RU2028658C1

RU2028658C1 - Orthogonal signal generator

Info

Publication number: RU2028658C1
Authority: RU
Inventors: Валерий Федорович Авраменко
Original assignee: Валерий Федорович Авраменко
Priority date: 1990-11-11
Filing date: 1990-11-11
Publication date: 1995-02-09

Abstract

FIELD: automatic control and computer engineering. SUBSTANCE: generator has clock generator, counter, six modulo-two adders of first and second groups, eight integrators, and fifteen multipliers. EFFECT: enlarged functional capabilities due to shaping of fuel set of quadratic signals. 2 dwg

Description

Изобретение относится к автоматическому управлению и вычислительной технике и предназначено для генерирования нового класса ортогональныых квадратичных сигналов. The invention relates to automatic control and computer technology and is intended to generate a new class of orthogonal quadratic signals.

Генерированию сигналов, отличных от двоичных, уделяется большое внимание. Так кусочно-линейные ортогональные сигналы (функции) допускают по сравнению с двоичными более высокую точность аппроксимации функций, а следовательно, при заданной точности воспроизведения функции используется меньшее число спектральных коэффициентов. Кусочно-квадратичные сигналы (функции) обеспечивают еще более высокую точность воспроизведения по сравнению с кусочно-линейными. Поэтому полная ортогональная система квадратичных сигналов (функций) является желаемым объектом для практического применения. Синтез подобной системы кусочно-квадратичных сигналов осуществляется следующим образом. Generation of signals other than binary is given great attention. So piecewise-linear orthogonal signals (functions) allow, in comparison with binary, higher accuracy of approximation of functions, and therefore, for a given accuracy of reproduction of a function, a smaller number of spectral coefficients is used. Piecewise quadratic signals (functions) provide even higher fidelity compared to piecewise linear. Therefore, a complete orthogonal system of quadratic signals (functions) is the desired object for practical use. The synthesis of such a system of piecewise quadratic signals is as follows.

Для этой цели возьмем, например, систему из шестнадцати сигналов Уолша
++ + + + + + + + + + + + + + + +
+ + + + + + + + - - - - - - - -
+ + + + - - - - + + + + - - - -
+ + + + - - - - - - - - + + + +
+ + - - + + - - + + - - + + - -
+ + - - + + - - - - + + - - + +
+ + - - - - + + + + - - - - + +
+ + - - - - + + - - + + + + - -
+ - + - + - + - + - + - + - + -
+ - + - + - + - - + - + - + - +
+ - + - - + - + + - + - - + - +
+ - - + + - - + + - - + + - - +
+ - + - - + - + - + - + + - + -
+ - - + + - - + - + + - - + + -
+ - - + - + + - + - - + - + + -
+ - - + - + + - - + + - + - - + Теперь заменим наименьший дискрет кусочно-квадратичной функцией, имеющей положительное значение, если на дискрете сигнал Уолша положительный, и отрицательное значение, если - отрицательный. Полученная таким образом система квадратичных сигналов (функций) является уолшоподобной, ортогональной, полной и представлена на фиг. 1.For this purpose, take, for example, a system of sixteen Walsh signals
++ + + + + + + + + + + + + + + + +
+ + + + + + + + + - - - - - - - -
+ + + + - - - - - + + + + - - - -
+ + + + - - - - - - - - - + + + +
+ + - - + + - - + + - - + + - -
+ + - - + + - - - - + + - - + +
+ + - - - - + + + + + - - - - + +
+ + - - - - + + - - + + + + - -
+ - + - + - + - + - + - + - + -
+ - + - + - + - - + - + - + - +
+ - + - - + - + + - + - - + - +
+ - - + + - - + + - - + + - - +
+ - + - - + - + - + - + + - + -
+ - - + + - - + - + + - - + + -
+ - - + - + + - + - - + - + + -
+ - - + - + + - - + + - + - - + Now we replace the smallest discrete with a piecewise quadratic function that has a positive value if the Walsh signal is positive on the discrete and negative if it is negative. The system of quadratic signals (functions) thus obtained is Walsh-like, orthogonal, complete, and is shown in FIG. 1.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей генератора, заключающееся в возможности генерирования полной ортогональной системы квадратичных сигналов. Поставленная цель достигается тем, что в генераторе ортогональных квадратичных сигналов, содержащем тактовый генератор, пятиразрядный счетчик, четыре сумматора по модулю два первой группы, первый интегратор и четыре умножителя первой группы, причем выход тактового генератора соединен со входом счетчика, выходы i-го и (i+1)-го разрядов которого (i=

