Адаптивное устройство арифметического усреднения

 

ОП ИСАНИНА

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалиетиивсюа

Республик 11,647691

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное н авт. свил-ву (22) Заявлено 26.04.76 (21) 2352724/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.

С 06 Р 15/36

Гооудорстооккый кеатот

СССР оо делам кзооротоной и открытой

Опубликовано 15.02.79Бюллетень № 6 (53) УДК 681.3. (0 S8.8) Дата опубликования описания 18.02.79

В, М. Лазарев (72) Автор изобретения (7! ) Заявитель (54) АДАПТИВНОЕ УСТРОЙСТВО АРИФМЕТИЧЕСКОГО

УСРЕДНЕНИЯ

Изобретение относится к специапизированным средствам вычиспитепьной техники, предназначенной дпя выдепения значения параметра иэ шума.

Известно устройство, дпя арифметического усреднения (11, содержащее наькопитепьный счетчик, счетчик среднегоо триггер и элемент И. Недостатком устройства является его спожнс,сть.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство.(2), содержащее блок формирования интервапов времени, выход которого подключен к первому Входу сумматора, второй вход которого соединен с выходом блока усреднения, вход которого подкпючен к входу устройства, а выход сумматора соединен с выходом устройства.

Несмотря на простоту весовой функции арифметического усреднения, при определенном параметре процесса на выходе устройства возникает динамическая оп ибкя.

11епью изобретения является уменьшение динамической. ошибки арифметического усреднения.

Это достигается тем, что в предпагаемое устройство введены блок дифференцирования и решающий блок, при этом вход бпока дифференцирования соединен с входом устройства, а выход через решающий бпок соединен с входом бпока фгрмирования интервалов времени.

Бпок-схема описываемого устройства представлена на чертеже.

Адаптивное устройство арифметического усреднения состоит из блока 1 усреднения и блока 2 дифференцирования, соединенных параллельно по входным цепям. Выход блока 2 соединен с входом решающего бпока 3, выход которого соединен с входом блока 4 формирования интервалов времени. Выходы 6поков 1 и 4 соединены с входами сумматора 5.

647691 и4т

0() x(t )d .

45

На вход блоков 1 и 2 поступает сигнал Х(Ц с выхода аналогового Спеджцего устройства, в котором производится выделение измеряемого параметра из шума. B блоке l производится пер- вичная обработка массива информации сигнала по закону арифметического сглаживания, т. е. производится статистическая обработка (сглаживание) с весовой функцией (Ц = i/ ", Обработка информации в блоке 1 производится циклически, т. е. информация х {Ц накапливается на интервале Т и выдается один раз эа цикл накойпения в конце интервала накопления Т, спедующ0е значение величины g(t) будет выдано через интервал Т. Хотя величина Х(Ц выдается в конце интервала накопления

Т, однако она может быть отнесена к шобому моменту времени внутри (в общем случае и вне) интервала накопления Т. Для этого в устройстве имеется бпок дифференцирования 2, обрабатываю» щий сигнал )((t) и выдепяющий производные сигнала у(Ц, Сигнал с выхода 2 подается на вход решающего блока .3, который по определенному апгоритму определяет оптимальный для данной реализации сигнала X (t) коэффициент сдвига 30

Pont зависящий от соотношения производных х (t) ° Выходной сигнал блока

3 подает на блок формирования интервалов времени 4. В тот момент, когда текущий момент интервала накопления 35 становится равнымр и Г где 7ап - опти) мапьный коэффициент сдвига точки привязки информации (Ц внутри интервапа накопления Т, на счетчик времени подается параметрический сигнал р(Ц 40 разрешающий съем текущего времени, значейие которого выдается va выход блока 5 в виде компоненты сигнала

ЯМ(младшие разряды кода сигнала g(t) °

В качестве старших разрядов сигнала

$ (t) используется выходной сигнал блока 1

Определение оптимального значения Ф коэффициента сдвига/)Опт может быть произведено исходя иэ анализа соотно- go шения производных сигнала Х() ° Дейст» вительно оценим структуру динамичес кой ошибки на выходе бпока 1 в случае, еспи привязка сигнала g(t) производится в некоторой точке внутри интервала у накопления Т, т. е. рассмотрим вепичи»у динамической ошибки на выходе блока 1 при описании его выражением: рт

Значение динамической ошибки дпя случая (1) будет равно: р () 4 .1 +2

d(t) =Z (-1) . т e " (4(Ь)

4 3. (4+ Ц гдето(1 {t )- (- производная сигнана

Й ) в момент времени = о.(б(Ц=щ„(1)математическое ожидание исспедуемого процесса x(t).

Т - интервал усреднения;

Ц (Ч- усредненное значение измеряемс - го п. раметра на выходе устройства.

Дпя того, чтобы свести к нулю значение динамической ошибки, необходимо приравнять выражение (2) к нулю и решить уравнение /И -ой степени относительно величины коэффициента сдвига

p °

Так, например, при f0 =2 уравнение (2) примет вид:

i-2P (tl i-3/) 4 З/3 (у.)

- — (цт+ с, () т = о, (3)

2 Ь откуда имеем:, a(t) s {t) 2

5 {ЦТ 6 (Ч Г

Блок 3 обрабатывает выходной сигнал блока 2 по данному ацгоритму. Иэ (й) выражения (4) видно, что при 5- 0

-- О, 5,т. е. в случае, если полезный сит. ртлнап x(t) линейно изменяется на интервале накопления Т, то точку привязки сигнала g (t) необходимо располагать в середине интедвапа накоппения Т.

В случае, если 5(Ц ф О тоPont 3 0,5.

Аналогично определяется ро„т и при других значениях ц, т. e., определяя производные сигнала Х() на ин тервапе Т,„MQKHo выбрать такую Точку привязки (Ц чтобы при сохранении режима арифметического усреднения обеспечить минимум (в пределе ноль) динамической ошибки.

Отметим, что сдвиг точки привязки не изменяет величины дисперсии сигнапа

Ц(Ц на выходе блока 1.

Так как в звене 3 определение величины р „производится с определенными

647691 ошибками, то динамические ошибки в каждом цикпе уменьшаются не строго до нупя. Однако, так как ошибка Ь Эоп определения P „ всегда меньше знаопт я опт:

5 / о PQnr то при использовании предпагаемого устройства всегда происходит снижение величины динамической ошибки при сохранении минимального возможного значе- !О ния дисперсии ошибки.

Формула изобретения

Адаптивное устройство арифметического усреднения, содержащее блок фор- И мирования интервалов времени, выход которого подключен к первому входу сумматора, второй вход которого сое6 дннен с выходом блока усреднения, вход которого подключен к входу устройства, а выход сумматора соединен с выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения динами» ческой ошибки арифметического усреднения, в него введены блок дифференцирования и решающий блок, при этом вход бпока дифференцирования соединен с входом устройства, а выход через решающий блок соединен с входом бпока формирования интервалов времени.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 377788, кп. Я 06 F 15/Зб, 1972.

2.. Авторское свидетепьство СССР

%339867, кп. Cj 06 Cj 7/52, 1970.

Составитепь Л. Григорьян

Редактор С. Хейфиц Техред К). Ниймет КорректорА, Кравченко

Заказ 313/42 Тираж 779 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Фипиап ППП "Патент", r . Ужгород, уп. Проектная, 4