Устройство для определения скользящего среднего арифметического

(51)5 6 06 Р 15/3 БРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССРВ 635491, кл. 6 06 Р 15/36, 1977.Авторское свидетельство СССРМ 334485, кл. 8 06 Р 15/36, 1980,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯСКОЛЬЗЯЩЕГО СРЕДНЕГО АРИФМЕТИЧЕСКОГО(57) Изобретение относится к средствамспециализированной цифровой вычислительной техники для определения среднегоарифметического применительно к системам цифрового динамического анализа иможет использоваться при решении задачаппроксимации, сглаживания сигналов, изменения динамических и частотных характеристик выборок в акустике, локации,Изобретение относится к средствамспециализированной цифровой вычислительной техники для определения среднего арифметического применительно к системам цифрового динамического анализа и может использоваться при сглаживании цифровых сигналов в областях акустики, сейсмологии, гидролокации, медицины, биологии, связи, в системах диагностики ядерных энергетических установок.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет возможности вычисления скользящего трехточечного среднего четных и нечетных величин. связи, медицине, биологии, в системах аварийного контроля ядерной энергетики, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет Вычисления скользящего трехточечного среднего четных и нечетных величин, Она достигается путем введения в устройство четырех регистров, двух блоков усреднения, двенадцати элементов И, трех сумматоров, элемента НЕ и двух элементов ИЛИ. Наибольший эффект от использования изобретения достигается при эксплуатации его в системах цифрового динамического спектрального анализа сигналов в скользящем режиме обработки. Высокое быстродействие позволяет включать его в аппаратуру наблюдения, слежения, Б контроля, работающую в условиях реального масштаба времени, Устройство предназначено для двух ступеней сглаживания сигналов. 1 з.п, ф-лы, 4 ил. Устроиство предназначено для вычисления скользящего среднего арифметического цифровых последовательностей на базе трехточечного алгоритма усреднения с возможностью получения сглаженных цифровых последовательностей относительно четных и нечетных величин по номерам дискретных значений входного сигнала. Устройство позволяет путем сглаживания цифровых последовательностей влиять на частотные характеристики обрабатываемых сигналов, например, перед их спектральным анализом, устранять нежелательные пики в цифровых сигналах, сглаживать дребезг огибающей цифрового сигнала, 167590310 зом 20 25 1) 0 35 40 На фиг, 1 изображена функциональная схема предлагаемогс устройства; на фиг. 2 - схема блока усреднения; на фиг, 3 - блок-схема операций в блоке усреднения; на фиг. 4 - временная диаграмма работы устройства.Устройство (фиг, 1) содержит регистры 1 - 4, блоки 5 и 6 усреднения, триггеры 7 и 8, элементы И 9 - 18, элементы ИЛИ 19 и 20, стробирующий вход 21, информационный вход 22 и выходы 23 и 24.Блок усреднения (фиг, 2) содержит сумматоры 25-27, элементы И 28-33, элемент НЕ 34, элементы ИЛИ 35 и 36. входы 37 и 38 блока и выход 39 блока.Устройство работает следующим обраТекущие дискретные значения Х, где 1 - номер значения, начиная от единицы, 1 - время, поступают на входы регистров 1 и 2 и вход элемента У 15, В зависимости от стробирования регистров 1 и 2 от элементов И 12 и 11 соответственно нечетные значения Хгьт(т) могут бь:ть записаны либо в регистр 1, либо в регистр 2, а также переданы на выход 23 первой ступени сглаживания, т.е. на выход элемента ИЛИ 19,Все устройство имеет две ступени сглаживания по четнсым и,чечегным значениям и соответственно два выхода 23 и 24. Во второй ступени сглаживания обработанный первый раз сигнал подвергается повторчо му сглаживанию (фиг, 4).С помощью блока 5 усреднения организуется режим сглаживания четных значений Хг 1(т) пс соседним нечетным значениям Х 4 ьз(т) и Хл-т(т) при отсчете 1 относительно синхроимпульсов С (фиг, 4),На выход элемента ИЛИ 19 подаются либо истинные нече гные значения Хгьт(1) через элемент И 15, либо сглаженные четные значения Хг (с) через элемент И 16,Во второй ступетлк сглаживаются нечетные значения Хг+(т) по ссседним четным значениям, При этом в регистры 3 и 4 записывают величины Ха-г(т) и Ха(т) соответственно (фиг, 4), на основе которых в блоке 6 вычисляется сглаженное значение Хг+. Через элементы И 17 и 18 и ИЛИ 20 данные передаются на второй выход 24 устройства. Сущность работы второй ступени аналогична работе первой ступени,Управление устройством производится следующим образом,Синхроимпульсы С (фиг, 4) поступают на счетный вход триггера 7, который с помощью элементов И 9 и 10 разбивает их на нечетные и четные стробы,С помощью триггера 8, на счетный вход которого поступает четная последова. ельность стробов, и элементов И 13 и 14 формируются последовательности стробов с номерами 4-2 и 4 относительно синхроимпульсов, по которым производится запись в регистры 3 и 4,На элементах И 12 и 11 формируются стробы с номерами 41-3 и 4-1, по которым производится запись данных в регистры 1 и 2,По стробу с выхода элемента И 9 через элемент И 15 передаются все истинные нечетные значения с информационного входа 22. Зтот же строб открывает элемент И 18 для прохода усредненных нечетных значений. По стробу с выхода элемента И 10 открываются элементы И 16 и 17 для проходаусоедненных честных значений. Блок 5 усреднения (фиг. 2 предназначен для вычисления среднего Хг 1(т) в системе скользящего сглаживания сигналов по трехточечному алгоритму, Она работает