) соединены с входами i-го сумматора по модулю два первой группы, содержатся с второго по восьмой интеграторы, два сумматора по модулю два второй группы и одиннадцать умножителей второй группы по 2 ^к-1 умножителей в 1к-й подгруппе (к=

), причем выход i-го сумматора по модулю два первой группы соединен с входом i-го интегратора, выход которого соединен с первым входом i-го умножителя первой группы, второй вход которого соединен с выходом i-го разряда счетчика, а выход i-го умножителя первой группы соединен с входом (i+4)-го интегратора, выход которого соединен с i-м выходом генератора, выход (к+5)-го интегратора соединен с первыми входами всех умножителей к-й подгруппы второй группы, выходы всех умножителей второй группы являются с пятого по пятнадцатый выходами генератора, выход j-го разряда счетчика (j=

) соединен со вторыми входами j-х умножителей всех подгрупп второй группы, выход первого разряда счетчика соединен с первыми входами первого и второго сумматоров по модулю два второй группы, вторые входы которых соединены соответственно с выходом третьего разряда счетчика и выходом второго сумматора по модулю два первой группы, выход третьего разряда счетчика и выход второго сумматора по модулю два соединены соответственно с вторыми входами третьего и шестого умножителей третьей подгруппы второй группы соответственно, выход первого сумматора по модулю два первой группы соединен с вторыми входами третьего умножителя второй подгруппы и четвертого умножителя третьей подгруппы второй группы, вторые входы пятого и седьмого умножителей которой соединены с выходами первого и второго сумматоров по модулю два второй группы соответственно.The aim of the invention is to expand the functionality of the generator, which consists in the possibility of generating a complete orthogonal system of quadratic signals. This goal is achieved by the fact that in the generator of orthogonal quadratic signals containing a clock, a five-digit counter, four adders modulo two of the first group, the first integrator and four multipliers of the first group, and the output of the clock is connected to the input of the counter, the outputs of the i-th and ( i + 1) th digits of which (i =

) two first groups are connected to the inputs of the i-th adder modulo two, the second to eighth integrators are contained, two adders modulo two second groups and eleven multipliers of the second group, 2 ^to -1 multipliers in the 1st subgroup (k =

), and the output of the i-th adder modulo two of the first group is connected to the input of the i-th integrator, the output of which is connected to the first input of the i-th multiplier of the first group, the second input of which is connected to the output of the i-th digit of the counter, and the output i- of the first multiplier of the first group is connected to the input of the (i + 4) -th integrator, the output of which is connected to the i-th output of the generator, the output of the (k + 5) -th integrator is connected to the first inputs of all the multipliers of the second subgroup of the second group, the outputs of all the multipliers of the second group are the fifth through fifteenth outputs of the generator, the output j -th digit of the counter (j =

) is connected to the second inputs of j-multipliers of all subgroups of the second group, the output of the first category of the counter is connected to the first inputs of the first and second adders modulo two of the second group, the second inputs of which are connected respectively to the output of the third category of the counter and the output of the second adder modulo two of the first groups, the output of the third category of the counter and the output of the second adder modulo two are connected respectively to the second inputs of the third and sixth multipliers of the third subgroup of the second group, respectively, the output of the first Matora modulo two of the first group is connected to the second inputs of the third multiplier and fourth subgroups second multiplier third subgroup of the second group, the second inputs of the fifth and seventh multipliers which are connected to the outputs of the first and second adders modulo two second groups, respectively.

Генератор ортогональных квадратичных сигналов, предназначенный для формирования шестнадцати квадратичных сигналов, представленных на фиг.1, представлен на фиг. 2. Он содержит тактовый генератор 1, пятиразрядный двоичный счетчик 2, четыре сумматора 3 по модулю два первой группы, первый интегратор 4 и четыре умножителя 5 первой группы. При этом выход тактового генератора 1 соединен со входом счетчика 2, выходы i-го и (i+1)-го разрядов которого (i=

) соединены с входами i-го сумматора 3 по модулю два первой группы. Кроме того, генератор содержит со второго по восьмой интеграторы 4, два сумматора 3 по модулю два второй группы и одиннадцать умножителей 5 второй группы по 2^к-1 умножителей 5 в к-й (к=

