RU2444123C1

RU2444123C1 - Adaptive smoothing device

Info

Publication number: RU2444123C1
Application number: RU2010125733/08A
Authority: RU
Inventors: Геннадий Саяфович Магданов (RU); Геннадий Саяфович Магданов; Юрий Анатольевич Рылов (RU); Юрий Анатольевич Рылов; Камиль Хабибович Гильфанов (RU); Камиль Хабибович Гильфанов; Андрей Геннадьевич Магданов (RU); Андрей Геннадьевич Магданов
Priority date: 2010-06-23
Filing date: 2010-06-23
Publication date: 2012-02-27
Also published as: RU2010125733A

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: device has an adder, an inverter unit, two comparator units, a first AND element, a first bidrectional counter, a unit for setting deviation ratio, having a register, a counter and a delay element, two AND elements, a second bidirectional counter of the smoothing result, an inverter, a dynamic characteristic control unit, having a first and second pulse former, an OR element, a counter, a main and additional AND element and a flip-flop, a single-channel smoothing unit, having an adder connected in series to a register, the output of which is connected to the input of the second bidirectional counter of the smoothing result, the bus for recording into the register is connected to the clock input of the device, and the input of the adder is connected to the data input of the device.

EFFECT: high accuracy of smoothing in dynamic conditions.

3 dwg

Description

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых системах контроля (АСУ ТП), слежения и управления различными (в т.ч. баллистическими) объектами.The invention relates to automation and computer technology and can be used in digital control systems (ACS TP), tracking and control of various (including ballistic) objects.

Известно многоканальное цифровое сглаживающее устройство по а.с. №748417 (авторское свидетельство СССР №748417, кл. G06F 15/32, 1980, бюл. №26) с каскадной формой соединения каналов, каждый из которых содержит сумматор и регистр. Повышение точности (эффективности) сглаживания в нем достигается увеличением (наращиванием) числа каналов.Known multi-channel digital smoothing device A. with. No. 748417 (USSR author's certificate No. 748417, class G06F 15/32, 1980, bull. No. 26) with a cascading form of connecting channels, each of which contains an adder and a register. Improving the accuracy (efficiency) of smoothing in it is achieved by increasing (increasing) the number of channels.

