Сигнатурное цифровое сглаживающее устройство

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых системах и устройствах для сглаживания стационарных и медленно меняющихся случайных процессов. Техническим результатом является существенное упрощение устройства и повышение эффективности сглаживания. Устройство содержит сумматор, блок приращений из реверсивного счетчика и двух элементов И, блок управления режимом работы и блок формирования серий отклонений одного знака подряд. 2 ил.

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых системах и устройствах для сглаживания стационарных и медленно меняющихся случайных процессов.

Известно адаптивное цифровое сглаживающее устройство (патент РФ №2444123, МПК Н03Н 17/04, 27.02.2012, бюл. №6), содержащее сумматор, два компаратора, блок задания соотношения отклонений, блок управления динамической характеристикой и два реверсивных счетчика. Устройство имеет сложную схему коммутации узлов и большой объем оборудования.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранное в качестве прототипа сигнатурное цифровое сглаживающее устройство (А.с. СССР №1092519, МПК G06F 15/353, 1982), содержащее сумматор, реверсивный счетчик, блок управления режимом работы и блок формирования серий отклонений одного знака подряд. Устройство также имеет относительно большой объем оборудования.

Техническая задача для предлагаемого устройства заключается в упрощении устройства, т.е. снижении аппаратурных затрат при его реализации.

Поэтому в сигнатурном цифровом сглаживающем устройстве, содержащем сумматор, блок приращений из двух элементов И и реверсивного счетчика, информационный вход которого подключен к первому входу сумматора и информационному входу устройства, второй вход сумматора соединен с инверсным выходом реверсивного счетчика; блок управления режимом работы (БУРР), включающий в себя два формирователя импульсов смены знака отклонений, элемент ИЛИ, два элемента И, счетчик отклонений одного знака подряд и триггер, инверсный («0») выход которого заведен на вторые входы обоих элементов И блока приращений, выход второго элемента И БУРР подключен к шине записи реверсивного счетчика, знаковый разряд сумматора напрямую и через ключ (элемент НЕ) подсоединен к соответствующим входам обоих формирователей импульсов БУРР и к первым входам обоих элементов И блока приращений, выходы которых подключены, соответственно, к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика; блок формирования серий одного знака подряд, содержащий элемент задержки, компаратор, регистр и элемент И, выход которого заведен на третьи входы обоих элементов И блока приращений, информационный вход регистра является входом задания параметра сглаживания, а выход регистра подключен к первому входу компаратора, для решения поставленной задачи информационный выход счетчика отклонений одного знака подряд БУРР напрямую подключен ко второму входу компаратора блока формирований серий одного знака подряд.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: на фиг. 1 - блок-схема устройства; на фиг. 2 - таблицы результатов моделирования работы устройства и прототипа.

Устройство содержит сумматор 1, инвертор 2, блок 3 управления режимом работы, содержащий формирователи импульсов 4, элемент ИЛИ 5, счетчик 6 отклонений одного знака подряд, два элемента И 7.1 и 7.2 и триггер 8, блок приращений 9, содержащий два элемента И 10 и реверсивный счетчик 11, блок 12 формирований серий отклонений, включающий в себя компаратор 13, регистр 14, элемент И 15 и элемент задержки 16, информационный вход 17, вход 18 ввода параметра сглаживания m, информационный выход 19 и тактовый вход 20.

Предложенное устройство, как и прототип, реализует модифицированный сигнатурный рекурсивный алгоритм сглаживания Фабиана (Сенин А.Г. Распознавание случайных сигналов. СО АН СССР, «Наука», 1974):

где Xn и Yn-1 - текущие дискреты исходной и сглаженной дискретной последовательности; ΔXn=(Xn-Yn-1) - текущее отклонение от медианы процесса;

Z=Πmj=1 (Xn+1-j-Yn-j), где j=(1÷m), m=(2÷М) - параметр сглаживания или серия отклонений одного знака подряд. Причем функция σ(Z)=1 (истинна), когда текущие отклонения достигают m заданных отклонений одного знака подряд и σ(Z)=0 (ложна) при любом другом сочетании знаков отклонений. В устройстве функция σ(Z) реализуется в блоке 12 формирований серий отклонений.

