Цифровое дифференцирующее устройство

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социапистичесиин

Рес убп

)))>955052 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 28. 1 1.80 (21) 3226686/18-24 (5 I ) M. Кл.

С) 06 Р 7/64 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Веумрстеенньй кемнтет

СССР ав диам нзевретеннй и втермтнй

Опубликовано 30.08.82. Бюллетень № 32 (53) УДК 681.325. .5 (088.8) Дата опубликования описания 01.09.82 (72) Автор изобретения

A. Ю. Веревкин (7l ) Заявитель (54) ЦИФРОВОЕ ДИФФЕРЕНЬИРУЮШЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в качестве устройства пред варительной обработки информации специализированных ЦВИ, работающих с датчиками в реальном масштабе времени.

Известно устройство, содержащее ге- . нератор импульсов, счетчик, дешифратор, триггер, регистр знака, регистр и формирователь импульсов (1J .

Недостатки данного устройства - низкие функциональные способности, не позволяющие дифференцировать входной сигнал, представленный в число-импульсной . форме.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является уст. ройство, содержащее реверсивный счетчик, регистр, преобразователь код - аналог, генератор, триггер, формирователь и линию задержки. Данное устройство позволяет определять производную (первую разность) частотно-импульсного входного сигнала (21.

В известном устройстве производная вычисляется только по двум значениям входной величины, что делает ее в значительной степени зависимой от ошибок отдельных измерений.

1Лель изобретения — повышение достоверности результата дифференцирования путем получения усредненного значения производной входного сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем регистр, информационный вход которого соедкнен с выходом реверсивного счетчика и блок управления, содержащий формирователь импульсов и элемент задержки, выход которого подключен к установочному входу реверсивного счетчика, а вход элемента задержки соединен с управляющим входом регистра, выход регистра явля2о ется информационным выходом устройства, блок управления дополнительно содержит два элемента И, два элемента

ИЛИ и пятиразрядный регистр сдвига, причем стробирующий вход устройства

30

40

S0

3 95 подилючен к управляющему входу регистра сдвига, выход переноса которого соединен с входом элемента задержки, вход формирователя импульсов подключен к информационному входу устройства,, выход формирователя подключен к первым входам первого и пятого разрядов регистра сдвига, второй вход второго элемента И подключен к выходам второго и четвертого разрядов регистра сдвига, выход первого элемента И подключен к входу (g -1)-го разряда реверсивного счетчика, выход второго элемента И подключен к входу Il, ão разряда реверсивного счетчика, входы первого элемента

ИЛИ соединены с выходами четвертого и пятого разрядов регистра сдвига, входы второго элемента ИЛИ -соединены с выходами первого и второго разрядов регистра сдвига, выходы первого и второго элементов ИЛИ подключены к вычитающему и суммирующему входам реверсивного счетчика соответственно.

В основу предлагаемого устройства положены следующие математические эа« висимости. При аппроксимации функции линейной фУнкцией g (5) = с1о 1-с1„5 коэффициенты С1о и а„могУт быть най дены из условия минимума среднеквадратической ошибки.

Формула для определения.0 имеет

Е Ь f(+5) P(s)

5-С (1)

01у

2: ь P(s)

5 "C где P (5) — функция вероятности (васа).

В случае, когда в аппроксимации участвуют 5 точек, выражение (1) при . мет вид при P(s) — S=congt кт .+к ) —, Кв "2. я

, кт) —5,„) — 2 Цх-27)-14(»-Т)ЧХ(х Т) 2t(xi2V)), 10TL

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит регистр 1, реверсивный счетчик 2, блок 3 управления, который содержит формирователь 4 импульсов, элемент 5 задержки, элементы

И 6 и 7, элементы ИЛИ 8 и 9 и регистр 10 сдвига.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При необходимости простого счета псла входных импульсов в четвертый

5052 4

Разряд сдвигового регистра 10 устанав» ливается единица, а вход управления сдвигом отключается. Счетчик обнулен.

Входные импульсы через формирователь

4 и элемент И 7 поступают на вход счетчика. Опрос его содержимого осуществляется по команде от ЭВМ.

В режиме дифференцирования в начальный момент счетчик и регистры

10 сброшены. После прихода первого импульса по стробирующему входу в младший

5-й разряд сдвигового регистра 10 устанавливается единица. При этом устанав ливается вычитательный режим работы

15 счетчика и открывается элемент И 6. ,Следующие импульсы, приходящие на информационный вход устройства, оудут вычитать единицы из счетчика 2 начиная со второго разряда, т.е. с -коэффициентом 2. Второй стробируюший импульс сдвигает содержимое регистра сдвига 10 и включает элемент И 7 вместо И 6. Счет продолжается, но с коэффициентом 1. Между третьим и четвертым стробирующими импульсами согласно алгоритму счет выполняться не будет.

По приходу четвертого строба счетчик переходит в режим сложения и открывается эламвнт И 7; после пятого строба его заменяет элеМент ИЛИ 8. Шестой стробирующий импульс в очередной раз"

".двигает регистр 10, и сигнал его перелоса разрешает перепись содержимого счетчика 2 в регистр 1, после элемен та 5 сбрасывает содержимое счетчика, выдает сигнал в ЭВМ о готовности результата и, наконец, выполняет все действия первого строба.

Процесс повторяется.

Таким образом, предлагаемое цифровое дифференцируюшее устройство обеспечивает повышение достоверности результата дифференцирования путем получения усредненного значения производной входного сигнала.

Формула изобретения

Цифровое дифференцируюшее устройство, содержащее регистр, информационный вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, и блок управления, содержащий формирователь импульсов и элемент задержки, выход которого подключен к установочному входу реверсивного счетчика, а вход элемента задержки соединен с управляющим входом регистра, выход регистра является информационным выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я

S 955052 6 тем, что, с целью повышения достовер- та И подключен к входу (й-1)-го разности результата дифференцирования, блок РЯда РевеРсииного счетчика, выход втэуправления дополнительно содержит два рого элемента И подключен к входу И - элемента И, два элемента ИПИ и пяти- РазРЯда РевеРс вного счетчика, входы пеРР р д и регис Р сдв а. Рем c o- g sod емета ИЛИ соедые c аагхсеабирующий вход устройства подключен к ми четвертого и пятого разрядов регисуправляющему входу регистра сдвига, тра сдвига, входы второго элемента ИЛИ выход переноса которого соединен с вхо» соединены с выходами первого и второго дом элемента задержки, вход формирова Разрядов регистра сдвига, выходы первого теля импульсов подключен к информаци iy и второго элементов ИЛИ подключены к онному входу устройства, выход формиро- вычитающему и суммирующему вХодам вателя подключен к первым входам пер- Реверсивного счетчика соответственно. вого и второго элементов И, второй вход Источники информации, первого элемента И подключен к выходам пРинЯтые во внимание пРи экспеРтизе первого и пятого разрядов регистра сдви- м 1. Авторское свидетельство СССР га, второй вход второго элемента И подклю- М 696486, кл. Cj 06 Ci 7/18, 1977. чен к выходам второго и четвертого разря- 2. Авторское свидетельство СССР дов регистра сдвига, выходпервого элемен- И 711586, кл. 5 06 G 7/18, 1977.

ВНИИПИ Заказ 6438/53 Тираж 731 Подписное

Филиал ППП Патент, r; Ужгород, ул. Проектная, 4