Известно адаптивное цифровое сглаживающее устройство по а.с. №1531808 (авторское свидетельство СССР №1531808, кл. H03H 17/04, 1988), выбранное в качестве прототипа, которое содержит сумматор, первый вход которого является информационным входом устройства, первый и второй блоки компараторов, первые входы которых соединены с выходом сумматора, причем с первым компаратором напрямую, а со вторым через блок инверторов; блок задания соотношения отклонений, содержащий (как управляемый делитель частоты) регистр, счетчик и элемент задержки, информационный и тактовый входы блока являются управляющим и тактовым входами устройства соответственно; первый элемент И, первый вход которого подключен к тактовому входу устройства, второй и третий входы соответственно к выходам первого и второго блоков компараторов, первый реверсивный счетчик, вычитающий вход которого соединен с выходом блока задания соотношения отклонений, инвертор, второй и третий элементы И, второй реверсивный счетчик результата сглаживания и блок управления динамической характеристикой (БУДХ), первый вход которого подключен к первому входу третьего элемента И и к выходу инвертора, второй вход соединен с первым входом второго элемента И, входом инвертора и выходом знакового разряда сумматора, а первый выход БУДХ подключен к входу сброса в «0» первого и шиной записи второго реверсивных счетчиков, причем БУДХ содержит элемент ИЛИ, счетчик, триггер, основной и дополнительный элементы И, первый и второй формирователи импульсов, входы которых являются первым и вторым входами БУДХ, которые через формирователи импульсов подключены к обоим входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с шинами сброса в «0» счетчика и триггера, вход установки в «1» которого подключен к выходу основного элемента И, первый вход которого соединен со старшим разрядом счетчика, а второй вход - с тактовыми входами счетчика и устройства и вторым входом дополнительного элемента И, первый вход которого подключен к прямому выходу триггера, а инверсный выход последнего - к четвертому входу первого элемента И, выход которого соединен с суммирующим входом первого реверсивного счетчика и со вторыми входами второго и третьего элементов И, причем выход второго элемента И подключен к вычитающему входу второго реверсивного счетчика, а выход третьего элемента И - к его суммирующему входу; информационный выход первого реверсивного счетчика соединен со вторыми входами первого и второго блоков компараторов; инверсный информационный выход второго реверсивного счетчика подключен ко второму входу сумматора, а прямой выход - к первому информационному выходу устройства.Known adaptive digital smoothing device A. with. No. 1531808 (USSR author's certificate No. 1531808, class H03H 17/04, 1988), selected as a prototype, which contains an adder, the first input of which is the information input of the device, the first and second blocks of comparators, the first inputs of which are connected to the output of the adder, moreover, with the first comparator directly, and with the second through the inverter unit; a deviation ratio setting unit containing (as a controlled frequency divider) a register, a counter and a delay element, information and clock inputs of the block are the control and clock inputs of the device, respectively; the first element And, the first input of which is connected to the clock input of the device, the second and third inputs, respectively, to the outputs of the first and second blocks of the comparators, the first reversible counter, the subtracting input of which is connected to the output of the unit for setting the ratio of deviations, the inverter, the second and third elements of And, the second a reversing counter of the smoothing result and a dynamic response control unit (BCC), the first input of which is connected to the first input of the third AND element and to the inverter output, the second input is connected to the first input m of the second element And, the inverter input and the output of the sign discharge of the adder, and the first output BUDH connected to the reset input at "0" of the first and recording bus of the second reversible counters, and BUDH contains the OR element, counter, trigger, the main and additional elements of And, the first and a second pulse shaper, the inputs of which are the first and second inputs of the SEC, which are connected via pulse shapers to both inputs of the OR element, the output of which is connected to the reset buses at “0” of the counter and trigger, the setting input to “1” of which it is connected to the output of the main element And, the first input of which is connected to the highest bit of the counter, and the second input - to the clock inputs of the counter and the device and the second input of the additional element And, the first input of which is connected to the direct output of the trigger, and the inverse output of the last to the fourth input the first element And, the output of which is connected to the summing input of the first reversible counter and with the second inputs of the second and third elements And, and the output of the second element And is connected to the subtracting input of the second reversible counter ika, and the output of the third element And - to its summing input; the information output of the first reversible counter is connected to the second inputs of the first and second blocks of the comparators; the inverse information output of the second reversible counter is connected to the second input of the adder, and the direct output is connected to the first information output of the device.

Устройство адаптивно сглаживает стационарную или медленно меняющуюся входную дискретную последовательность, состоящую из аддитивной смеси полезной составляющей сигнала и флуктуирующей части (помехи, случайного шума и т.п.)The device adaptively smooths a stationary or slowly changing discrete input sequence consisting of an additive mixture of the useful signal component and the fluctuating part (interference, random noise, etc.)

Однако на переходном (динамическом) режиме (он может быть вызван, например, ускорением, виражом, приемистостью объекта контроля или управления, переходом с одного стационарного режима на другой и т.п.) устройство передает входные текущие дискреты непосредственно на выход без сглаживания, т.е. устройство на этом режиме не выполняет своего функционального предназначения - сглаживания.However, in the transition (dynamic) mode (it can be caused, for example, by acceleration, bending, pick-up of the object of control or control, transition from one stationary mode to another, etc.), the device transfers the input current discrete directly to the output without smoothing, t .e. the device in this mode does not fulfill its functional purpose - smoothing.

Несглаженные выходные дискреты ухудшают точность и качество управления объектами, могут привести к резким скачкам (даже сбою в работе исполнительных механизмов). При этом можно уверенно утверждать, что на динамических режимах вряд ли исчезают все флуктуирующие составляющие входного дискретного сигнала.Non-smoothed output samples degrade the accuracy and quality of control of objects, can lead to sudden jumps (even failure of the actuators). At the same time, it can be confidently stated that in fluctuating modes, all fluctuating components of the input discrete signal are unlikely to disappear.