Принцип сигнатурного сглаживания использует симметричность кривой плотности распределения сглаживаемых случайных процессов, т.е. появление «+» и «-» отклонений текущих дискрет процесса от его медианы для большинства известных законов распределения (нормального, равномерного и др.) равновероятно. Тоже можно утверждать о вероятности появления разнознаковых серий m отклонений одного знака подряд, которая для статистически независимых случайных процессов подчиняется геометрическому закону распределения (Дж. Поллард. Справочник по вычислительным методам статистики. М., «ФС», 1982, § 10.10, стр. 121)

где q=½ - вероятность разнознаковых серий.

Устройство работает в двух режимах. В первом (режим сглаживания) - после образования в первом такте на выходе сумматора 1 знака текущего отклонения (Xn-Yn-1) тактирующий импульс со входа 20 через блок 12 и разрешения от триггера 8 блока 3 управления режимом работы формирует во втором такте приращение +1 при положительном отклонении (или -1 при отрицательном) в реверсивном счетчике 11 в соответствии с сигнатурной функцией (2).

Второй режим работы - динамический, на который устройство автоматически выходит при возрастании (или убывании), например, почти скачкообразном, медианы входной дискретной последовательности. Момент смены режима наступает при появлении серии из М отклонений одного знака подряд, причем величина М должна исключить появление такой серии на стационарном режиме. Пусть М=8, тогда из (3) имеем вероятность Р(х=М)=1/512≈0.002, т.е. ничтожно мала. Величина М=8 определяет разрядность счетчика 6. При поступлении 8-го подряд импульса со входа 20 в счетчик 6 «1» старшего (4-го) его разряда установит триггер 8 в «1». Последний разрешит запись текущих дискрет со входа устройства в счетчик 11 и блокирует через элементы И 10 работу блока приращений 9. По завершении динамического режима и выхода на стационарный в сумматоре 1 неизбежно возникают отклонения разных знаков, а при смене знака с «+» на «-» (или наоборот) начинают срабатывать формирователи импульсов 4, последние обнуляют счетчик 6 и триггер 8, т.е. устройство опять переходит на стационарный режим сглаживания.

Блок 12 формирования серий m отклонений одного знака подряд работает следующим образом. Со входа 18 в регистр 14 перед началом работы устройства записывается код серии m, определяющий заданную степень сглаживания. Тактирующий импульс со входа 20 при совпадении кода счетчика 6 блока управления 3 с m (выход компаратора «А=В») в зависимости от знака отклонения реализует оператор сглаживания (1).

Как видно из таблиц на фиг. 2, эффективность сглаживания предложенного устройства не хуже и даже несколько выше, чем у прототипа.

Сигнатурное цифровое сглаживающее устройство, содержащее сумматор, блок приращений из двух элементов И и реверсивного счетчика, информационный вход последнего подключен к первому входу сумматора и информационному входу устройства, второй вход сумматора соединен с инверсным выходом реверсивного счетчика; блок управления режимом работы (БУРР), включающий в себя два формирователя импульсов смены знака отклонений, элемент ИЛИ, два элемента И, счетчик отклонений одного знака подряд и триггер, инверсный («0») выход которого заведен на вторые входы обоих элементов И блока приращений, выход второго элемента И БУРР подключен к шине записи реверсивного счетчика, знаковый разряд сумматора напрямую и через ключ (элемент НЕ) подсоединен к соответствующим входам обоих формирователей импульсов БУРР и к первым входам обоих элементов И блока приращений, выходы которых подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика; блок формирования серий одного знака подряд, содержащий элемент задержки, компаратор, регистр и элемент И, выход которого заведен на третьи входы обоих элементов И блока приращений, информационный вход регистра является входом задания параметра сглаживания, а выход регистра подключен к первому входу компаратора, отличающееся тем, что информационный выход счетчика отклонений одного знака подряд БУРР напрямую подключен ко второму входу компаратора блока формирований серий одного знака подряд.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к системе и способу определения режима работы светофоров на основе информации, получаемой с навигационных устройств. Техническим результатом является обеспечение возможности определения режима работы светофора на основе информации о характеристиках передвижения навигационного устройства.

