зебратевнй в вткрцтнйДата опубликования описания 15,07,82 Я. Н. Николайчук, Л, А, Гнатив, Ю. Н, Турчанинов и В, И, Фролов(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОЛЫЯЩЕГО СРЕДНЕГО СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ1Изобретение относится к вычислитель-ной технике и может быть использованодля обработки случайных процессов путемих скользящего сглаживания в реальноммасштабе времени,Известно устройство дпя определенияскользящего среднего случайного процесса,содержащее входной блок, ключи, схемы ИЛИ, генератор импульсов, реверсивный счетчик, счетчик разности, счетчикделитель и триггер Ц.Недостатком данного устройства явпя-ется низкое быстродействие, обусловленное наличием реверсивного счетчика, ра- цботающего дважды на интервале одногоизмерения, Крометого, известное усъройство характеризуется спож 1;остью игромоздкостью конструкции,.Наиболее близким по техническому.решению является устройство для определения скользящего среднего случайного процесса, содержащее формирователь унитарных сигналов 21,Известные устройства характеризуются низким быстродействием вычисления скользящего среднего, что не позволяет сглаживать случайные процессы в реальном масштабе времени, Это обусловлено наличием реверсивного счетчика, работающего дважды на один цикл вычисления, что приводит к снижению быстродействия вычисления скользящего среднего. При этом быстродействие, определяемое суммарным временем переключений, производимых в счетчике над унитарными кодами текущих отсчетов на один такт вычисления скользящего сред-, него, равно 2 2где- время переКл лключения элемента с летчика; с - разрядность двоичного кода, представляющего результат измерения входных отсчетов. Кроме того, известные устройства характеризуются неоднородностью структуры, что усложняет технологию его изготовления в виде микроэлектронной схемы.3 9437Целью изобретения является повышение быстродействия и однородности структуры устройства,Поставленная цель достигается тем,что в устройство для определения скользящего среднего случайных процессоввведены однородная вычислительная среда и многоканальный преобразовательунитарных сигналов в двоичный код, выходы козърого совместно с выходами вы- очислительной среды являются выходамиустройства, а входы преобразователя поразрядно подключены к соответствующимвыходам вычислительной среды, тактовыйвход которой подключен к первому выходу формирователя унитарных сигналов,другие выходы которого поразрядно подключены к соответствующим информационным входам вычислительной среды, причем каждый (, )-й элемент (:2,3," 2 32, 3, , )( ) однородной вычислительной среды содержит полный двоичный сумматор, тактируемый К 5-триггер, б - вход которого подключен к прямому выходу триггера ( -1, 5 )-го элемента среды, С-вход соединен с первымвыходом формирователя унитарных сигналов, первый вход сумматора подключен квыходу состояния сумматора ( -1,)-гоэлемента среды, второй вход подключен кпрямому выходу триггера (, )-го элемента среды, третий вход подкшочен квыходу переноса сумматора (, -1 )-гоэлемента среды, а выход состояния сумматора подкшочен к первому входу сум4 4 35матора (14 1,)-го элемента среды,Кроме того, с цепью упрощения операции деления однородная вычислительнаясреда содержит 2 (и - 2, 3, ) Ряпдов элементов, а выходами устройстваявляются выходы элементов 2 -го рядалвычислительной среды, начиная с )с -горазряда и выходы многоканального преобразователя унитарных, сигналов в двоичный код.45Функциональная схема устройствапредставлена на чертеже.Устройство содержит формировательунитарных сигналов 1, однородную вычислительную среду 2, многоканальныйпреобразователь унитарных сигналов в50двоичный код 3, тактируемые К 5-триггера 4, полные двоичные сумматоры 5,Устройство работает следующим образом.Обработка результатов измерений путем определения скользящего среднегопроисходит за один такт работы устройства, В начале каждого такта работы на 43 фпервом выходе входного устройства формируется короткий импульс, по фронту нарастания которого происходит сдвигинформации, хранимой в вычислительнойсреде 2, т.е. двоичные состояния триггеров 4 каждого (, )-го элемента вычислительной среды 2 присванваютсяКБ-триггеру 4 соответствующего (1+ 1,)-го элемента среды. При этом в элементы 4 вычислительной среды 2 первого ряда (=1, ) заносятся результатытекущего измерения с выходов входного устройства 1, а состояние триггеров4 элементов вычислительной среды 2(2 ,)-го ряда стирается.Таким образом, после выполнения операций сдвига в вычислительной среде 2на выходах устройства 6 -6 и, являющихся выходами многоканального преобразователя унитарных сигналов в двоичный код 3 и выходами элементов последнего 2 -го ряда вычислительной среды2 (начиная с 1 -го разряда), получаемкод скользящего среднего,Число рядов вычислительной среды целесообразно выбирать равным 2", чтопозволяет упростить операцию деленияи реализовать ее путем отбрасываниявсех разрядов последнего 2 -го ряда вылчислительной среды, включая К -1 разрядеМногоканальный преобразователь унитарных сигналов в двоичный кодостроен на полных двоичных сумматорах иимеет однородную структуру, что вместес вычислительной средой, которая такжеимеет однородную структуру, повышаетоднородность структуры устройства.Устройство по сравнению с другимиизвестными устройствами, содержащимиреверсивный счетчик, позволяет на интервале времени одного такта работы входного устройства (например, выполняющего операцию измерения и аналого-цифрового преобразования сигналов) получить .гдвоичный код текущего среднего с высоким быстродействием.Формула изобретенияУстройство для определения скользящего среднего случайных процессов, содержащее формирователь унитарных сигналов, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и однородности структуры устройства, оно содержит однородную вычислительную среду и многоканальный преобразо943743 Составитепь Л Григорьян-Чтенцедактор А, Допинич Техред З.Палий Корректор Г, Огар За ог ни ап ППП "Патент", г, Ужгород, уп. Проектная,з 5113/57 Тираж 731 ВНИИПИ Государственн по делам изобрете 113035, Москва, Ж, Подписноекомитета СССРоткрытийская набд, 4/5