Техническая задача для предлагаемого устройства заключается в повышении точности сглаживания на переменных (динамических) режимах и решается путем ввода в устройство одноканального блока сглаживания по а.с. №748417, содержащего сумматор, последовательно соединенный с регистром, выход которого подключен к входу второго реверсивного счетчика результата сглаживания, шина записи в регистр соединена с тактирующим входом устройства, а вход сумматора подключен к информационному входу устройства. Кроме того, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в частности для приближенной оценки среднего квадратического отклонения при сглаживании нормальной (гауссовской) входной стационарной или медленно меняющейся дискретной последовательности, в него введен второй информационный выход, к которому подключен выход первого реверсивного счетчика.The technical problem for the proposed device is to increase the accuracy of smoothing in variable (dynamic) modes and is solved by entering into the device a single-channel smoothing unit according to a.s. No. 748417, containing an adder connected in series with the register, the output of which is connected to the input of the second reverse counter of the smoothing result, the write bus to the register is connected to the clock input of the device, and the input of the adder is connected to the information input of the device. In addition, in order to expand the functionality of the device, in particular, for an approximate estimate of the mean square deviation when smoothing a normal (Gaussian) input stationary or slowly changing discrete sequence, a second information output is introduced into it, to which the output of the first reversible counter is connected.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 - структурная схема вводимого одноканального блока сглаживания; на фиг.3 - график плотности распределения гауссовской входной случайной дискретной последовательности с примером выбора критерия оценки эффективности (точности) сглаживания.Figure 1 presents the structural diagram of the device; figure 2 is a structural diagram of the input single-channel block smoothing; figure 3 is a graph of the distribution density of a Gaussian input random discrete sequence with an example of selecting a criterion for evaluating the effectiveness (accuracy) of smoothing.

Адаптивное цифровое сглаживающее устройство содержит сумматор 1, блок инверторов 2, первый и второй блоки компараторов 3.1 и 3.2, первый элемент И 4, первый реверсивный счетчик 5; блок 6 задания соотношения отклонений, который содержит регистр 7, счетчик 8 и элемент задержки 9; второй и третий элементы И 10.1 и 10.2, второй реверсивный счетчик 11, инвертор 12; блок 13 управления динамической характеристикой, содержащий первый и второй формирователи импульсов 14.1 и 14.2, элемент ИЛИ 15, счетчик 16, основной элемент И 17.1, дополнительный элемент И 17.2 и триггер 18; информационный вход 19, управляющий вход 20, выход 21, тактовый вход 22; одноканальный блок сглаживания 23, содержащий сумматор 24 и регистр 25; второй информационный выход 26.The adaptive digital smoothing device comprises an adder 1, a block of inverters 2, a first and second block of comparators 3.1 and 3.2, a first element And 4, a first reversible counter 5; a deviation ratio setting unit 6, which comprises a register 7, a counter 8 and a delay element 9; the second and third elements And 10.1 and 10.2, the second reversible counter 11, inverter 12; a dynamic characteristic control unit 13 comprising first and second pulse shapers 14.1 and 14.2, an OR element 15, a counter 16, a main element And 17.1, an additional element And 17.2, and a trigger 18; information input 19, control input 20, output 21, clock input 22; a single-channel smoothing unit 23, comprising an adder 24 and a register 25; second information output 26.

Устройство реализует следующую модификацию оператора экспоненциального сглаживания:The device implements the following modification of the exponential smoothing operator:

где x_n и y_n - входная и выходная дискреты;where x _n and y _n are the input and output discrete;

1/K - постоянная сглаживания;1 / K - smoothing constant;

K - параметр адаптации.K is the adaptation parameter.

В качестве критерия задания эффективности (точности) сглаживания выбрано соотношение d между нулевыми и действительными отклонениями γ_n=x_n-y_n-1. Последние формируют текущие единичные приращения выходной сглаженной дискреты в (1):As a criterion for setting the smoothing efficiency (accuracy), the ratio d between zero and actual deviations γ _n = x _n -y _{n-1 is} chosen. The latter form the current unit increments of the output smoothed discrete in (1):

Для нормальной (гауссовской) дискретной последовательности по «правилу трех сигм» (Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М., «Наука», 1969, стр.125) максимальное текущее отклонение не превышает утроенного среднего квадратического отклонения, т.е. γ_{n макс.}<3σ_x.For a normal (Gaussian) discrete sequence according to the “three sigma rule” (Wentzel ES, Probability Theory. M., “Nauka”, 1969, p. 125), the maximum current deviation does not exceed triple the mean square deviation, i.e. γ _{n max.} <3σ _x .

Пусть K=1,5σ_x, тогда все действительные отклонения Iγ_nI>1,5σ_x в соответствии с (1) и (2) дадут единичные приращения выходных дискрет. По таблицам нормальной функции распределения Ф(х) (Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М., «Наука», 1969, стр.564) определим для этого случая соотношение d как отношение площадей (интеграла вероятностей) на стандартном графике плотности распределения (фиг.3):Let K = 1.5σ _x , then all real deviations Iγ _n I> 1.5σ _x in accordance with (1) and (2) will give unit increments of the output discrete. From the tables of the normal distribution function Φ (x) (E. Wentzel, Probability Theory. M., Nauka, 1969, p. 564), for this case we define the relation d as the ratio of the areas (probability integral) on the standard distribution density graph ( figure 3):

d=Ф₁(0, 1,5σ_x):Ф₂(1,5σ_x, 3σ_x)=0,4332:0,0654=7:1,d = Ф ₁ (0, 1,5σ _x ): Ф ₂ (1,5σ _x , 3σ _x ) = 0,4332: 0,0654 = 7: 1,

т.е. такое соотношение (как критерий сглаживания) задает на семь нулевых - одно действительное отклонение. Ниже в таблице приведены рассчитанные выше способом примеры взаимосвязи между d и значениями параметра адаптации K.those. such a ratio (as a smoothing criterion) sets to seven zeros - one real deviation. The table below shows examples of the relationship between d and values of adaptation parameter K calculated above.

dd 22 77 2222 190-200190-200 KK σ_x σ _x 1,5σ_x 1,5σ _x 2σ_x 2σ _x 3σ_x 3σ _x

Адаптивное цифровое сглаживающее устройство работает в двух режимах: стационарном и динамическом (переходном), причем все операции осуществляются за один такт. В первом режиме устройство сглаживает входную случайную последовательность дискрет до уровня, заданного соотношением d, которое заносится перед началом работы с управляющего входа 20 в регистр 7 блока 6. Последний представляет собой управляемый делитель частоты, например, при d=7 на выходе прямого переноса счетчика 8 появляется каждый седьмой тактовый импульс (с входа 22), который через элемент задержки 9 перезаписывает код d из регистра 7 в счетчик 8 (для следующего цикла работы делителя) и вычитает «1» из первого реверсивного счетчика 5, содержащего код параметра адаптации K.The adaptive digital smoothing device operates in two modes: stationary and dynamic (transient), and all operations are carried out in a single clock cycle. In the first mode, the device smooths the input random sequence of discretes to a level specified by the relation d, which is entered before starting work from the control input 20 into register 7 of block 6. The latter is a controllable frequency divider, for example, with d = 7 at the output of direct counter transfer 8 every seventh clock pulse (from input 22) appears, which through the delay element 9 overwrites the code d from register 7 to counter 8 (for the next cycle of the divider) and subtracts “1” from the first reverse counter 5, containing The adaptation parameter code K.

Процесс адаптивного сглаживания заключается в следующем. Пусть после включения устройства в первом реверсивном счетчике 5 K=0, тогда почти каждое отклонение (обоих знаков) γ_n в сумматоре 1 будет превышать код K в счетчике 5. В результате сравнения γ_n с K (режим работы инверторов: /γ_n>K/=«1», /γ_n<K/=«0») при γ_n>K на выходе обоих блоков компараторов 3.1 и 3.2 появляются логические «1».The adaptive smoothing process is as follows. Suppose that after turning on the device in the first reversible counter 5 K = 0, then almost every deviation (of both signs) γ _n in adder 1 will exceed the code K in counter 5. As a result of comparing γ _n with K (inverter operation mode: / γ _n > K / = “1”, / γ _n <K / = “0”) for γ _n > K, logical “1” appears at the output of both blocks of comparators 3.1 and 3.2.

Так как на стационарном режиме триггер 18 находится в состоянии «0», то с его инверсного выхода на первый вход первого элемента И 4 также поступает логическая «1». Высокий уровень сигнала на всех входах первого элемента И 4 разрешает прохождение тактового сигнала с входа 22 на суммирующий вход первого реверсивного счетчика 5 (код K в последнем увеличивается на единицу) и на вторые входы элементов И 10.1 и 10.2. Сигнал с выхода одного из них (в зависимости от знака отклонения) поступает на суммирующий или вычитающий вход второго реверсивного счетчика 11, т.е. реализуется сигнатурная функция (1). С ростом K число действительных отклонений будет уменьшаться, соответственно, уменьшится уровень изменчивости (дисперсии) выходной дискреты во втором реверсивном счетчике 11 результата сглаживания. Процесс роста K будет продолжаться до тех пор, пока не наступит динамическое равновесие, т.е. число импульсов, поступивших от блока 6 на вычитающий вход реверсивного счетчика 5, будет равно числу импульсов, поступивших на его суммирующий вход от элемента И 4. Положим d=7, а нормальная случайная последовательность дискрет имеет дисперсию с размахом отклонений 3σ_x=100, тогда в реверсивном счетчике 5 установится (см. таблицу) код параметра адаптации K=1,5σ_х=50. Пусть дисперсия на входе возросла до уровня 3σ_х=150, тогда параметр адаптации увеличится до K=75, однако выходное значение дисперсии останется неизменным, соответствующим заданному соотношению d=7 (7 к 1, т.е. на одно действительное отклонение будет приходиться семь нулевых).Since in the stationary mode, the trigger 18 is in the state "0", then from its inverse output to the first input of the first element And 4 also receives a logical "1". A high signal level at all inputs of the first And 4 element allows the passage of a clock signal from input 22 to the summing input of the first reverse counter 5 (the K code in the last increases by one) and to the second inputs of And 10.1 and 10.2. The signal from the output of one of them (depending on the sign of the deviation) is fed to the summing or subtracting input of the second reverse counter 11, i.e. the signature function (1) is implemented. With increasing K, the number of actual deviations will decrease, respectively, the level of variability (dispersion) of the output discretes in the second counter counter 11 of the smoothing result will decrease. The growth process of K will continue until a dynamic equilibrium sets in, i.e. the number of pulses received from block 6 to the subtracting input of the reverse counter 5 will be equal to the number of pulses received at its summing input from element 4. Put d = 7, and the normal random sequence has a variance of 3 _{× x} = 100, then in the reverse counter 5, the code of the adaptation parameter K = 1.5σ _x = 50 is set (see table). Let the input variance increase to 3σ _x = 150, then the adaptation parameter will increase to K = 75, however, the output variance will remain unchanged, corresponding to the given ratio d = 7 (7 to 1, i.e., there will be seven real deviations zero).

Блок 13 управления динамической характеристикой (БУДХ) автоматически переключает устройство со стационарного режима сглаживания на переходный (динамический) и обратно. Переходный режим может быть вызван ускорением, виражом, переходом с одного стационарного режима на другой (для некоторых групп объектов контроля или управления, например баллистических, стационарный режим может быть частным случаем динамического). Для стационарного случайного процесса вероятность появления серии, например, из восьми отклонений (от среднего) одного знака подряд (в соответствии с геометрическим законом распределения вероятностей) очень мала. Следовательно, такая серия обусловлена началом переходного режима.Block 13 dynamic response control (BUDH) automatically switches the device from a stationary mode of smoothing to transition (dynamic) and vice versa. Transient mode can be caused by acceleration, bending, or transition from one stationary mode to another (for some groups of objects of control or control, for example, ballistic, stationary mode can be a special case of dynamic). For a stationary random process, the probability of a series, for example, of eight deviations (from the average) of one sign in a row (in accordance with the geometric law of probability distribution) is very small. Therefore, this series is due to the beginning of the transition regime.

БУДХ 13 фиксирует такую серию и работает следующим образом. Так как для стационарного режима наиболее вероятны отклонения разных знаков, то при смене знака в сумматоре 1 с «плюс» на «минус» и наоборот соответствующий формирователь 14.1 или 14.2 генерирует импульс, который через элемент ИЛИ 15 сбрасывает в «0» счетчик 16 и триггер 18. На динамическом режиме (формирователи 14 не срабатывают) на счетчик 16 (например, 4-разрядный) непременно поступит восемь импульсов подряд с тактового входа 22. На выходе старшего разряда счетчика 16 установится логическая «1», высокий уровень которой обеспечит прохождение через основной элемент И 17.1 тактирующего импульса, который установит триггер 18 в «1». Последний сигналом с инверсного выхода запретит работу устройства на стационарном режиме (логический «0» на первом входе первого элемента И 4), а высоким уровнем прямого выхода разрешит через дополнительный элемент И 17.2 перезапись дискрет с одноканального блока сглаживания 23 во второй реверсивный счетчик 11, т.е. на выход 21 устройства. По окончании переходного режима в сумматоре 1 неизбежно возникнут отклонения разных знаков, что приведет к срабатыванию формирователей 14 и, соответственно, к переключению триггера 18 в состояние «0» (стационарный режим сглаживания).BUDH 13 captures such a series and works as follows. Since for the stationary mode the deviations of different signs are most likely, when the sign in adder 1 changes from “plus” to “minus” and vice versa, the corresponding driver 14.1 or 14.2 generates a pulse that, through the OR 15 element, resets counter 16 and trigger 18. In the dynamic mode (shapers 14 do not work), the counter 16 (for example, 4-bit) will certainly receive eight pulses in a row from the clock input 22. At the output of the high-order bit of the counter 16, a logical “1” will be set, a high level of which will allow passage through the new element And 17.1 timing pulse, which sets the trigger 18 to "1". The latter with a signal from the inverse output will prohibit the operation of the device in stationary mode (logical “0” at the first input of the first AND 4 element), and with a high level of direct output it will allow overwriting the discrete from the single-channel smoothing block 23 to the second reversal counter 11, t through an additional And 17.2 element .e. output 21 devices. At the end of the transition mode in the adder 1 inevitably there will be deviations of different signs, which will lead to the operation of the formers 14 and, accordingly, to switch the trigger 18 to the state "0" (stationary smoothing mode).

Введенный одноканальный блок сглаживания 23 содержит сумматор 24, последовательно соединенный с регистром 25 таким образом, что алгоритм экспоненциального сглаживания в нем (y_n=¹/₂x_n+¹/₂y_n-1) реализуется не операциями деления, а монтажным сдвигом (смещением шин) вправо на один разряд (в сторону младших разрядов) обоих слагаемых при вводе в сумматор, причем на один из входов младшего разряда сумматора постоянно заведена логическая «1» для компенсации методической погрешности усечения при сдвиге вправо.Introduced single channel smoothing section 23 comprises an adder 24 connected in series with a register 25 so that the algorithm of exponential smoothing therein (y _n = ^_1/2 x _n + ^_1/2 y _n-1) is not realized division operations, and mounting shear ( by shifting the buses) to the right by one bit (towards the lower digits) of both terms when entering the adder, moreover, one of the inputs of the least significant bit of the adder is constantly set to logical “1” to compensate for the truncation error when shifting to the right.

Блок 23 работает постоянно (на обоих режимах), инициируется тактовыми импульсами с входа 22 в регистр 25 и используется только на переходном (динамическом) режиме путем записи выходной сглаженной дискреты с регистра 25 во второй реверсивный счетчик 11 тоже тактовым сигналом с входа 22, но через дополнительный элемент И 17.2 блока БУДХ 13.Block 23 works continuously (in both modes), is triggered by clock pulses from input 22 to register 25 and is used only in transition (dynamic) mode by writing output smoothed samples from register 25 to the second reverse counter 11, also by a clock signal from input 22, but through additional element And 17.2 block BUDH 13.

Введение одноканального блока сглаживания 23 позволяет снизить дисперсию входного дискретного сигнала в три раза («АВТОМЕТРИЯ», СО АН СССР, Новосибирск, 1982, №5, стр.75) с минимальным фазовым сдвигом (запаздыванием) на динамических режимах.The introduction of a single-channel smoothing block 23 allows one to reduce the dispersion of the input discrete signal by a factor of three (AUTOMETRY, Siberian Branch of the Academy of Sciences of the USSR, Novosibirsk, 1982, No. 5, p. 75) with minimal phase shift (delay) in dynamic modes.

Вывод выхода первого реверсивного счетчика 5 на второй информационный выход 26 устройства позволяет (см. таблицу) получить приближенную оценку среднего квадратического отклонения при обработке нормальных стационарных или медленно меняющихся случайных процессов, например, в аппаратуре корреляционного или спектрального анализа.The output of the first reversible counter 5 to the second information output 26 of the device (see the table) allows you to obtain an approximate estimate of the mean square deviation when processing normal stationary or slowly changing random processes, for example, in equipment for correlation or spectral analysis.

Claims

Адаптивное цифровое сглаживающее устройство, содержащее сумматор, первый вход которого является информационным входом устройства, первый и второй блоки компараторов, первые входы которых соединены с выходом сумматора, причем с первым компаратором напрямую, а со вторым через блок инверторов; блок задания соотношения отклонений, содержащий (как управляемый делитель частоты) регистр, счетчик и элемент задержки, информационный и тактовый входы блока являются управляющим и тактовым входами устройства соответственно; первый элемент И, первый вход которого подключен к тактовому входу устройства, второй и третий входы соответственно к выходам первого и второго блоков компараторов, первый реверсивный счетчик, вычитающий вход которого соединен с выходом блока задания соотношения отклонений, инвертор, второй и третий элементы И, второй реверсивный счетчик результата сглаживания и блок управления динамической характеристикой (БУДХ), первый вход которого подключен к первому входу третьего элемента И и к выходу инвертора, второй вход соединен с первым входом второго элемента И, входом инвертора и выходом знакового разряда сумматора, а первый выход БУДХ подключен к входу сброса в 0 первого и шиной записи второго реверсивных счетчиков, причем БУДХ содержит элемент ИЛИ, счетчик, триггер, основной и дополнительный элементы И, первый и второй формирователи импульсов, входы которых являются первым и вторым входами БУДХ, которые через формирователи импульсов подключены к обоим входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с шинами сброса в 0 счетчика и триггера, вход установки в 1 которого подключен к выходу основного элемента И, первый вход которого соединен со старшим разрядом счетчика, а второй вход - с тактовыми входами счетчика и устройства и вторым входом дополнительного элемента И, первый вход которого подключен к прямому выходу триггера, а инверсный выход последнего - к четвертому входу первого элемента И, выход которого соединен с суммирующим входом первого реверсивного счетчика и со вторыми входами второго и третьего элементов И, причем выход второго элемента И подключен к вычитающему входу второго реверсивного счетчика, а выход третьего элемента И - к его суммирующему входу; информационный выход первого реверсивного счетчика соединен со вторыми входами первого и второго блоков компараторов; инверсный информационный выход второго реверсивного счетчика подключен ко второму входу сумматора, а прямой выход - к первому информационному выходу устройства, отличающееся тем, что введен одноканальный блок сглаживания, содержащий сумматор, последовательно соединенный с регистром, выход которого подключен к входу второго реверсивного счетчика результата сглаживания, шина записи в регистр соединена с тактирующим входом устройства, а вход сумматора подключен к информационному входу устройства, кроме того, выход первого реверсивного счетчика выведен на второй информационный выход устройства. An adaptive digital smoothing device containing an adder, the first input of which is the information input of the device, the first and second blocks of comparators, the first inputs of which are connected to the output of the adder, with the first comparator directly and with the second through the inverter unit; a deviation ratio setting unit containing (as a controlled frequency divider) a register, a counter and a delay element, information and clock inputs of the block are the control and clock inputs of the device, respectively; the first element And, the first input of which is connected to the clock input of the device, the second and third inputs, respectively, to the outputs of the first and second blocks of the comparators, the first reversible counter, the subtracting input of which is connected to the output of the unit for setting the ratio of deviations, the inverter, the second and third elements of And, the second a reversing counter of the smoothing result and a dynamic response control unit (BCC), the first input of which is connected to the first input of the third AND element and to the inverter output, the second input is connected to the first input m of the second element And, the inverter input and the output of the sign discharge of the adder, and the first output of the BUDH is connected to the reset input at 0 of the first and recording bus of the second reversible counters, and the BUDH contains an OR element, counter, trigger, the main and additional elements of I, the first and second pulse shapers, the inputs of which are the first and second inputs of the BUDH, which are connected through pulse shapers to both inputs of the OR element, the output of which is connected to the reset buses at 0 of the counter and trigger, the input of which is connected to 1 the output of the main element And, the first input of which is connected to the highest digit of the counter, and the second input - with the clock inputs of the counter and the device and the second input of the additional element And, the first input of which is connected to the direct output of the trigger, and the inverse output of the last - to the fourth input of the first element And, the output of which is connected to the summing input of the first reversible counter and with the second inputs of the second and third elements And, and the output of the second element And is connected to the subtracting input of the second reversible counter, and Exit third AND - to its summing input; the information output of the first reversible counter is connected to the second inputs of the first and second blocks of the comparators; the inverse information output of the second reversible counter is connected to the second input of the adder, and the direct output is connected to the first information output of the device, characterized in that a single-channel smoothing unit is introduced, comprising an adder connected in series with the register, the output of which is connected to the input of the second reverse counter of the smoothing result, the register write bus is connected to the clock input of the device, and the adder input is connected to the information input of the device, in addition, the output of the first reverse the counter is displayed on the second information output of the device.