SU714404A1 - Дифференцирующе-сглаживающее устройство - Google Patents

Description

-; I; . .., Изобретение относитс  к области цифровой вычислительной техники и автоматического управлени . Известно устройство дл  дифференцировани , содержащее генератор опорной частоты, п ть счетчиков, делитель, счетчик резул1 т:ата, триггер, четыре группы схем запрета (элеШнты И) и одну схему запрета (элемент И). Уст ройство предназначено дл  вычислени  производной обратной величины от входного кода. Путем добавлени  одного дополнителы1ого счетчика результата и повторени  цикла преобразовани  устройство может быть использойано дл  дифференцировани  входного сигнала Ц.Однако устройство имеет низкое, быстродей ствие из-за необходимости двухкратного преобразовани  кода во временной интервал (дл  каждого отсчёта входной последовательности) и низкую точность вычислений, обусловленную тем, что дифференцирование осуществл етс  б сглаживани  случайных ошибок. HaaedTHo цифровое сглаживающее устройсто , содержащее два накапливающих сумматора разр дов каждый 2. Однако это устройство имеет ограниченные функциональные возможности. Наиболее близким по технической сущности к предложенному  вл етс  дифференцирующесглаживающее устройству, содержащее опера- тивный запоминающий блок, сдвиговый регистр и сумматор накапливающего типа, причем информационный вход устройства, подсоединен к входу оперативного запоминающего блока. Первый управл ющий вход устройства подсоединен к управл ющей входу сумматора накапливающего типа, информационный вход которого соединен с выходом сдвигового регистра, а выход - с выходом устройства. Второй управл ющий вход устройства подсоединен к управл ющему входу сдвигового регистра (3. Однако Зто устройство характеризуетс  больщими временными затратами на вьнисление сглаженного значени  первой производной и требует дл  своей реализации посто нного за3714

поминающего блока дл  хранени  значений импульсной переходной функции.

Цель изобретени  - повышерше быстродействи  и упрощение устройства.

Это достигаетс  тем, что в состав устройстна введен блок вычислени  спектральных коэффициентов Фурьв-Радемахера, причем информационный вход блока вычислени  .спектральных коэффициентов Фурье-Радемахера подсоединен к выходу оперативного запоминающего блока. Управл ющие и синхронизируюидай входы блока вычислени  спектральных коэффициентов (Фурье-Радемахера подсоединены к соответствующим входам устройства, а вь1ход блока вычислени  спектральнь1Х коэффициентов Фурье-Радемахера подсоединен к информационному входу сдвигового регистра. Это Достигаетс  также тем : что блок вычислени  спектральных коэффициен:тов Фурье-Радемахера состоит из сумматора вычитател , двух элементов И, коммутатора и /генератора функций Радемахера, причем информационный , первый управл ющий, второй управл ющий и синхронизирующий блока подсоединены к соответственно информационному аходу сумматора-вычитател  и первым входам двух элементов И, коммутатора и генератора функций Радемахера. Выход блЬКагодсоединен к выходу сумматора-вычитател , йходы сложени  и вычитани  которого подбоёдинёны к выходам первого и второго элементов И, вторые входы которых подсоединены соответственно к пр мому и инверсному выходам коммутатора , второй вход которого подсоединен к выходу генератора функций Радемахера. . На фиг. 1 представлена структзфна  схема дифференцирующего-сглаживающего устройства на фиг. 2 - структурна  схема блока вычислени  спектральных коэффициентов Фурье-Радемахера .

Дифференцирующе-сглаживающее устройство (ДСУ) содержит оперативный запоминающий блок на N m разр дных чисел, предназначенный дл  хранени  М-мерной выборки входного сигнала с аддитивной иекоррелиррв анной случайной помехой, блок 2 вычиcлe ra  спектральных коэффициентов Фурье-Радемахера, сдвиговый регистр 3 с щиНой сдвига, сумматор 4 накапливающего типа, вход 5 устройства, шину 6 сдвига и управл юцХйе входы 7-9. Блок вычислени  спектральных коэффициентов Фурье-Радемахера (фиг. 2) включает в себ  сумматор-вычитатель 10 накапливающего типа, генератор И функций Радемахера, эдёмёйты И 12 и 13, коммутатор 14 на п входов и два выхода, шину 15 сложени  и щину 16 читани .