) подгруппе. При этом выход i-го сумматора 3 по модулю два первой группы соединен с входом i-го интегратора 4, выход которого соединен с первым входом i-го умножителя 5 первой группы, второй вход которого соединен с выходом i-го разряда счетчика 2, а выход i-го умножителя 5 первой группы соединен со входом (i+4)-го интегратора 4, выход которого соединен с i-м выходом генератора. Выход (к+5)-го интегратора соединен с первыми входами всех умножителей 5 к-й подгруппы второй группы. Выходы всех умножителей 5 второй группы являются с пятого по пятнадцатый выходами генератора. Выход j-го разряда счетчика 2(j=

) соединен с вторыми входами j-х умножителей всех подгрупп второй группы. Выход первого разряда счетчика 2 соединен с первыми входами первого и второго сумматоров 3 по модулю два второй группы, вторые входы которых соединены соответственно с выходом третьего разряда счетчика 2 и выходом второго сумматора 3 по модулю два первой группы. Выход третьего разряда счетчика 2 и выход второго сумматора 3 по модулю два соединены соответственно с вторыми входами третьего и шестого умножителей 5 третьей подгруппы второй группы соответственно. Выход первого сумматора 3 по модулю два первой группы соединен с вторыми входами третьего умножителя 5 второй подгруппы и четвертого умножителя 5 третьей подгруппы второй группы, вторые входы пятого и седьмого умножителей 5 которой соединены с выходами первого и второго сумматоров 3 по модулю два второй группы соответственно.An orthogonal quadratic signal generator for generating sixteen quadratic signals shown in FIG. 1 is shown in FIG. 2. It contains a clock 1, a five-digit binary counter 2, four adders 3 modulo two of the first group, the first integrator 4 and four multipliers 5 of the first group. The output of the clock generator 1 is connected to the input of the counter 2, the outputs of the i-th and (i + 1) -th bits of which (i =

) are connected to the inputs of the i-th adder 3 modulo two of the first group. In addition, the generator contains second to eighth integrators 4, two adders 3 modulo two second groups and eleven multipliers 5 of the second group, 2 ^to -1 multipliers 5 in the k-th (k =

) subgroup. The output of the i-th adder 3 modulo two of the first group is connected to the input of the i-th integrator 4, the output of which is connected to the first input of the i-th multiplier 5 of the first group, the second input of which is connected to the output of the i-th digit of counter 2, and the output of the i-th multiplier 5 of the first group is connected to the input of the (i + 4) -th integrator 4, the output of which is connected to the i-th output of the generator. The output of the (k + 5) th integrator is connected to the first inputs of all multipliers of the 5th subgroup of the second group. The outputs of all the multipliers 5 of the second group are the fifth through fifteenth outputs of the generator. The output of the jth digit of counter 2 (j =

) is connected to the second inputs of the jth multipliers of all subgroups of the second group. The output of the first discharge of counter 2 is connected to the first inputs of the first and second adders 3 modulo two of the second group, the second inputs of which are connected respectively to the output of the third discharge of counter 2 and the output of the second adder 3 modulo two of the first group. The output of the third category of counter 2 and the output of the second adder 3 are modulo two connected respectively to the second inputs of the third and sixth multipliers 5 of the third subgroup of the second group, respectively. The output of the first adder 3 modulo two of the first group is connected to the second inputs of the third multiplier 5 of the second subgroup and the fourth multiplier 5 of the third subgroup of the second group, the second inputs of the fifth and seventh multipliers 5 of which are connected to the outputs of the first and second adders 3 modulo two of the second group, respectively.

