Устройство для сглаживания и центрирования случайных функций

 

Союз Советски и

Соцмапмстмчес ими

Респубпмм

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

731442 а я с с (6 ) ДОПОЛИИТЕЛ1тнос К а Вт. СВИД-Н1

{22)Заявлено !!.10.77 {2! ) 2534502с18--24

2 (51)М. Кл.

t.- 1»; Р 1(/3б с присоединением заявки.%

3Ъеударстииииь1й иаиитет (21) Приоритет иа дела1и изобретений и аткрытий

Опубликовано 30.04.80. Бюллетень .% 1б

Дата опубликования описания 30,04 80 (53) УДКбт813

<088.8) (72) Автор изобретения

В. К. Ковнацкий (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СГЛАЖИВАНИЯ И ЦЕНТРИРОВАНИЯ

СЛУЧАЙНЫХ ФУНКЦИЙ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть применено в системах автоматики.

Известно устройство для сглаживания и центрирования случайных функций (1) вида

X(t)=mx(t)+ Xo(t), представляющей собой аддитивную смесь неслучайной, неизвестной функции времени тли (t) и центрированного стационарного эрго-. дического случайного процесса Х yt)

В вастпяптее время Лпя представления X{t) широко применяют разложение в ортогональный ряд по функциям Фурье, Лежандра.

Наиболее близким по техническому решению

15 является устройство для сглаживания и центрирования случайных функций, содержащее преобразователь аналог-код, выход которого подключен к информационному входу первого из 2 послеЛ довательно соединенных регистров сдвига, 2С управляю1цие входы которых соединены с соответствуюпв1ми выходами блока управления, I -ãðóïè сумматоров, каждая 1-ая из которых

Ч состоит из 2 +1 сумматоров, входы счмматоров первой группы соединены с выходами соответствующей пары регистров сдвига, кроме первого и второго сумматотров, соответствующие входы которых o6 e;utttnt»t и подключены к выходам одной и той же пары регистров сдвига, входы сумматоров последуюшнх групп. кроме первого и второго сумматоров каждой группы, попарно соединены с выходами соответствующей пары сумматоров предыдущей группы, соответствующие входы первого и второго сумматоров последуюгцих групп объединены и подключещя к выходам одной и той же пары сумматоров предыдущей группы (2).

К недостатку устройства следует отнести низкое быстродействие.

Цель изобретения — нов»инеиис быстродействия устройства сглаживания и ц"птрирования случайных функций.

Поставленная цель достигается ем, что в него введены два донолнительиых сумматора, при этом входы первого дополнительного сумматора соединены с вых<цыми цсрных сумматоров иэ всех групп сучья торов и

731442!

20 ции x(t). (2 т(5т/B) х (зт /41 е n т n sa х(тт/8)

5Одновременно с появлением числа S в

55 восьмом регистре 2 оно подается на сумматор 6, работающий на вычитание, в котором сдвигом числа на гг)о = 3 разрядов влево в регистре сумматора получаем число х(о).

A-! (2 +1)-ro сумматора i-ой группы, входы второго дополнительного сумматора подключены соответственно к выходу первого дополнительного сумматора и 2 -ro регистра сдвигт

ra, управляющие входы первых сумматоров всех групп подключены к выходам блока управления, а выход второго дополнительного сумматора является выходом устройства.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит преобразователь 1 аналог-код, регистры 2 сдвига, сумматоры 3, 4, первый дополнительный сумматор 5, второй дополнительный сумматор 6, блок 7 управления, группы сумматоров 8.

В основу работы устройства положена представленная функция х(т) усеченным рядом Хаара. Рассмотрим работу предлагаемого устройства для случая у восьми коэффициентов

Хаара (и 8) .

Непрерывная функция х(т) подается на вход преобразователя 1 аналог-код, производящего операцию представления выборок в цифровую форму.. Коды, соответствующие отсчетам функции,x(t;), поступают с периодом Т/8, начиная с момента времени -0 на первый регистр 2 сдвига. В нем сдвигается число на гг) = 3 разряда вправо, что соответствует делению на и = 2 8. В момент З0

Щ времени = Т/8 значение функции х(о) переносится по команде из блока 7 управления из первого регистра 2 во второй, а в первый регистр записывается число, соответстйуюШее значению функции х(Т/8) и снова 35 сдвигается на гг), разрядов вправо. В последующий момент времени t .— Т/4 число из второго регистра переносится в третий, из первого — во второй, а в первый регистр 2 сдвига записывается новое значение функции 40 х(Т/4). Таким образом, в восьми последовательно соединенных регистрах 2 сдвига фиксируются приведенные средние значения функ4

Числа попарно подаются на сумматоры 3, работающие на суммирование и сумматор 4, работающий на вычитание 4 первой группы сумматоров 8, на выходе которых получаем

5+5 5 +5 $ yg И 5 +5

С) 5 -Ь 31 7 8

Далее числа подаются попарно на сумматоры 3, работающие на суммирование и сумматор 4, работающий на вычитание второй группы сумматоров 8, на выходе которых получаем