Изобретение относится к области обработки картографических данных. Способ обработки картографических данных, включающий: отображение маршрута, содержащего последовательность транспортных сегментов, которая располагается между начальной и конечной точками на карте, анализ потенциальных мест отображения графических представлений, относящихся к индивидуальным транспортным сегментам в пределах последовательности для каждого уровня приближения карты, отображение объединенного графического представления соседних индивидуальных транспортных сегментов вместо обычных графических представлений индивидуальных транспортных сегментов при пересечении потенциальных мест для отображения графических представлений соседних индивидуальных транспортных сегментов и отображение объединенного графического представления на фрагменте упомянутой карты на упомянутом уровне приближения.

Изобретение относится к системам обмена информацией. Технический результат - высокая автономность работы устройства.

Изобретение относится к средствам для осуществления транзакции. Техническим результатом является повышение быстродействия при проведении международных транзакций для клиентов банка.

Изобретение относится к современным пилотажно-навигационным комплексам (ПНК) летательных аппаратов (ЛА) и их бортовой аппаратуре и предназначается в основном для формирования сигналов управления резервированными с помощью мажоритарных элементов системами радиоавтоматики и системами автоматического управления ЛА.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при создании вычислительных систем повышенной надежности. Техническим результатом является повышение надежности работы системы.

Изобретение относится к технике автоматизированного управления войсками и может быть использовано в автоматизированных системах управления (АСУ) Войск воздушно-космической обороны (ВКО).

Изобретение относится к обработке цифровых данных, а именно к технике формирования псевдослучайных последовательностей дискретных шумоподобных сигналов. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей и сокращении аппаратных затрат по формированию систем двукратных производных нелинейных рекуррентных последовательностей (СДК ПНЛРП) разных длин, видов и подвидов (кодовых форм).

Изобретение относится к способам, устройству и машиночитаемому носителю для проведения соревнования в режиме реального времени. Техническим результатом является повышение надежности проведения соревнований в режиме реального времени между пользователями компьютерных устройств.

Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат - повышение быстродействия и обеспечение унификации цифровой вычислительной машины (ЦВМ).

Изобретение относится к области автоматизированных рабочих мест операторов мобильных и стационарных пунктов управления автоматизированных систем управления различными объектами. Технический результат заключается в обеспечении минимального времени включения автоматизированного рабочего места АСУ, в том числе в неотапливаемых помещениях и отсеках, в условиях крайнего севера или арктической зоны при температуре окружающей среды от минус 65°C до минус 40°C. Устройство отображения информации содержит в корпусе процессор и устройство оперативной памяти, по меньшей мере, один дисплей с длительным временем включения с подключенным к нему блоком питания, приемник системы спутниковой навигации с антенной, клавиатуру, электроразъемы, также содержит процессорный модуль, в состав которого входят процессор и устройство оперативной памяти, содержит кросс-плату, к которой через электроразъемы подключены процессорный модуль, блок питания, приемник системы спутниковой навигации с антенной, клавиатура, модуль видеоконтроллера и модуль ввода-вывода, а также подключены электроразъемы через блок фильтров, а также содержит, по меньшей мере, один дисплей с коротким временем включения с подключенным к нему блоком питания; внутри дисплея с коротким временем включения и дисплея с длительным временем включения установлены датчики температуры, выходы которых подключены к кросс-плате, на лицевой поверхности дисплеев выполнены кнопочные обрамления, выходы которых связаны с модулем ввода-вывода. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к системам с архитектурой типа "клиент-сервер" для графических приложений, то есть для отображения данных в форме модулей программного обеспечения, называемых "виджетами", на экранах дисплеев, называемых "устройствами отображения". Техническим результатом является обеспечение надежности системы. Система предназначена для того, чтобы управлять функционированием машины, при этом машина включает в себя человеко-машинный интерфейс, обеспечивающий возможность взаимодействия с виджетами, причем упомянутая система управляет критическими данными или функциями. Компьютерная система в соответствии с изобретением включает в себя подсистему защиты, управляющую целостностью отображения критических виджетов, отправкой команд, которые выполняются посредством человеко-машинного интерфейса, вводом и отображением критических данных. Основные функциональные возможности этой подсистемы защиты представляют собой использование "сигнатур" компьютера, предоставление схем "обратной связи" и использование механизмов защиты или специализированных диалоговых окон подтверждения. 6 з.п. ф-лы, 1 табл., 8 ил.
Наверх