Цифровое усредняющее устройство

Союз СоветсинкСоцнаинстнчесинкУесиубттни 942041 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИяК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(5)М. Кл. 211 06 Р 15/ 9 вудеретееивй ке ФСь.Р ав Лилов итвбВет и открытий(72) Автор изобретени Чмых сноярский политехнический институт(51 т) ЦИФРОВОЕ УСРЕДНЯОЦЕЕ УСТРОЙ к специа- ычислительобраик, ге зобретен тн лизированным с ной техники и и и может быть и среднего значе или зашумленных личин (напряже фаз сигналов) .Известно циф устройство, сод сования, знало зователь, гене едств змери польз ия сл элек ия, чель но вано чайны ричес стоты ехник мяз ля оценки процессо их ве- сдвига 5 овое уср ржащее б -цифрово тор импу дня е ок согла- преобпаьсов, сум вный счет ии иства являетс необходимой повышенныхации сосредопомех, присутчайногопроце м, чторойство, вой преоб счетчик, задающий лого-циф Наиболее близкое к предлагаемомуфровое усредняющее устройство, со од мирующии счетчик, ревчик, дешифратор, ключзадержки 1.Недостатком устросложность реализациивесовой функции притребованиях к фильтрточенных по спектрувующих в составе слу держащее аналого-цифровой пре зователь, накапливающий счетч нератор импульсов, вре адающий счетчик, триггерыГ 23.Недостатком известного устройств является низкая помехоустойчивость по отношению к сосредоточенным по спектру помехам ( под сосредоточенными по спектру помехами подразумевается одна или несколько квазигармонических помех, например помеха, обусловленная напряжением сети или работой радиостанций в. том случае/ когда обрабатывается принимаемый из эфира сигнал ).Цель изобретения - повышение помехоустойчивости устройства.Поставленная цель достигается то цифровое усредняющее уст-содержащее аналого-цифроразователь, накапливающий генератор импульсов и врем счетчик, причем выход анарового преобразователя и942041 Номер такта Мультиплексор 9 Накапливаю- Регистр 7-1 Регистр 7-2 Регистр 7-( и -1) щий счетчик 2 Мультиплексор 8 Регистр 7-1 Демультиплексор 10 Регистр 7-1 Регистр 7-2 Регистр 7-3 Регистр 7- И Регистр 7-2 Регистр 7-3 Регистр 7- И 1в регистр 7-1. Во втором такте к входу сумматора подключаются выходы регистров 7-1 и 7-2, а результат суммирования записывается 5 в регистр 7-2 и т.д. (см.таблицу),На последнем такте к сумматору 6 подключаются регистры 7- 1,и -1) и 7-И. При этом в отличие от преСумматор 6 работает последовательно по тактам, В первом такте к нему подключаются выход накапливающего счетчика 2 и выход регистра 7-1, суммируются коды чисел, записанные в накапливающем счетчике 2 и регистре 7-1. Результат суммирования воз" вращается через демультиплексор 10 ключен к первому входу накапливающего счетчика, второй вход которого соединен с первым выходом времяэадающего счетчика, вход которого подключен к первому выходу генератора импульсов, второй выход которого соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, второй вход которого является входом устройства, содержит блок сумматоров, первый вход которого подключен к выходу Накапливающего счетчика,. второй выход времязадающего счетчика соединен с вторым входом блока сумматоров, третий вход которого подключен к третьему выходу времязадающего счетчика, выходы блока сумматоров являются выходами устройства.Блок сумматоров состоит из двух мультиплексоров, сумматора, демультиплексора и И регистров памяти, при этом выход сумматора подключен к входу демультиплексора, выходы которого соединены с соответствующими входами регистров памяти, выходы которых подключены к соответствующим входам первого и второго мультиплексоров, а вь 1 ход И -го регистра памяти является выходом блока, выходы мультиплексоров соединены с соответствующими входами сумматор, пер" вый вход второго мультиплексора является первым входом блока сумматоров, управляющий вход .второго мультиплексора объединен с управляющим входом первого мультиплексора и является вторым входом блока сумматоров, управляющий вход и -го регистра памяти является третьим входом блока сумматоров,. 4На фиг,1 приведена блок-схема предпредлагаемого устройства; на фиг,2 схема блока сумматоров, на фиг.3диаграмма управления.Устройство содержит аналого-циф"ровой преобразователь (АЦП ) 1, накапливающий счетчик 2, генератор 3 импульсов, времязадающий счетчик 4,блок 5 сумматоров,Блок 5 сумматоров состоит из сумматора 6, регистров 7-1-7-й памяти,первого и второго мультиплексоров8 и 9, демультиплексора 10Устройство работает следующим1 образом.Исследуемый процесс ХпоступаетНа АЦП 1, где происходит в случаенеобходимости функциональное пре"образование этого процесса и его пре 20 образование в число-импульсный код,пропорциональный мгновенному значению исследуемого процесса или егопараметра ( например фазового сдвига),в виде пачек импульсов или в другом25 виде (например в виде позиционногокода) поступает на вход накапливающего счетчика 2, где происходит подсчет общего числа поступивших навход импульсов или суммирование30 кодов, Информация с выхода счетчика2 подается на блок 5 сумматоров,который осуществляет последовательное суммирование. Синхронизация моментов суммирования производитсяз с выхода времяэадающего счетчика 4по второму входу блока сумматоров.