Генератор, представленный на фиг. 2, функционирует следующим образом. В момент начала его работы тактовые импульсы с выхода тактового генератора 1 поступают на вход пятиразрядного двоичного счетчика 2, который генерирует сигналы Радемахера R₁,R₂,R₃,R₄,R₅, подающиеся на сумматоры 3 по модулю два первой группы. С выходов сумматоров 3 по модулю два первой группы снимают сигналы Уолша, подлежащие интегрированию на первых четырех интеграторах 4, с выходов которых снимают кусочно-линейные ортогональные сигналы, которые поступают на первые входы знаковых перемножителей 5 первой группы, вторые входы которых соединены с выходами разрядов счетчика 2. Полученные таким образом сигналы поступают на пятый, шестой, седьмой и восьмой интеграторы 4, с выходом 6,7,9 и 13 которых снимают ортогональные квадратичные сигналы, занимающие вторую, третью, пятую и девятую позиции на фиг. 1. Эти сигналы, кроме первого, являются исходными для получения недостающих квадратичных сигналов, которые получаются при прохождении знаковых перемножителей 5 трех подгрупп второй группы знаковых перемножителей. Соответственно с выхода 8 снимают сигнал, занимающий четвертую позицию на фиг. 1, с выходов 10, 11, 12 снимают сигналы, занимающие шестую, седьмую и восьмую позиции на фиг. 1. Аналогичным образом с выходов 14-20 снимают сигналы, занимающие десятую, одиннадцатую, двенадцатую, тринадцатую, четырнадцатую, пятнадцатую и шестнадцатую позиции на фиг. 1. Через тридцать два такта генератор возвращается в исходное состояние.The generator of FIG. 2, operates as follows. At the time of its operation, the clock pulses from the output of the clock generator 1 are fed to the input of a five-digit binary counter 2, which generates Rademacher signals R ₁ , R ₂ , R ₃ , R ₄ , R ₅ , fed to the adders 3 modulo two of the first group. From the outputs of adders 3 modulo the two first groups remove the Walsh signals to be integrated on the first four integrators 4, the outputs of which are piecewise linear orthogonal signals that are fed to the first inputs of the symbolic multipliers 5 of the first group, the second inputs of which are connected to the outputs of the bits of the counter 2. The signals obtained in this way are fed to the fifth, sixth, seventh and eighth integrators 4, with an output of 6,7,9 and 13 of which they take orthogonal quadratic signals occupying the second, third, fifth and ninth p The positions in FIG. 1. These signals, in addition to the first, are the source for receiving the missing quadratic signals, which are obtained when passing sign multipliers 5 of three subgroups of the second group of sign multipliers. Accordingly, a signal occupying the fourth position in FIG. 1, the signals occupying the sixth, seventh and eighth positions in FIG. 1. Similarly, outputs occupying the tenth, eleventh, twelfth, thirteenth, fourteenth, fifteenth and sixteenth positions in FIGS. 14 are removed from outputs 14-20. 1. After thirty-two cycles, the generator returns to its original state.

Из изложенного следует, что предложенный генератор позволяет получить полную ортогональную систему из пятнадцати квадратичных сигналов. Следовательно поставленная в изобретении цель выполнена в полном объеме. From the above it follows that the proposed generator allows you to get a complete orthogonal system of fifteen quadratic signals. Therefore, the goal of the invention is fully implemented.

Claims

ORTHOGONAL SIGNAL GENERATOR, comprising a clock, a five-digit counter, four adders modulo two of the first group, the first integrator and four multipliers of the first group, the output of the clock being connected to the counter input, the outputs of the i-th and (i + 1) -th bits of which

two first groups are connected to the inputs of the i-th adder modulo, characterized in that, in order to expand functionality by forming a complete system of quadratic signals, it contains second to eighth integrators, two adders modulo two second groups and eleven second multipliers groups of 2 ^k - 1 multipliers in the k-th subgroup

moreover, the output of the i-th adder modulo two of the first group is connected to the input of the i-th integrator, the output of which is connected to the first input of the i-th multiplier of the first group, the second input of which is connected to the output of the i-th digit of the counter, and the output of the i-th multiplier the first group is connected to the input of the (i + 4) -th integrator, the output of which is connected to the i-th output of the generator, the output of the (k + 5) -th integrator is connected to the first inputs of all the multipliers of the k-th subgroup of the second group, the outputs of all the multipliers of the second groups are the fifth to fifteenth outputs of the generator, the output i- th discharge of the counter

connected to the second inputs of j - x multipliers of all subgroups of the second group, the output of the first category of the counter is connected to the first inputs of the first and second adders modulo two of the second group, the second inputs of which are connected respectively to the output of the third category of the counter and the output of the second adder modulo two of the first group , the output of the third category of the counter and the output of the second adder modulo two of the first group are connected respectively to the second inputs of the third and sixth multipliers of the third subgroup of the second group, respectively, d first adder modulo two of the first group is connected to the second inputs of the third multiplier and fourth subgroups second multiplier third subgroup of the second group, the second inputs of the fifth and seventh multipliers which are connected to the outputs of the first and second adders modulo two second groups, respectively.