В основу работы дифференцирзт«)Ще-сглаживайщего устройства положена реализаци  уравнени  спектральной свертки с точностью до

nocTomiHoro множител  определ ющего сглаженное значение первой производной входного сигнала

X(p-Sc,,(i),

XJr-l

где j - текущее дискретное врем  (j 0, 1,2... C/j - спектральный коэффициент Фурье-Радемхера с номером Л C/J j2-.-М);

л - При этом с . S X (j-1) R ., ({),

/м .jrOM

где входной несглаженный сигнал; г - дискретное врем  (, 1 ..., N-1); (i) -Д4-а  функци  Радемахера, принимаю .ща  значение либо (+1), либо (-1).

Дифференцирующе-сглаживающее устройство работает следующим образом.

На вход 9 ДСУ из блока управлени  (блок Зт равлени  БУ на чертежах не показан) поступет последовательность импульсов, соответствующа  дискретному времени i, а на вход 8 HOMepj/W гейерируемой дискретной функции Радемахера . В €локе 2 вычислени  спектральных коэффициентов Фурье-Радемахера производит .с  вычисление/О- го сп ектрального коэффици-; ента С, причем значени  входного сигнала -. x(j-О поступают из оперативного запоминаюп(его блока 1 на. первый вход сумматора-вычитател  10. Нужный закон суммировани  задаетс  путем подключени  управл ющего сигнала с входа 7 устройства к шинам сложени  16 или вычитани  15 сумматора-вычитател  10 с помощью элементов И 12 и 13, на вторые входы которых из коммутатора 14 подаетс  значение XI-ого разр да генератора 11 функций Радемахера. При Этом значение (+1) функции. Радемахера соотйетствует запрещающему сигналу дл  элементов И, а значение (-1) функции Радемахера- разрешающему сигналу. На сдвиговом регистре 3 вьшолн етс  сдвиг спектральных коэффициентов Фурье-Радемахера, а на сумматоре 4 - накопление их сдвинутых значений в соответствии с первой формулой. Процесс расчета начи1|аетс  с п-ого коэффициента. По достижении /J величины равной 1 (после п шагов) на сумматоре 4 формируетс  двоичный эквивалент сглаженного значени  скорости входного сигнала.

На всех последующих моментах дискретного текущего времени работа устройства аналогична .

Claims (3)

1. Дифференцирующе-сглаживающее устройство , содержащее оперативный запоминающий блок, сдвиговый регистр и сумматор накапливающего типа, причем информационный вход устройства подсоединен к входу оперативного запоминающего блока, первый управл ющий вход устройства подсоединен к управл ющему входу сумматора накапливающего типа, йнформащ€онный вход которого соединен с выходом сдвигового регистра, а вьгход - с выходом устройства, второй управл ющий вход устройства подсоединен к управл ющему вхоДу сдвигового регистра, отличающеес  тем, что, с целью.повышени  быстродействи . упрощени  устройства, в его состав введен блок вычислени  спектральных коэффициентов Фурье Радемахера, причем информацнонньтй вход блока вычислени  спектральных коэффициентов Фурье-Радемахера подсоединен к выходу оперативного запоминающего блока, управл ющие и синхронизирующий входЬ блока вычиспейи  спектральных коэффициентов Фурье-Радемахера подсоединены к соответствующим входам устройства; а выход блока вычислени  спектральных коэффициентов Фурье-Радемахера динен к информационному входу сдвигового регистра. 2. Дифференцирующе-сглаживающее устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с   тем, что 7 . 6 блок вычислени  спектральных коэффициентов Фурье-Радемахера состоит иэ сумматора-вычитател , двух элементов И., коммутатора и генератора функций Радемахера,причем информационный , первый управл ющий, второй управл ющий и синхронизирующий входы блока подсоединены соответственно к информационному входу с)т 1матора-вычитател  и первым входам двух элементов И, коммутатора и генератора функций Радемахера, выход блока подсоединен к выходу сумматора-вычйтатей , входы сложени  и вычитани  которого подсоединены к выходим первого и второго элементов И, вторые ВХОДЬ которых подсоединены соответственно к пр мому и инверсному выходам коммутатора , второй вход которого подсоединен к выходу генератора функций Радемахера.. Йстоадики информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N 355618, кл. G Об f 7/38, 16.03.7i.

2.Авторское свидетельство СССР № 377785, кл- G 06 F 15/32, 05.08.70.

3. Корщунов Ю. М., Бобиков А. И. Цифровые сглаживающие и преобразующие системы . энерги , М., 1969, стр. 86-99 (прототип).

7

8

9