следующим образом,По записанным в регистрах 1 и 2 данным с помощью сумматора 25 производится сравнение Хэ(1) и Хг+ф), Если Хг+т(т)у уХг-;,), то в соответствии с состоянием перваго выходаэлемента И 29, управляющего элементами И 30 и 31, через элементы И 30 и ИЛИ 35 значения Хг+1(т) поступают на вход А, а значения Хгьт(с) через элементы И 33 и ИЛИ 36 - на вход В второго сумматора 26, При Хг;+1(т)Хгьт(1) - наоборот: Хгьф) через элементы И 31 и ИЛИ 35 поступает на вход А, а Хг+тй) через элементы И 32 и ИЛИ 36 - на вход В сумматора 26,С помощью элемента И 28 определяется признак суммирования Е: если Хгьт(1) и Хгнт(т) имеют разные знаки - признак сложения, иначе - признак вычитания, который подается на функциональные входы сумматора 26, Посредством этих операций определяется Хмака(т) и Хмн(т),В конечном счете в сумматоре 26 вычисляется число, С 1 =аЬзЯХмакс(т) - ХминЩ/2) (знак не учитывается), которое затем в сумматоре 27 вычитается из Хмакс(т) На выходе 39 сумматора 27 формируется среднееарифметическое Хср(т) =Хмакс(т) О, т,е Хг(с)= = Хгю(т) - т Блок 6 работает и стробируется аналогично блоку 5.На фиг, 3 представлена блок-схема выполнения операций при работе блока усреднения. На фиг, 4 слева номерами обозначены блоки на фиг, 1,При необходимости устройство может быть расширено за счет подключения аналогичных секций сглаживания со схемами усреднения, Внешний процессор по мере необходимости может считывать данные слюбого из выходов 23 или 24. При выполнении устройства на быстродействующих элементах возможно проводить вычисления с интервалом времени между данными до 5 нс.формула изобретения 1, Устройство для определения скользящего среднего арифметического, содержащее два триггера, четыре элемента И и первый элемент.ИЛИ, причем прямой выход первого триггера соединен с первым входом первого элемента И, прямой выход второго триггера соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И, первый вход которого сое,анен со стробирующим входом устройства, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем вычисления скользящего трехточечного среднего четных и нечетных величин, оно содержит пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый элементы И, второй элемент ИЛИ, четыре регистра и два блока усреднения, причем стробирующий вход устройства соединен с вторым входом первого элемента И и синхровходом первого триггера, инверсный выход которого соединен с информационным входом первого триггера и вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен с синхровходом второго триггера и первыми входами четвертого, пятого и шестого элементов И, выход первого элемента И соединен с первыми входами седьмого, восьмого, девятого и десятого элементов И, второй вход четвертого элемента И соединен с вторым входом восьмого элемента И, информационным входом второго триггера и инверсным выходом второго триггера, прямой выход которого соединен. с вторым входом седьмого элемента И, выходы второго и четвертого элементов И соединены с входами разрешения записи первого и второго регистров соответственно, информационные входы которых соединены с вторым входом шестого элемента И, выходом первого элемента ИЛИ и являются первым выходом устройства, информационный вход которого соединен с информационными входами третьего и четвертого регистров и вторым входом девятого элемента И, выход которого соединен с первым входом первого элемента 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом пятого элемента И, второй вход которого соединен е выходом первого блока усреднения, первый и второй входы которого соединены с выходами третьего и четвертого регистров, входы разрешения записи которых соединены соответственно с выходами восьмого и седьмого элементов И, выходы первого и второго регистров соединены с первым и вторым входами второго блока усреднения, выход которого соединен с вторым входом десятого элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом шестого элемента И, выход второго элемента ИЛИ является вторым выходом устройства,2.Устройство по п,1, отл ич а ю щеес я тем, что блок усреднения содержит три сумматора, шесть элементов И, два элемента ИЛИ и элемент НЕ, причем первый вход блока соединен с первым информационным входом первого сумматора и первыми входами первого и второго элементов И, второй вход блока соединен с вторым информационным входом первого сумматора и первыми входами третьего и четвертого элементов И, вторые входы первого и третьего, второго и четвертого элементов И соединены соответственно с прямым и инверсным выходами шестого элемента И, первый и второй входы которого соединены-с выходом преломления первого сумматора и выходом элемента НЕ, вход которого соединен с выходом первого сумматора, выходы первого и третьего элементов И соединены с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первыми информационными входами второго и третьего сумматоров, выходы второго и четвертого элементов И соединены с первым и вторым входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым информационным входом второго сумматора, первый и второй знаковые разряды которого соединены с инверсным и прямым выходами шестого элемента И. первый и второй входы которого соединены со знаковыми разрядами первого и второго входов блока, выход которого соединен с выходом третьего сумматора, второй информационный вход которого соединен с выходом второго сумматора,1 б 75903иСоставитель 0; Березиковадактор И, Горная Техред М.Моргентал Корректор И. Мускаказ 3004 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагар