NO830598L

NO830598L - CLUTCH DEVICE FOR QUICK CALCULATION OF DISCRETE FOURIER TRANSFORMATION OF A SIGNAL

Info

Publication number: NO830598L
Application number: NO830598A
Authority: NO
Inventors: Hondt Jean Pierre D
Original assignee: Intercontrole Sa
Priority date: 1982-02-23
Filing date: 1983-02-21
Publication date: 1983-08-24
Also published as: MA19729A1; GR77063B; KR840003840A; ES8402956A1; DK79083D0; DK79083A; ES519980A0

Description

Koblingsanordning til hurtig beregningCoupling device for quick calculation

av diskret fouriertransformasjon av et signalof discrete fourier transform of a signal

Den foreliggende oppfinnelse går ut på en koblingsanordning til rask beregning av diskret fouriertransformasjon av et signal. Den finner en anvendelse i analyse av målesignaler, særlig analyse av spenninger avgitt av en sonde til ikke-destruktiv prøvning med foucaultstrømmer. The present invention concerns a switching device for fast calculation of the discrete Fourier transform of a signal. It finds application in the analysis of measurement signals, in particular the analysis of voltages emitted by a probe for non-destructive testing with foucault currents.

Det er kjent at denne form for kontroll består i å frembringe et variabelt magnetfelt ved hjelp av en primær-vikling, utsette et prøvestykke for dette felt, utta en spenning på klemmene for en sekundærvikling anordnet i nærhet av prøvestykket og analysere denne spenning. Primær- og sekundærviklingene er plassert i en sonde som kan anta forskjellige former (de kan være sammenstokket, anordnet i bro osv....). Enhver feil ved prøvestykket (dimensjonsforandring, variasjon i elektrisk ledningsevne, variasjon i magnetisk permeabilitet, riss m.v.) endrer fase og styrke av de i stykket induserte foucaultstrømmer.og forandrer dermed den spenning som uttas på sondens klemmer. It is known that this form of control consists in producing a variable magnetic field by means of a primary winding, exposing a test piece to this field, applying a voltage to the terminals of a secondary winding arranged near the test piece and analyzing this voltage. The primary and secondary windings are placed in a probe which can take different forms (they can be stacked, arranged in a bridge, etc...). Any defect in the test piece (dimension change, variation in electrical conductivity, variation in magnetic permeability, cracks, etc.) changes the phase and strength of the Foucault currents induced in the piece, and thus changes the voltage that is taken at the probe's terminals.

Når stykket som skal prøves, er magnetisk, melder det seg en spesiell vanskelighet som henger sammen med materialets store permeabilitet. For denne medfører at målesignalet blir avhengig av visse parametre, som dimensjoner, vekt osv. When the piece to be tested is magnetic, a special difficulty arises which is linked to the material's great permeability. This means that the measurement signal becomes dependent on certain parameters, such as dimensions, weight, etc.

I tilfellet av prøvning av magnetiske stykker består behandlingen av målesignalene vesentlig i å bestemme dets harmoniske. Med andre ord dreier det seg om en fouriertransformasjon. Således har det vært påvist at kjennskapet til de harmoniske av signalet gjør det mulig å unngå den ovennevnte ulempe når det gjelder målesignalets avhengighet av visse parametre. Således kan amplituden av den tredje harmoniske, som ganske godt gjengir stykkets struktur, men stadig er følsom for stykkets vekt,, vektbelastes med fasen eller amplituden av grunnbølgen, som nettopp er en funksjon av stykkets vekt, for å oppnå et resultat som stort sett er uavhengig av vekten. Andre kombinasjoner mellom harmoniske gjør det mulig å eliminere betydningen av andre parametre. Forøvrig er det kjent at den første harmoniske komponent spiller en foretrukken rolle. Den kan i et impedansplan representeres ved et punkt som i tilfellet av at man lar stykket passere gjennom en såkalt "diffe-rensiell" føler, beskriver en åttetallformet kurve hvis amplitude og orientering gjør det mulig å bestemme defektene i det undersøkte stykke. In the case of testing magnetic pieces, the processing of the measurement signals essentially consists in determining its harmonics. In other words, it is a Fourier transformation. Thus, it has been demonstrated that the knowledge of the harmonics of the signal makes it possible to avoid the above-mentioned disadvantage when it comes to the measurement signal's dependence on certain parameters. Thus, the amplitude of the third harmonic, which fairly well reproduces the structure of the piece, but is still sensitive to the piece's weight, can be weighted with the phase or amplitude of the fundamental wave, which is precisely a function of the piece's weight, to achieve a result that is largely regardless of the weight. Other combinations between harmonics make it possible to eliminate the importance of other parameters. Incidentally, it is known that the first harmonic component plays a preferred role. It can be represented in an impedance plane by a point which, in the case of allowing the piece to pass through a so-called "differential" sensor, describes a figure-of-eight curve whose amplitude and orientation make it possible to determine the defects in the examined piece.

Sagt generelt blir koblingsanordningen ifølge oppfinnelsen benyttet ved utgangen fra et måleapparat som vist på fig. 1. Et vilkårlig måleapparat 110 avgir ved en utgang 111 et analogt målesignal. En signalbehandlingskobling 120 har en inngang 121 forbundet med utgangen 111, og en utgang 122 som leverer informasjoner angående de harmoniske av målesignalet. Den foreliggende oppfinnelse finner fortrinnsvis anvendelse i sammenheng med ikke-destruktiv prøvning med foucaultstrømmer. I dette tilfelle omfatter apparatet 110 en vekselstrømgenerator 112 etterfulgt av en forsterkerkrets 113 som mater en sonde 114. Stykkene 116 som skal prøves, passerer i nærheten av sonden 114. Det målesignal som uttas med sonden, blir for-sterket av en krets 118 og opptrer ved utgangen 111. Det er dette signal som blir tilført analysekoblingen 120. En krets 124 til utnyttelse av resultatene kan komplettere analysekoblingen for å virke på et utvalgsorgan 125, f.eks. egnet til å vrake defekte stykker. Generally speaking, the coupling device according to the invention is used at the output of a measuring device as shown in fig. 1. An arbitrary measuring device 110 emits an analogue measuring signal at an output 111. A signal processing link 120 has an input 121 connected to the output 111, and an output 122 which supplies information regarding the harmonics of the measurement signal. The present invention is preferably used in connection with non-destructive testing with Foucault currents. In this case, the apparatus 110 comprises an alternating current generator 112 followed by an amplifier circuit 113 which feeds a probe 114. The pieces 116 to be tested pass in the vicinity of the probe 114. The measurement signal taken with the probe is amplified by a circuit 118 and acts at the output 111. It is this signal that is supplied to the analysis link 120. A circuit 124 for utilizing the results can complete the analysis link to act on a selection device 125, e.g. suitable for scrapping defective pieces.

Analysekoblingen 120 utfører en fouriertransformasjon av det signal som tilføres den. Skjønt analysekoblinger av analog type ville være mulige, foretrekker man i dag å arbeide numerisk, noe som muliggjør en bedre presisjon og større smidighet av analysen. Signalene som skal behandles, blir derfor først omdannet til numeriske stikkprøver og deretter underkastet vedkommende transformasjon. Siden denne operasjon ikke skjer på en kontinuerlig størrelse, men på sekvenser av stikkprøver, blir den tradisjonelt betegnet "diskret" fouriertransformasjon eller forkortet DFT (i engelsk terminologi DFT for "Discrete Fourier Transform"). The analysis link 120 performs a Fourier transform of the signal supplied to it. Although analog-type analysis links would be possible, today it is preferred to work numerically, which enables better precision and greater flexibility of the analysis. The signals to be processed are therefore first converted into numerical random samples and then subjected to the relevant transformation. Since this operation does not take place on a continuous quantity, but on sequences of random samples, it is traditionally called "discrete" Fourier transform or abbreviated DFT (in English terminology DFT for "Discrete Fourier Transform").

Blokken 120 innenfor den strekpunkterte ramme på fig. 1 inneholder et oversiktsskjerna over en analysekobling av denne type. The block 120 within the dash-dotted frame in fig. 1 contains an overview core of an analysis link of this type.

Koblingsanordningen omfatter:The coupling device includes:

- en analog-numerisk omformer 126,- an analog-to-digital converter 126,

- et variabelt lager 128 som i det følgende vil bli betegnet som opptakslager, og som er av typen med direkte aksess (forkortet "RAM" for "Random Access memory") og har en datainngang 129 forbundet med omformeren 126, og en utgang 131, - a variable storage 128 which will be referred to in the following as recording storage, and which is of the type with direct access (abbreviated "RAM" for "Random Access memory") and has a data input 129 connected to the converter 126, and an output 131,

samt as well

- et system 140 egnet til å bevirke en diskret fouriertransformasjon av de stikkprøver som inneholdes i lageret 28. Denne transformasjon gjør det mulig å bestemme den reelle og den imaginære komponent henholdsvis E og I av signalets harmoniske. - a system 140 suitable for effecting a discrete Fourier transformation of the random samples contained in the storage 28. This transformation makes it possible to determine the real and the imaginary component respectively E and I of the signal's harmonics.

For å gjøre oppfinnelsestanken mer forståelig er det på sin plass å gi en kort omtale av den diskrete fouriertransformasjon. To make the idea of the invention more understandable, it is appropriate to give a brief description of the discrete Fourier transform.

Det dreier seg om å beregne en harmonisk komponent betegnet X_ hvor k er vedkommende harmoniskes ordenstall, ut fra en sekvens av opptatte stikkprøver x(n) hvor n betegner stikkprøvens nummer i sekvensen; dette nummer varierer fra 0 for første stikkprøve til N-l for siste. Den k'te harmoniske er gitt ved det klassiske uttrykk: It involves calculating a harmonic component denoted X_ where k is the order number of the relevant harmonic, based on a sequence of taken random samples x(n) where n denotes the number of the random sample in the sequence; this number varies from 0 for the first sample to N-1 for the last. The k'th harmonic is given by the classical expression:

hvor N betegner antall stikkprøver som inngår i beregningen, og bokstaven j_ imaginærfaktoren. Ved utvikling av eksponen-sialfunksjonen fås: et uttrykk som gjør det mulig å skille ut de reelle og imaginære komponenter henholdsvis Rkog 1^ av den harmoniske med ordenstall k: where N denotes the number of random samples included in the calculation, and the letter j_ the imaginary factor. When developing the exponential function, you get: an expression that makes it possible to separate out the real and imaginary components, respectively Rkog 1^ of the harmonic with order number k:

Ut fra kjennskapet til R, og 1^er det mulig å utlede amplituden A og fasen f av vedkommende harmoniske: From the knowledge of R, and 1^, it is possible to derive the amplitude A and the phase f of the relevant harmonic:

Beregningen av R og av I krever N multiplikasjoner for hver, siden de N stikkprøver må tas en for en. Der må således utføres 2N multiplikasjoner pr. harmonisk. Siden det er mulig å beregne N harmoniske med en sekvens av N stikkprøver, krever en samlet diskret fouriertransformasjon 2N 2 multiplikasjoner. The calculation of R and of I requires N multiplications for each, since the N samples must be taken one by one. Thus, 2N multiplications must be carried out per harmonious. Since it is possible to calculate N harmonics with a sequence of N samples, an overall discrete Fourier transform requires 2N 2 multiplications.

Det er klart at dette antall er meget betydelig når N er høyt. F.eks. blir det for .512 stikkprøver lik 524.288. Beregningstiden blir da prohibitiv, og prøveapparatet kan ikke virke i overkommelig tid. It is clear that this number is very significant when N is high. E.g. it will be for .512 random samples equal to 524,288. The calculation time then becomes prohibitive, and the test apparatus cannot work for a reasonable time.

Dette er grunnen til at intet apparat til prøvning med foucaultstrømmer basert,på diskret fouriertransformasjon gjør bruk av de ovenfor angitte beregningsregler, som snarere utgjør teoretiske definisjoner av de størrelser som skal beregnes, enn prinsipper for funksjonen av de benyttede kretser. Apparatene med store ytelser gjør bruk av mer avanserte algoritmer som har vært uttenkt nettopp for å forkorte beregningstiden. Den utførte transformasjon blir da betegnet som "hurtig" eller forkortet- ......HFT (i engelsk terminologi FFT for "Fast Fourier Transform"). This is the reason why no device for testing Foucault currents based on discrete Fourier transformation makes use of the calculation rules stated above, which rather constitute theoretical definitions of the quantities to be calculated, than principles for the functioning of the circuits used. The devices with high performance make use of more advanced algorithms that have been devised precisely to shorten the calculation time. The performed transformation is then designated as "fast" or abbreviated- ......HFT (in English terminology FFT for "Fast Fourier Transform").

De anvendte algoritmer er kjente, og det er ikke nød-vendig å gjengi dem her (Cooley-, Sande-algoritmer m.v.). Det er nok å si at de gjør bruk av faktoroppløsning av matriser under anvendelse av mellomkoeffisienter mellom signalet og den transformerte sekvens. Beregningen skjer således i trinn, hvorav det første går ut fra de N stikkprøver og det siste gir N harmoniske komponenter. Det kan vises at antall utførte operasjoner i disse algoritmer da blir effektivt redusert og går ned fra 2N<2>til 2Nlog2N. For N=512 blir antallet lik 13.824, til forskjell fra 524.288 med de tidligere nevnte beregningsregler. The algorithms used are known, and it is not necessary to reproduce them here (Cooley, Sande algorithms, etc.). Suffice it to say that they make use of factorization of matrices using intermediate coefficients between the signal and the transformed sequence. The calculation thus takes place in steps, the first of which is based on the N random samples and the last gives N harmonic components. It can be shown that the number of operations performed in these algorithms is then effectively reduced and goes down from 2N<2> to 2Nlog2N. For N=512, the number is equal to 13,824, in contrast to 524,288 with the previously mentioned calculation rules.

Hensikten med den foreliggende oppfinnelse er å påskynde beregningen av de harmoniske ytterligere. Til formålet gjør man ifølge oppfinnelsen ganske paradoksalt avkall på den nettopp omtalte hurtige fouriertransformasjon for å bibeholde den tidligere nevnte elementære prosess som anses som uskikket. Oppfinnelsen strider således mot de herskende forestillinger,på området, hvor man stadig søker å finne hurtige algoritmer med utvikling via mellomtrinn. The purpose of the present invention is to further speed up the calculation of the harmonics. For this purpose, according to the invention, rather paradoxically, the just mentioned fast Fourier transformation is renounced in order to retain the previously mentioned elementary process which is considered unsuitable. The invention thus goes against the prevailing notions in the area, where one constantly seeks to find fast algorithms with development via intermediate steps.

Oppfinnelsen skyldes en avansert analyse som oppfinnerne har gjennomført med hensyn til den spesielle karakter av diskret fouriertransformasjon i tilfellet av ikke-destruktiv prøvning med foucaultstrømmer. Den særegenhet som denne teknikk inne-bærer, er at den i virkeligheten bare behøver de første harmoniske av signalet og ikke det samlede bilde av de N harmoniske som den vanlige hurtige fouriertransformasjon gir. Det spørsmål som melder seg, blir dermed å finne ut hvor mange operasjoner den.hurtige fouriertransformasjon behøver når man begrenser utviklingen til de første harmoniske. The invention is due to an advanced analysis carried out by the inventors with regard to the special nature of discrete fourier transformation in the case of non-destructive testing with foucault currents. The peculiarity of this technique is that in reality it only needs the first harmonics of the signal and not the overall image of the N harmonics that the usual fast Fourier transformation provides. The question that arises is thus to find out how many operations the fast Fourier transformation needs when you limit the development to the first harmonics.

Et detaljert studium av de alminnelig anvendte algoritmer, en studie som inngår i grunnlaget for oppfinnelsen, viser at der i tilfellet av at stikkprøvenes antall N er en potens av 2 (N = 2 ), for å oppnå de h første harmoniske med en algoritme av HFT må gjennomføres et antall operasjoner lik: A detailed study of the commonly used algorithms, a study that is part of the basis of the invention, shows that in the case that the number of random samples N is a power of 2 (N = 2 ), to obtain the h first harmonics with an algorithm of HFT must carry out a number of operations equal to:

et uttrykk hvor i betegner antall trinn som benyttes i den hurtige algoritme, og størrelsen h.21 skal være begrenset til an expression where i denotes the number of steps used in the fast algorithm, and the size h.21 must be limited to

verdien N.the value N.

For h=3, dvs. når man bare tar for seg 3 harmoniske, krever den hurtige fouriertransformasjon da 3795 operasjoner. Imidlertid behøver de enkelte operasjoner for direkte produkter av stikkprøvene med sinus- og cosinuskoeffisienter et antall 3x2x512=3072, som således er lavere. Man får således det overraskende resultat at algoritmen med enkel multiplikasjon blir raskere enn algoritmene med hurtig transformasjon i denne spesielle situasjon. For h=3, i.e. when only 3 harmonics are considered, the fast Fourier transformation then requires 3795 operations. However, the individual operations for direct products of the samples with sine and cosine coefficients require a number of 3x2x512=3072, which is thus lower. One thus gets the surprising result that the algorithm with simple multiplication is faster than the algorithms with fast transformation in this particular situation.

Den første grunnleggende hovedtanke ifølge den foreliggende oppfinnelse blir således at man i virkeligheten arbeider med de følgende uttrykk: The first basic main idea according to the present invention is thus that in reality you work with the following expressions:

dvs. tilveiebringer produktene av stikkprøvene x(n) med koeffi-_.. 2fTnk . 2irnk , , «,,, sientene cos—— og sin—^— og danner summene av de oppnådde produkter. i.e. provides the products of the samples x(n) with coeffi-_.. 2fTnk . 2irnk , , «,,, the sients cos—— and sin—^— and form the sums of the products obtained.

Disse operasjoner ville kunne utføres ved hjelp av et program av instrukser med hensyn til multiplikasjoner (for å gi vedkommende produkter) og addisjoner (for å danne summen av de oppnådde produkter). Men stadig av hensyn til hurtigheten gir oppfinnelsen anvisning på en annen løsning, som består i å anvende en spesiell koblingsanordning vesentlig bestående av et multiplikatortrinn etterfulgt av et samletrinn. Interessen av en slik løsning ligger i å gjøre det mulig å benytte kretser som arbeider med koblingslogikk og er meget raskere enn program-merte kretser. Beregningstiden for disse kretser kan være av størrelsesorden 100 nanosekunder. These operations could be performed by means of a program of instructions regarding multiplications (to give the respective products) and additions (to form the sum of the obtained products). However, still for reasons of speed, the invention provides instructions for another solution, which consists in using a special switching device essentially consisting of a multiplier stage followed by an aggregation stage. The interest of such a solution lies in making it possible to use circuits that work with switching logic and are much faster than programmed circuits. The calculation time for these circuits can be of the order of 100 nanoseconds.

En ytterligere interesse som knytter seg til oppfinnelsen, er muligheten av å utnytte visse kretser som i dag er å få i handelen, og som er i stand til på en gang å utføre både multiplikasjoner og addisjoner og en.samleoperasjon i løpet av meget kort tid. A further interest linked to the invention is the possibility of utilizing certain circuits which are commercially available today, and which are capable of simultaneously performing both multiplications and additions and a summation operation within a very short time .

Når det gjelder de sinus- og cosinus-koeffisienter som behøves for beregningene, ville de kunne dekkes ved et program. Men ifølge oppfinnelsen foretrekkes det her å gjøre bruk av en krets, her et lager, hvor alle benyttede koeffisienter er oppbevart. Dette lager er av typen fast programmerbart lager (forkortet PROM for "Programmable Read Only Memory"). Det er inndelt i så mange blokker som der skal beregnes harmoniske komponenter, idet blokk med ordenstall k inneholder de koeffisienter med ordenstall k som behøves for beregningen av k1 te harmoniske. As for the sine and cosine coefficients needed for the calculations, they could be covered by a program. But according to the invention, it is preferred here to make use of a circuit, here a store, where all used coefficients are stored. This storage is of the fixed programmable storage type (abbreviated PROM for "Programmable Read Only Memory"). It is divided into as many blocks as there are harmonic components to be calculated, the block with order number k containing the coefficients with order number k that are needed for the calculation of k1 te harmonics.

Sluttelig kan adresseringen av de to lagre hvor henholdsvis stikkprøvene og koeffisientene er lagret, kunne skje ifølge instruksjoner stammende fra en styrende mikroprosessor. Denne løsning ville kreve omtrent 100 ys til forberedelse og ville ødelegge fordelen av å bruke et multiplikasjonsledd som arbeider med 100 ns. Ifølge oppfinnelsen skjer derimot utlesningen av de to lagre ved hjelp av en og samme teller, som meget raskt leverer de suksessive adresser for stikkprøvene og koeffisientene. Finally, the addressing of the two stores where the random samples and the coefficients are respectively stored, could take place according to instructions originating from a controlling microprocessor. This solution would require about 100 ys for preparation and would destroy the advantage of using a multiplier operating at 100 ns. According to the invention, on the other hand, the two stores are read out by means of one and the same counter, which very quickly delivers the successive addresses for the random samples and coefficients.

Således er hele utformingen av regnekoblingen ifølge oppfinnelsen bestemt ved ønsket om å oppnå stor beregnings-hurtighét, og det til tross for den tilsynelatende langsomhet av den bibeholdte beregningsprosedyre. Thus, the entire design of the calculation link according to the invention is determined by the desire to achieve great calculation speed, and that despite the apparent slowness of the retained calculation procedure.

Nærmere bestemt går den foreliggende oppfinnelse således ut på en koblingsanordning til hurtig beregning av diskret fouriertransformasjon av et signal avgitt av et måleapparat, særlig av et apparat til ikke-destruktiv prøvning med foucault-strømmer, omfattende: - en analog-numerisk omformer med en inngang som mottar signalet som skal behandles, og en utgang som avgir numerske More specifically, the present invention is thus based on a coupling device for rapid calculation of the discrete Fourier transform of a signal emitted by a measuring device, in particular by a device for non-destructive testing with foucault currents, comprising: - an analog-to-digital converter with an input which receives the signal to be processed, and an output which emits numerical values

stikkprøver,random samples,

- et lager av typen med direkte aksess, betegnet opptakslager, som har en datainngang forbundet med omfprmerens utgang, en - a store of the type with direct access, called recording store, which has a data input connected to the converter's output, a

adresseringsinngang og en datautgang, ogaddressing input and a data output, and

- et system til beregning av diskret fouriertransformasjon med en inngang forbundet med utgangen fra opptakslageret, og en utgang som leverer den reelle og den imaginære andel av de harmoniske av signalet, og denne koblingsanordning erkarakterisert vedat systemet til beregning av diskret fouriertransformasjon omfatter: - a system for calculating the discrete fourier transform with an input connected to the output from the recording storage, and an output which supplies the real and the imaginary part of the harmonics of the signal, and this coupling device is characterized in that the system for calculating the discrete Fourier transform comprises:

- et fast lager av programmerbar type, betegnet koeffisientlager, med en adresseringsutgang og en datautgang og inndelt i like mange blokker som der skal beregnes harmoniske, idet k1 te blokk inneholder koeffisientene sin^^<n>^ og cos-^^, hvor N er antall stikkprøver inneholdt i opptakslageret og n - a fixed storage of programmable type, designated coefficient storage, with an addressing output and a data output and divided into as many blocks as there are harmonics to be calculated, the k1 th block containing the coefficients sin^^<n>^ and cos-^^, where N is the number of random samples contained in the recording warehouse and n

antar alle verdier fra 0 til N-l,assumes all values from 0 to N-l,

- en teller som har to utganger som formidler to sett av adresser, og hvorav den første utgang er forbundet med adresseringsinngangen til opptakslageret og den annen med adresseringsinngangen til koeffisientlageret, hvilke adresser svarer henholdsvis til opptakslagerets stikkprøver og til - a counter that has two outputs that convey two sets of addresses, and of which the first output is connected to the addressing input of the recording store and the other to the addressing input of the coefficient store, which addresses respectively correspond to the random samples of the recording store and to

koeffisientene hos en blokk i koeffisientlageret,the coefficients of a block in the coefficient store,

- en multiplikatorkrets som har to innganger, hvorav den ene er forbundet med utgangen fra opptakslageret og den annen med - a multiplier circuit having two inputs, one of which is connected to the output of the recording store and the other to

utgangen fra koeffisientlageret, samt en utgang,the output from the coefficient store, as well as an output,

- en samlekrets som har en inngang forbundet med multiplika-sjonskoblingens utgang, og en utgang som formidler de søkte - a collector circuit which has an input connected to the output of the multiplication link, and an output which conveys the sought

reelle og imaginære deler,real and imaginary parts,

- en sekvensbestemmende krets egnet til å overføre pulser til telleren og beordre utlesing av stikkprøvene i opptakslageret og samtidig utlesning av den første blokk av koeffisient- - a sequence-determining circuit suitable for transmitting pulses to the counter and ordering the reading of the random samples in the recording store and the simultaneous reading of the first block of coefficients

2 Tm 2 hrs

lageret for koeffisientene cos—^— og derpå beordre fornyet utlesning av stikkprøvene i opptakslageret og samtidig utlesning av samme første blokk av koeffisientlageret for koeffisientene sin^jp,. samt ved hver utlesning av en stikk-prøve og en. koef f.isient å aktivere multiplikasjonstrinnene og derpå samletrinnene, samt å gjenta disse operasjoner med annen blokk av koeffisientlageret og så videre inntil den siste. the storage for the coefficients cos—^— and then order renewed reading of the random samples in the recording storage and simultaneous reading of the same first block of the coefficient storage for the coefficients sin^jp,. as well as at each reading of a random sample and one. koef f.isient to activate the multiplication steps and then the aggregation steps, as well as to repeat these operations with another block of the coefficient store and so on until the last one.

Under enhver omstendighet vil oppfinnelsens særtrekk fremgå bedre av den følgende beskrivelse av utførelseseksempler som anføres som illustrerende og på ingen måte som begrensende. I beskrivelsen vil der bli henvist til tegningen. Denne omfatter i tillegg til den allerede omtalte fig. 1 ennvidere: fig. 2, som er et oversiktsskjerna over beregningskoblingen ifølge,oppfinnelsen, In any case, the special features of the invention will appear better from the following description of embodiments which are given as illustrative and in no way limiting. In the description, reference will be made to the drawing. This includes, in addition to the already mentioned fig. 1 further: fig. 2, which is an overview core of the calculation link according to the invention,

fig. 3, som er et generelt skjema for en utførelses-variant, fig. 3, which is a general diagram for an embodiment variant,

fig. 4, som viser en spesiell utførelsesform for en adresseringsteller og et koeffisientlager, fig. 4, showing a particular embodiment of an addressing counter and a coefficient store,

fig. 5, som viser en spesiell utførelsesform av et opptakslager, og fig. 5, which shows a particular embodiment of a recording storage, and

fig. 6, som viser en spesiell utførelsesform for regnekoblingen med tilhørende inngangs- og utgangskretser. fig. 6, which shows a special embodiment of the calculation link with associated input and output circuits.

Oppfinnelsen lar seg anvende hver gang man ønsker å foreta en hurtig beregning av første harmoniske komponenter av et målesignal. Dog er det i tilfellet av ikke-destruktiv prøving med foucaultstrømmer at den finner sin foretrukne anvendelse som forklart tidligere, og det er grunnen til at den følgende beskrivelse refererer seg til dette eksempel. The invention can be used every time you want to make a quick calculation of the first harmonic components of a measurement signal. However, it is in the case of non-destructive testing with Foucault currents that it finds its preferred application as explained earlier, which is why the following description refers to this example.

Hovedskjemaet for en koblingsanordning ifølge oppfinnelsen er vist på fig. 2, hvor man gjenkjenner de elementer som allerede var vist på fig. 1, nemlig den analog-numeriske omformer 126 og opptakslageret 118. Videre viser fig. 2 mer spesielt utformingen av det system 14 0 som gjør det mulig å beregne de reelle av de imaginære komponenter av de første harmoniske ut fra de N stikkprøver som er lagret i opptakslageret 128. The main diagram for a coupling device according to the invention is shown in fig. 2, where one recognizes the elements that were already shown in fig. 1, namely the analog-to-digital converter 126 and the recording storage 118. Furthermore, fig. 2 more particularly the design of the system 14 0 which makes it possible to calculate the real of the imaginary components of the first harmonics from the N random samples stored in the recording storage 128.

I den viste form omfatter dette system 14 0 vesentlig et fast lager 152, en teller 132, et multiplikasjonstrinn 160, et samletrinn 170 og et sekvensbestemmende ledd.178. Disse forskjellige elementer vil bli beskrevet detaljert. In the form shown, this system 140 essentially comprises a fixed storage 152, a counter 132, a multiplication step 160, an aggregation step 170 and a sequence-determining link 178. These different elements will be described in detail.

Det faste lager 152 er av typen PROM. Det har en adresseringsinngang 154 og en datautgang 156. Dette lager er inndelt i like mange blokker som der skal beregnes harmoniske (tre blokker i det valgte eksempel). k'te blokk inneholder The fixed storage 152 is of the PROM type. It has an addressing input 154 and a data output 156. This storage is divided into as many blocks as there are harmonics to be calculated (three blocks in the selected example). k'th block contains

2 7m3c 2 imk koeffisientene sin N og cos-^—, hvor N er antall stikkprøver inneholdt i opptakslageret 128, og hvor n antar alle verdier fra 0 til N-l. I første blokk finner man således koeffisientene sin Ncos—iannen koeffisientene sin ^ og 2 7m3c 2 imk the coefficients sin N and cos-^—, where N is the number of random samples contained in the recording store 128, and where n assumes all values from 0 to N-1. In the first block one thus finds the coefficients sin Ncos—and the coefficients sin ^ and

'4irn .. ,...... 6iTn 6im'4irn .. ,...... 6iTn 6im

cos—^— og i tredje koeffisientene sin— og cos—.cos—^— and in the third the coefficients sin— and cos—.

Telleren 132 har to utganger som formidler hvert sitt sett av adresser; Første utgang 136 er forbundet med en adresseringsinngang 130 til opptakslageret 128, og annen utgang 137 med adresseringsinngangen 154 til koeffisientlageret 152. De adresser som leveres av telleren 132, bestemmer henholdsvis en stikkprøve i opptagslageret 128 og en koeffisient i en av blokkene hos koeffisientlageret 132. For N=512 behøves adresser med 9 binære elementer eller bits (2 9=512). For å velge ut en blokk blant tre behøves videre 2 adresseringsbits, og for valg av enten sinusserien eller cosinusserien behøves enda en adresseringsbit, altså alt i alt 9+2+1=12 bits for adresseringen av lageret 152. The counter 132 has two outputs which convey each set of addresses; First output 136 is connected to an addressing input 130 to the recording storage 128, and second output 137 to the addressing input 154 to the coefficient storage 152. The addresses supplied by the counter 132 respectively determine a random sample in the recording storage 128 and a coefficient in one of the blocks of the coefficient storage 132. For N=512, addresses with 9 binary elements or bits are needed (2 9=512). In order to select a block from among three, 2 addressing bits are also needed, and for selecting either the sine series or the cosine series, one more addressing bit is needed, i.e. all in all 9+2+1=12 bits for the addressing of the storage 152.

Multiplikatortrinnet 160 har to innganger 161 og 162, den første forbundet med utgangen 131 fra opptakslageret 128, og den annen med utgangen 156 fra koeffisientlageret 152. Multiplikatortrinnet har likeledes en utgang 163. The multiplier stage 160 has two inputs 161 and 162, the first connected to the output 131 from the recording store 128, and the second to the output 156 from the coefficient store 152. The multiplier stage likewise has an output 163.

Samlekretsen 170 har en inngang 171 forbundet med utgangen 163 fra multiplikatortrinnet 160, og en utgang 172 som formidler de reelle og imaginære andeler av de søkte harmoniske. The collector circuit 170 has an input 171 connected to the output 163 from the multiplier stage 160, and an output 172 which conveys the real and imaginary parts of the sought harmonics.

Den sekvensbestemmende krets 178 er tilkoblet en teller ved en forbindelse 180, med opptakslageret 128 ved en forbindelse 181, med koeffisientlageret 152 ved en forbindelse 182, med multiplikatortrinnet 160 v& b. en forbindelse 183 og med samletrinnet 170 via en forbindelse 184. The sequence-determining circuit 178 is connected to a counter at a connection 180, with the recording storage 128 at a connection 181, with the coefficient storage 152 at a connection 182, with the multiplier stage 160 v& b. a connection 183 and with the summing stage 170 via a connection 184.

Det samlede viste system omfatter ennvidere en mikroprosessor 150 som er forbundet med alle de ovennevnte elementer (som for enkelhets skyld ikke er vist på fig. 3., men som vil fremgå av de følgende figurer). The overall system shown further comprises a microprocessor 150 which is connected to all the above-mentioned elements (which, for the sake of simplicity, is not shown in Fig. 3., but which will appear from the following figures).

Den sekvensbestemmende krets 178 adresserer tellepulser til telleren 132 via forbindelsen 180.. Via forbindelsen 181 beordrer den utlesning av opptakslageret 128 og samtidig utlesning av koeffisientene i lageret 152. The sequence-determining circuit 178 addresses counting pulses to the counter 132 via the connection 180. Via the connection 181, it orders the reading of the recording storage 128 and the simultaneous reading of the coefficients in the storage 152.

Utlesningen av stikkprøvene og koeffisientene i deres respektive lågere oppnås ved bruk av en teller 132 hvis innhold varierer fra 0 til 511 under styring fra pulsene som den mottar fra det sekvensbestemmende trinn. The reading of the samples and the coefficients in their respective lowers is obtained using a counter 132 whose content varies from 0 to 511 under control of the pulses which it receives from the sequencing stage.

Dette sekvensbestemmende trinn beordrer først utlesning av stikkprøvene som cosinusfunksjon. For hver puls.ankommer en stikkprøve og en cosinuskoeffisient samtidig på inngangene 161 og 162 til multiplikatortrinnet. Det sekvensbestemmende trinn beordrer da ved forbindelsen 183 multiplikatortrinnet 160 til å danne produktet av de to data. Videre gir det sekvensbestemmende trinn via forbindelsen 184 ordre til samletrinnet 170, This sequence-determining step first orders the reading of the random samples as a cosine function. For each pulse, a sample and a cosine coefficient arrive simultaneously at the inputs 161 and 162 of the multiplier stage. The sequence-determining stage then orders at connection 183 the multiplier stage 160 to form the product of the two data. Furthermore, the sequence-determining step via the connection 184 gives orders to the gathering step 170,

som tar i betraktning det partielle produkt som leveres av multiplikasjonstrinnet. which takes into account the partial product provided by the multiplication step.

Ved den følgende puls som adresseres til telleren, stiller en ny stikkprøve seg ved inngangen til multiplikatortrinnet, og likeledes en ny cosinuskoeffisient. Multiplikasjons- og samlefunksjonene gjentar seg. At the next pulse addressed to the counter, a new sample is placed at the input of the multiplier stage, and likewise a new cosine coefficient. The multiplication and addition functions repeat.

Etter 512 sykluser av denne art melder det sekvensbestemmende trinn til mikroprosessoren 150 at en fullstendig beregning har vært utført, og at der ved utgangen 172 fra samletreinnet 170 står parat den reelle andel av første harmoniske. Mikroprosessoren 150 leser da resultatet og beordrer det sekvensbestemmende ledd til å gå i gang med den følgende sekvens, som gjør det mulig å få den imaginære andel. After 512 cycles of this kind, the sequence-determining step reports to the microprocessor 150 that a complete calculation has been carried out, and that at the output 172 of the aggregate train 170 the real proportion of the first harmonic is ready. The microprocessor 150 then reads the result and orders the sequence determining link to start the following sequence, which makes it possible to obtain the imaginary part.

Til dette formål velger det sekvensbestemmende trinn med et passende signal formidlet av forbindelsen 182, rekken av sinuskoeffisienter, stadig i første blokk av koeffisientlageret. Etter 512 nye lese-, multiplikasjons- og samleoperasjoner leverer samletrinnet den imaginære andel av første harmoniske. Mikroprosessoren 150 leser ut dette resultat og gir det sekvensbestemmende trinn beskjed om å gå i gang med beregningsfasen for annen harmoniske. For this purpose, the sequence-determining step selects with an appropriate signal conveyed by the connection 182, the series of sine coefficients, constantly in the first block of the coefficient store. After 512 new read, multiply and add operations, the adder stage delivers the imaginary part of the first harmonic. The microprocessor 150 reads out this result and instructs the sequence-determining step to start the calculation phase for the second harmonic.

Det blir da utlesning av annen blokk av koeffisientlageret 152 som beordres, og de to regnesekvenser gjentar seg. The reading of another block of the coefficient storage 152 is then ordered, and the two calculation sequences are repeated.

Sluttelig adresseres tredje blokk av lageret 152, hvor-ved det blir mulig å få de reelle og imaginære andeler av tredje harmoniske. Finally, the third block is addressed by the storage 152, whereby it becomes possible to obtain the real and imaginary parts of the third harmonic.

I visse tilfeller er det ønskelig å beregne amplitude og fase av hver harmonisk. Heller enn å benytte mikroprosessoren 150 til hjelp for beregningsrutiner, noe som ville forlenge varigheten av beregningene, gir oppfinnelsen anvisning på å anvende en ekstra mikroprosessor som er betegnet med 190 på In certain cases, it is desirable to calculate the amplitude and phase of each harmonic. Rather than using the microprocessor 150 to help with calculation routines, which would extend the duration of the calculations, the invention provides instructions for using an additional microprocessor which is denoted by 190 on

fig. 2, og som i betraktning av den spesielle oppgave som påhviler den, kan ha kabelføring og derfor være meget rask. fig. 2, and which, in consideration of the special task assigned to it, can have cable routing and therefore be very fast.

Det dreier seg om en såkalt "matematisk" mikroprosessor egnetIt concerns a so-called "mathematical" microprocessor suitable

2 2 2 2

til å utføre operasjonene kvadrering (for å gi R og I ), addisjon (for å danne R 2 +1 2), uttrekning av kvadratrot (for å gi harmonisk-modul), kvotientberegning (I dividert med R) og beregning av arcustangens til den oppnådde kvotient (for å oppnå argumentet til vedkommende harmoniske). to perform the operations of squaring (to give R and I ), addition (to form R 2 +1 2 ), extraction of the square root (to give the harmonic modulus), quotient calculation (I divided by R) and calculation of the arctangent of the obtained quotient (to obtain the argument of the harmonic in question).

Kjennskapet til de tre harmoniske når det gjelder amplitude og fase gjør det mulig, takket være passende algoritmer, å oppnå de tidligere omtalte kombinasjoner som gir uttrykk for kvaliteten av det undersøkte stykke. The knowledge of the three harmonics in terms of amplitude and phase makes it possible, thanks to suitable algorithms, to achieve the previously mentioned combinations that express the quality of the examined piece.

Selvsagt vil de anordninger som sitter foran utgangen 172 fra samleren, avhenge av den påtenkte anvendelse og kunne være forskjellige fra dem som nettopp ble beskrevet. Of course, the devices that sit in front of the output 172 from the collector will depend on the intended application and could be different from those just described.

I praksis er det mulig å sammenfatte multiplikator-kretsen 160 og samleren 170 i en felles integrert krets, an-tydet symbolsk ved blokken 2 00. Slike kretser forekommer i handelen. F.eks. kan det dreie seg om TDC1010J, som markeds-føres av det amerikanske selskap TRW. Et av de interessante trekk ved oppfinnelsen består nettopp i å gjøre det mulig å anvende slike kretser med avanserte funksjoner, særlig når det gjelder beregningshastighet. In practice, it is possible to combine the multiplier circuit 160 and the collector 170 in a common integrated circuit, indicated symbolically by the block 200. Such circuits are commercially available. E.g. it could be the TDC1010J, which is marketed by the American company TRW. One of the interesting features of the invention consists precisely in making it possible to use such circuits with advanced functions, particularly when it comes to calculation speed.

Den sentrale mikroprosessor 150 står i forbindelse med opptakslageret 128, koeffisientlageret 152, multiplikatortrinnet 160 og samletrinnet 170 for at det skal bli mulig å anvende disse komponenter for andre oppgaver enn dem som be-høves for den ovenfor beskrevne harmoniske analyse. Disse forbindelser fremgår videre av fig. 3, hvor der ses grupper av forbindelser eller, såkalte busser med de nødvendige grense-snitt. The central microprocessor 150 is in connection with the recording store 128, the coefficient store 152, the multiplier stage 160 and the summing stage 170 so that it will be possible to use these components for tasks other than those required for the harmonic analysis described above. These connections are further shown in fig. 3, where groups of connections or so-called buses with the required cross-sections are seen.

På denne figur-er vist: en grensesnittkrets 210. som tillater mikroprosessoren å innskrive og lese i opptakslageret 128, en grensesnittkrets 212 som tillater mikroprosessoren å lese ut resultatet av beregningene i kretsen 200, en annen grensesnittkrets 213 som gir aksess til koeffisientlageret 152, en grensesnittkrets 214 som gir aksess til telleren 132, en låsekrets 216 (på engelsk "latch circuit", som er i stand til å slippe det signal som tilføres den, igjennom eller å lagre det), toveisvirkende bufferkretser 218 og 220 som er anordnet ved utgangen fra lageret 128 og ved inngangen til kretsen 200, en enveisvirkende bufferkrets 222 som er anordnet på databussen fra omformeren 126 og muliggjør innskrivning av data i lageret 128, en enveisvirkende bufferkrets 224 som er anordnet på bussen og gir mikroprosessoren aksess til beregningskretsen 200, samt sluttelig en grensesnittkrets 226 som tillater mikroprosessoren å innføre kommandoord og data i kretsen 200. In this figure are shown: an interface circuit 210 which allows the microprocessor to write and read in the recording storage 128, an interface circuit 212 which allows the microprocessor to read out the result of the calculations in the circuit 200, another interface circuit 213 which gives access to the coefficient storage 152, a interface circuit 214 which gives access to the counter 132, a latch circuit 216 (in English "latch circuit", which is able to pass the signal applied to it, through or to store it), two-way buffer circuits 218 and 220 which are arranged at the output from the storage 128 and at the entrance to the circuit 200, a one-way buffer circuit 222 which is arranged on the data bus from the converter 126 and enables the writing of data into the storage 128, a one-way buffer circuit 224 which is arranged on the bus and gives the microprocessor access to the calculation circuit 200, and finally an interface circuit 226 which allows the microprocessor to input command words and data into the circuit 200.

Interessen av å tillate mikroprosessoren å lese i lagrene ligger i. at det blir mulig å velge i disse et sett av koeffisienter eller stikkprøver blant flere. Spesielt er det mulig å oppbevare et veiet sett av koeffisienter eller stikk-prøver hvor veiningen er valgt for å kompensere virkningene av begrensningen på målesignalet (begrensning til N stikkprøver), en gunstig begrensning som forøvrig kunne oppfylle visse kjente kriterier (Hamming-funksjon etc). Mikroprosessoren bestemmer da hvilket sett egner seg best for det problem som skal løses. The interest in allowing the microprocessor to read the stores lies in the fact that it becomes possible to select from them a set of coefficients or random samples from among several. In particular, it is possible to store a weighted set of coefficients or random samples where the weighting has been chosen to compensate for the effects of the limitation on the measurement signal (limitation to N random samples), a favorable limitation which could otherwise meet certain known criteria (Hamming function etc) . The microprocessor then decides which set is best suited for the problem to be solved.

Videre gjør aksessen til telleren 132 det mulig å lade Furthermore, the access to the counter 132 makes charging possible

denne med et valgt startinnhold.this with a selected starting content.

Fig. 4-6 anskueliggjør mer konkret spesielle utførelses-former for koblingsanordningen ifølge oppfinnelsen i det føl-gende spesielle tilfelle: beregningene skjer med 512 stikk-prøver; multiplikasjons-samlekretsen 200 arbeider.med antall av 16 binære elementer (eller bits); resultatet avgis med 35 bits; opptakslageret arbeider med ord på 12 bits og koeffisientlageret med ord på 15 bits (strengt tatt ville man kunne benytte ord på 16 bits siden kretsen 200 godtar dem, men der ville da være fare for overskridelse i samletrinnet). Fig. 4. viser for det første grensesnittkretsen 214 (f.eks. av. type 8255), etterfulgt av telleren 132, som dannes av tre deltellere med 4 utganger (f.eks. av type 74 LS 191), altså i alt 3x4=12 forbindelser for noterte adresser IAQ., IAl, , IAll. Disse 12 forbindelser fører dels direkte mot koeffisientlageret 152 og dels - når det gjelder de 9 forbindelser IA3 - IAll - mot opptakslageret via låsekretsen ("latch"). 216 (som f.eks. utgjøres av en krets 74 LS 373 for de åtte siste forbindelser IA4 - IAll samt en krets 74 LS 75.for forbindelsen IA3). De 9 adresseringsutganger som er bestemt for opptakslageret har betegnelsene BO, BL, ..... B8. Koeffi sientlageret 152 kan sette seg sammen av to lagerkretser (f.eks. av type 2732) som hver adresseres av de 12 forbindelser IAO - IAll. De 12 adressebits fordeler seg på to bits som definerer en av de tre koeffisientblokker, 1 bit som definerer cosinus- eller sinussekvensen i den valgte blokk, og 9 bits som definerer en blant 512 koeffisienter i den valgte sekvens. Lageret leverer ord på 2x8=16 bits, hvorav bare 15 benyttes. Utgangsforbindelsene er betegnet PO - P15. Fig. 5 anskueliggjør utstyret omkring opptakslageret 128 i en utførelse som benytter tre minnekretser (f.eks. av type 2114) hver med 4 utganger. Dette lager adresseres via de 9 innganger BO, Bl, ...., B8. De 3x4=12 innganger/utganger er forbundet med en bufferkrets 218 dannet av toveisvirkende kretser (en av type 8286 med 4 innganger/utganger og en av type 81LS95 med 8 innganger/utganger). Utleveringen av de utleste stikkprøver skjer via de 12 utganger IDO, IDI, , ID11. Fig. 6 viser beregningskoblingen 200 med dens innganger og utganger. Denne koblingsanordning, som utgjør systemets hovedenhet, utgjøres f.eks. av en kobling TDC 1010J fra TRW. Denne har 64 aksesstilslutninger nummerert 1-64. Tilslutningene 1 - 7 og 56 - 64 virker enten som innganger, i så fall idet de mottar koeffisientene via forbindelsene PO, , P15, eller som utganger, i så fall idet de leverer bitene av det sterkt vektbelastede resultat til den med mikroprosessoren for bundne grensesnittkrets 213. Tilslutningene 8 - 15 og 17 - 24 virker likeledes som innganger eller utganger. Som innganger mottar.de stikkprøvene via forbindelsene IDO, ...., IDll gjennom bufferkretsen 220 (som kan utgjøres av to kretser av type 81 LS 95).. Som utganger leverer de bitene av det svakt..vektbelastede resultat gjennom bufferen 224 og så gjennom grense-snittet 212 til mikroprosessoren. De øvrige tilslutninger (til høyre) tillater mikroprosessoren å få aksess til komponentene av koblingen 20Q. Alle grensesnittkretsene kan være.av type 8255. Figs. 4-6 illustrate more concretely special embodiments of the coupling device according to the invention in the following special case: the calculations take place with 512 random samples; the multiply-adder circuit 200 operates with the number of 16 binary elements (or bits); the result is output with 35 bits; the recording store works with words of 12 bits and the coefficient store with words of 15 bits (strictly speaking, you could use words of 16 bits since the circuit 200 accepts them, but there would then be a risk of overshoot in the summing stage). Fig. 4 shows firstly the interface circuit 214 (e.g. of type 8255), followed by the counter 132, which is formed by three sub-counters with 4 outputs (e.g. of type 74 LS 191), i.e. a total of 3x4 =12 connections for noted addresses IAQ., IAl, , IAll. These 12 connections lead partly directly to the coefficient storage 152 and partly - in the case of the 9 connections IA3 - IAll - to the recording storage via the locking circuit ("latch"). 216 (which, for example, consists of a circuit 74 LS 373 for the last eight connections IA4 - IAll and a circuit 74 LS 75. for the connection IA3). The 9 addressing outputs which are intended for the recording storage have the designations BO, BL, ..... B8. The coefficient storage 152 can be composed of two storage circuits (e.g. of type 2732) each of which is addressed by the 12 connections IAO - IAll. The 12 address bits are divided into two bits that define one of the three coefficient blocks, 1 bit that defines the cosine or sine sequence in the selected block, and 9 bits that define one of 512 coefficients in the selected sequence. The storage delivers words of 2x8=16 bits, of which only 15 are used. The output connections are designated PO - P15. Fig. 5 illustrates the equipment around the recording storage 128 in an embodiment which uses three memory circuits (e.g. of type 2114) each with 4 outputs. This storage is addressed via the 9 inputs BO, Bl, ...., B8. The 3x4=12 inputs/outputs are connected by a buffer circuit 218 formed by bidirectional circuits (one of type 8286 with 4 inputs/outputs and one of type 81LS95 with 8 inputs/outputs). The read out random samples are delivered via the 12 outputs IDO, IDI, , ID11. Fig. 6 shows the calculation link 200 with its inputs and outputs. This coupling device, which forms the main unit of the system, is e.g. of a clutch TDC 1010J from TRW. This has 64 access connections numbered 1-64. Terminals 1 - 7 and 56 - 64 act either as inputs, in which case they receive the coefficients via connections PO, , P15, or as outputs, in which case they supply the bits of the heavily weighted result to the one with the tied interface circuit microprocessor 213. Connections 8 - 15 and 17 - 24 also act as inputs or outputs. As inputs, they receive the random samples via the connections IDO, ..., IDll through the buffer circuit 220 (which can be made up of two circuits of type 81 LS 95).. As outputs, they deliver the bits of the weakly..weighted result through the buffer 224 and then through the interface 212 to the microprocessor. The other connections (on the right) allow the microprocessor to access the components of the connector 20Q. All the interface circuits can be of type 8255.

Det sekvensbestemmende trinn er ikke vist, for det dreier seg. her om en kjent krets. Den omfatter en høystabil (quarts-) oscillator etterfulgt av divisjonstrinn som gjør det mulig å frembringe pulser med diverse frekvenser. Oscillatoren kan være en krets av type 74 LS 124 og divisjonsleddene kretser av type 74 LS 123. The sequence-determining step is not shown, because it revolves. here about a known circuit. It comprises a highly stable (quarts) oscillator followed by division stages which make it possible to produce pulses with various frequencies. The oscillator can be a circuit of type 74 LS 124 and the division links circuits of type 74 LS 123.

Når det gjelder den analog-numeriske omformer, så arbeider den likeledes med 512 stikkprøver pr. periode på 12 bits. For en arbeidsfrekvens mellom 3 og 3000 Hz kan denne omformer gi opphav til problemer øverst i frekvensomådet, for den må da omforme 3000x512 stikkprøver pr. sekund. Det er mulig å løse denne vanskelighet ved å ta ut stikkprøvene i løpet av flere enn en enkelt periode, noe som er mulig fordi signalet er periodisk. Antall perioder som tjener til om-formning, kan programmeres og bestemmes av mikroprosessoren. As for the analog-to-digital converter, it also works with 512 random samples per period of 12 bits. For a working frequency between 3 and 3000 Hz, this converter can give rise to problems at the top of the frequency range, because it must then convert 3000x512 random samples per second. It is possible to solve this difficulty by sampling during more than a single period, which is possible because the signal is periodic. The number of periods used for reshaping can be programmed and determined by the microprocessor.

Den numeriske karakter av den beskrevne anordning, dens hurtighet og dens informative evne gir prøveapparatet som gjør bruk av den, stor smidighet med hensyn til anvendelsen. Der byr seg et vidt spektrum av muligheter: - det er mulig for hvert undersøkt stykke å vise de reelle og imaginære komponenter av en harmonisk ved et punkt med ko-ordinatene R og I i et impedansdiagram og å samle punktene for de forskjellige prøvede stykker; det blir dermed mulig å få tilkjennegitt en tendens med hensyn til kvaliteten av de The numerical nature of the described device, its speed and its informative ability give the tester using it great flexibility with regard to its application. There is a wide spectrum of possibilities: - it is possible for each examined piece to show the real and imaginary components of a harmonic at a point with coordinates R and I in an impedance diagram and to collect the points for the different tested pieces; it thus becomes possible to indicate a tendency with regard to the quality of them

undersøkte objekter hele tiden under en produksjon,examined objects all the time during a production,

en behandling via visende skjerm kan lettvint oppnås med a treatment via display screen can easily be achieved with

forskyvning, undertrykkelse, tilbakehenting av punkter osv.,displacement, suppression, point retrieval, etc.,

- når den eller de harmoniske behandles via amplitude og fase, er det mulig å registrere disse to størrelser numerisk eller - when the harmonic(s) are processed via amplitude and phase, it is possible to record these two quantities numerically or

å vise dem grafisk,to display them graphically,

- når der gjøres bruk av en spesielt utvalgt logaritme, kan resultatet vises og lokaliseres innen et toleranseområde, - hvert fremvist resultat kan tilknyttes et nummer som gjør det mulig å identifisere stykkene, - mikroprosessoren bistår operatøren i hans arbeide Ved å fast-holde grenser som ikke må overskrides, ved sikkerhetskon-troller .osv., - et trykkeapparat kan tilkobles apparatet for å utgi en pro-duksjons journal hvor de forskjellige statistikker, utvik-linger, tendenser osv. blir å finne, - sluttelig kan apparatet.kobles til eksterne lagre, f.eks. disketter for registrering av de oppnådde resultater, noe som - when a specially selected logarithm is used, the result can be displayed and located within a tolerance range, - each displayed result can be associated with a number that makes it possible to identify the pieces, - the microprocessor assists the operator in his work By maintaining limits that must not be exceeded, during safety checks, etc., - a printing device can be connected to the device to publish a production journal where the various statistics, developments, tendencies, etc. can be found, - finally, the device can be connected to external save, e.g. diskettes for recording the results obtained, which

gjør det mulig å opprette en uttømmende protokoll over prøvene. makes it possible to create an exhaustive protocol of the samples.

Claims

1. Coupling device for rapid calculation of the discrete Fourier transform of a signal delivered by a measuring device, in particular by a device for non-destructive testing with Foucault currents, comprising: - an analog-to-digital converter (12 6) with an input that receives the signal to be processed, and an output that delivers numerical samples, - a variable storage (128) of the type with direct access, designated recording storage, with an input for data (129) connected to the output of the converter (126), an addressing input (130) and a data output (131), - a system (140) for calculating the discrete fourier transform, provided with an input which is connected to the output of the recording storage (128), and an output which delivers the real and imaginary part of the harmonics of the signal, characterized in that this calculation system (140) for discrete Fourier transformation includes: - a fixed storage (152) of programmable type, called coefficient storage, which is provided with an addressing input (154) and a data output (156), and which is divided into as many blocks as there are to be calculated harmonics, the k'th block containing the sin2™^ - and cos2^nk -coefficients, where N is the number of random samples contained in the recording store, and n assumes, all values from 0 to N-l, - a counter (132) with two outputs, which conveys two sets of addresses, and of which the first output (136) is connected to the addressing input (130) of the recording storage (128) and the second (137). with the addressing input (154) to the coefficient storage (152), and where these addresses correspond respectively to the random samples in the recording storage and to the coefficients of a block of the coefficient storage, - a multiplier circuit (160) with two inputs (161, 162), one of which (161) is connected to the output (131) of the recording store (128) and the other (162) to the output (156) of the coefficient store (152), and an output (163), - a collector circuit (170) which has an input (171) connected to the output (163) of the multiplier (160), and an output (172) which conveys the searched real and imaginary shares, - a sequence-determining circuit (178) suitable for transmitting pulses to the counter (132), to order the reading of the random samples in the recording storage (128)' and simultaneous reading of the cos-^ coefficients from the first block of the coefficient storage (152) and then again to order the reading of the random samples in admissions-2 Tm the bearing and simultaneous reading of the sin—^— coefficients i same block of the coefficient store and for each reading of a random sample and a coefficient to affect the multiplier and then the collector, as well as to repeat these operations with another block of the coefficient store, etc. until the last block.

2. Switching device as specified in claim 1, characterized in that it also comprises, in connection with the output of the collector (170), a microprocessor (190) for mathematical calculation, suitable for performing the following operations: - squaring the real and imaginary shares that it receives from the collector, - addition of the obtained squares, - extracting the square root of the sum obtained, - calculation of the quotient between imaginary and real share, - calculation of the arctangent of the obtained quotient.

3. Connection device as stated in claim 1, characterized in that it comprises a microprocessor (150) which has access to the stores, to the counter, to the multiplier, to the collector and to the sequence-determining step.

4. Coupling device as stated in claim 1, characterized in that the multiplier and the collector are made up of one and the same integrated circuit (200).