5+5+5 +5 5 +5 +S +5

Й 3 А t 5 6 7 8

Q =5+S-Q -S г 6 7 S

Числа попарно подаются на сумматор 3, работающий на суммирование 3 и сумматор 4, работающий на вычитание третьей группы сумматоров 8, на выходе которых получаем

Я =5 S+S+5 5 +S +S +S

4 2 3 4 б 6 7 8

0 =S +5+5 +5 -5 -5 — S -5

41 4 2. Ъ 4 9 6 7 8

По команде из блока 7 управления в регистрах сумматоров 4, работающих ня вычитакие первой и второй группы сумматоров 8 осуществляется сдвиг чисел на 1 и 2 разряда влево, что соответствует умножению их на

2 и 4. Затем с выходов сумматоров 4, работающих на вычитание всех групп сумматоров

8 и .с сумматора 3, работающего на суммирование последней группы сумматоров 8 подаются на первый отдельный сумматор 5 числа 0„, 20><, 40з, и О„.На выходе сумматора 5 получаем сглаженное значение m„(O) случайного процесса х() в момент времени т= О.

Значение центрированного случайного проо цесса х(о) формируется на втором отдельном сумматоре 6, где осушествляется вычитание из х о) значения rnid(0), полученного на первом отдельном сумматоре 5.

После вычисления ))) (t>) и х(т >) в момент времени т О, т.е. на первом шаге — 1 скользящего интервала (Р, Т + Q ) значение чисел в регистрах 2 сдвига не сбрасываются, а продолжается процесс перезаписи чисел из предыдущего регистра в последующий, начиная с восьмого. В восьмой регистр сдвига переписывается число х(Т/8) из седьмого регистра. Одновременно это число из восьмого регистра подается на второй отдельный сумматор 6, В первый регистр 2 сдвига подается число с преобразователя аналогцифра 1„соответствующее значению функции х(Т). По приведенным средним значениям х т/S), х(т/4) Х Зт/е) т n Ь

731сЦ2 о4 "6х8

5 кфт/81 )((д /д)

4 г 5

Х 7Т/б) х т), 7 определяется величина гг „(Т/8), соответствующая второму шагу скользящего интервала (Я = 2). Далее на втором отдельном сумматоре 6 вычисляется значение

Ha n-ом шаге скользящего интервала ортогональности (9„T +1 ) в первый регистр сдвига 2 подается из преобразователя аналог. цифра 1, число, соответствующее значению 15 функции X (б+ Д Т

Я ) ,1»1,2,3..., соответственно на втором отдельном суммато(9- 5)T ре 6 фиксируется число 1 — . Ha выЬ ходе первого отдельного сумматора 5 и второго отдельного сумматора 6 получаем зна25 чение и у,о

Технико-экономический эффект заключается в том, что на порядок повышается быстродействие процесса сглаживания и центрирова30 ния случайных функций по сравнению с существующими наиболее прогрессивными техническими решениями в этой области.

Формула изобретения

Устройство для сглаживания и центрирования случайных функций, содержащее преобразователь аналог-код, выход которого подклю40 чен к информационному входу первого иэ

6 последовательно соединенных рсгил ров сдвига, управляющие входы которых соединены с соответствующими выходами блока управления, i-групп. сумматоров, каждая -ая из которых состоит из 21 + 1 сумматоров, входы каждого сумматора первой группы соединены с выходами соответствующей пары регистров сдвига, кроме первого и второго сумматоров, соответствующие входы которых объединены и подключены к выходам одной и той же пары регистров сдвига, входы сумматоров последующих групп, кроме первого и второго сумматоров каждой группы, попарно соединены с выходами соответствующей пары сумматоров предыдущей группы, соответствующие входы первого и второго сумматоров последуюших групп объединены и подключены к выходам одной и той же пары сумматоров предыдущей группы, о т л и ч а ю щ е е с я тем. что с целью повышения быстродействия, в него введены два дополнительных сумматора, при этом входы первого дополнительного сумматора соединены с выходами первых сумматоров всех групп и (2 + 1) -го сумматора

i-ой группы, входы второго дополнительного сумматора подключены соответственно к выходу первого дополнительного сумматора и 2 -ro регистра сдвига, управляющие входы первых сумматоров всех групп подключены к выходам блока управления, а выход второго дополнительного сумматора является выходом устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиэе

1. Коршунов Ю. М. и др, Расчет и проектирование цифровых сглаживающих и пресбразующих устройств. М., "Энергия", 1976. с.252.

2. Авторское свидетельство СССР No 484523, кл. G 06 F 15/36.

73! 142

Составитель JI. Григорьяи

Тепрел Э.Чужик

Коррек(ор М. 11ожо

1 едок н р (:. 11атрушева

Закю 5 il/23

Тираж 751 Подписное

11Е1ИИ11И Госупарствениого комитета (((Р но лелам изобретений и открытий

113(!35, Москва, Ж вЂ” 35, Рзушская наб„ч. 4/5

Филиал llllll "11атент, г, Ужгород, ул.11роектнзн. 4