Мультиплексоры 8 и 9 и демультиплексор 10 производят распределение информации, поступающей на их входыао в порядке, указанном в таблице.Тф%10 О+ Тй,для и =2 4- 16 16 а.+ .фТф+4. 16 16Т Т Ть Т/2 с Т)Я Т 1 МТЮ сТР сводитсяв содавление сосрепомех опредехарактеристика" еляются преобра Для рассматри" ые харак 5 9дыдущих тактов в этом такте суммирование производится с изменяющимсязнаком, т.е. к коду регистра 7- илибо прибавляется код регистра7-(и), либо из кода регистра 7-Ивычитается код регистра 7-(и).Управление сложением и вцчитаниемкодов осуществляется времязадающимсчетчиком 4 по шине Э. Диаграммывозможных управляющих сигналов Г 6),поступающих по шине Ь , показанына фиг.3 . Свойства рассматриваемого усредняющего устройства зависят от индекса И , равного количеству регистров памяти, т.е. количеству последовательных суммирований.В общем случае алгоритм определения среднего значения исследуемого процесса в соответствии с предлагаемой,блок-схемой можно записать в видеК, 1 3"1 1 мХ-С 2(и),.Ъ Е ", Е) , 1)):Ь 4 :где )( - значение исслеДУемого про 1 ицесса К(Ц в момент 1 ,(значение кода на выходедцп);1 у(И) - значение функции управления Щ(и)1 в момент , ,С - нормирующий коэффициентК - число отсчетов.Уравнение (1) можно привести 42041 6Для функций управления Д(и)Ф, приве-денных на фиг.3, функции р имеютследующий вид:Для И =1 1 треугольная функция5.Тцгт10 20 и т.д. ( вычисление иответствии с ( 5 Подоточеннцх по спектрляется спектральнымими 9, которце опреф зованием в ряд Фурьеваемых функций спектристики имеют следующдля И =,1,где 1 где О)Р;.; :.,е, р(.)ИМ 1 ь:)(и)40 Таким образом, алгоритм (1) соответствует классической весовойобработке процесса с весовой функцией, определяемой (3) . Для обеспечения несмещенности оценки среднего 45 значения Х исследуемого процесса нормирующий коэффициент С должен удовлетворять условиюс / . ц) игде а =2 с Г, Г - частота ченной по спектру помехи ная характеристика прото вается выражениемотй)ои:Й осредотоСпектраль па описы" Как видно из (6 ) щая подавления по но пропорциональ и =1 обратно пропо И=2 - ш Для при и 1 эта закономе и далее, т.е. дл но пропорциональ Можно подобрать что эта закономе йяться и далее.(7)мех пра ц),рционаведеннностьи=3 оа вф,акиеность применение предства приводит к потойчивости за счет Таким образомагаемого устройышению помехоус и (8 ), огибаюототипа обратогибающая дляльна Фф, дляых на фиг.3выполняетсягибающая обратдля и 4- Ф,ф(Ф)при ИЪ 5,будет ыполподавления сосредоточенных по спект -ру помех. Например, при Г =20 Гц иТщ 1 с подавление, помехи на даннойчастоте в прототипе (И =0 ) менее110 дБ, при использовании предлагаемого устройства с и=2 подавлениепомехи превышает 80 дБ. Выборомможно обеспечить любое подавлениепомехи. В этом заключается техникоэкономический эффект предлагаемогоустройства. формула изобретения 1. Цифровое усредняющее устройство, содержащее аналого-цифровой преобразователь, накапливающий счетчик, генератор импульсов и время" задающий счетчик, причем выход аналого-цифрового преобразователя подключен к первому входу накапливающего счетчика, второй вход которого соединен с первым выходом времязадающего счетчика, вход которого подключен к первому выходу генератора импульсов, второй выход которого соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, второй вход которого является входом устройства, о т л и ч а ю щ Ь е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, оно содержит блок сумматоров, первый вход которого подключен к выходу накапливающего счетчика, второй выход времязадающего счетчика соединен с вторым ч 20 М 8входом блока сумматоров, третийвход которого подключен к третьему выходу времязадающего счетчика,выходы блока сумматоров являютсявыходами устройства.2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, цто блок сумматоров состоит из двух мультиплексоров, сумматора, демульти 1 о плексора и й регистров памяти, приэтом выход сумматора подключен квходу демультиплексора, выходы которого соединены с соответствующими входами регистров памяти, вы 15 ходы которых подключены к соответствующим входам первого и второгомультиплексоров, а выход 31-го регистра памяти является выходом блока, выходы мультиплексоров соедин нены.с соответствующими входамисумматора, первый вход второгомультиплексора является первым входом блока сумматоров, управляющийвход второго мультиплексора объединену 5 с управляющим входом первого мультиплексора и является вторым входомблока сумматоров, управляющий входИ-го регистра памяти является третьимвходом блока сумматоров.ЭО Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРЮ 618717, кл. 8 0615/36, 1978.2. Мирский Г.Л. Аппаратурное оп-ределение характеристик случайныхпроцессов. М., "Энергия", 1967,с.185 (прототип).942041 Составитель Техред А. Б тяга ежнин акто Заказ 0 Подписное ВН Г СССР