RU2047895C1

RU2047895C1 - Spectrum analyzer

Info

Publication number: RU2047895C1
Authority: RU
Inventors: Сергей Александрович Турко; Анатолий Анатольевич Донченко
Original assignee: Сергей Александрович Турко; Анатолий Анатольевич Донченко
Priority date: 1992-03-25
Filing date: 1992-03-25
Publication date: 1995-11-10

Abstract

FIELD: automation and computer engineering. SUBSTANCE: device has AND gate 1, clock 2, N reverse counters 3 (where N is dimension of conversion), Walsh function generator 4, N registers 5, binary counter 6 (it has K-2 bits where K = log₂N), K-1 ring four-bit shift registers 7, K-1 controlled inverters 9, positive voltage source 8, N multipliers 10, logical one source 11, two switches 12, 13. Device calculates discrete conversion coefficients either by Walsh function or by sequences of D-codes. EFFECT: increased functional capabilities. 4 dwg

Description

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, а также к приборостроению и может быть использовано для анализа спектра по функциям Уолша или по последовательностям D-кодов однополярных телеграфных сигналов. The invention relates to automation and computer engineering, as well as to instrument making and can be used for spectrum analysis by Walsh functions or by D-code sequences of unipolar telegraph signals.

Известен анализатор спектра по функциям Уолша, содержащий генератор тактовых импульсов, генератор функций Уолша, элемент И, N регистров [1]
Однако известный анализатор спектра обладает ограниченными функциональными возможностями, поскольку вычисляет коэффициенты дискретного преобразования однополярных телеграфных сигналов только по функциям Уолша.Known spectrum analyzer for Walsh functions, containing a clock generator, a Walsh function generator, an element And, N registers [1]
However, the well-known spectrum analyzer has limited functionality, since it calculates the discrete conversion coefficients of unipolar telegraph signals only according to the Walsh functions.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является анализатор спектра по функциям Уолша, содержащий элемент И, генератор тактовых импульсов, N реверсивных счетчиков, где N размер преобразования, генератор функций Уолша и N регистров, причем выход генератора тактовых импульсов подключен к входу синхронизации генератора функций Уолша и первому входу элемента И, второй вход которого является информационным входом анализатора, выход элемента И подключен к счетному входу i-го (i=

) реверсивного счетчика, информационный выход которого подключен к информационному входу i-го регистра, выход i-й функции Уолша генератора функций Уолша подключен к синхронизирующему входу i-го реверсивного счетчика, выход окончания работы генератора функций Уолша подключен к входу обнуления i-го реверсивного счетчика и к тактовому входу i-го регистра, выход которого является выходом i-й гармоники анализатора [2]
Недостатком известного анализатора спектра являются ограниченные функциональные возможности, поскольку он вычисляет коэффициенты дискретного преобразования однополярных телеграфных сигналов только по функциям Уолша.Closest to the technical nature of the present invention is a spectrum analyzer for Walsh functions, containing the element And, a clock generator, N reverse counters, where N is the size of the conversion, a Walsh function generator and N registers, and the output of the clock generator is connected to the synchronization input of the function generator Walsh and the first input of the element And, the second input of which is the information input of the analyzer, the output of the element And is connected to the counting input of the i-th (i =

) a reverse counter, the information output of which is connected to the information input of the i-th register, the output of the i-th Walsh function of the Walsh function generator is connected to the synchronizing input of the i-th reverse counter, the output of the end of the Walsh function generator is connected to the zeroing input of the i-th reverse counter and to the clock input of the i-th register, the output of which is the output of the i-th harmonic of the analyzer [2]
A disadvantage of the known spectrum analyzer is its limited functionality, since it only calculates the discrete conversion coefficients of unipolar telegraph signals using Walsh functions.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей анализатора спектра, заключающихся в вычислении коэффициентов дискретного преобразования либо по функциям Уолша, либо по последовательностям D-кодов. The aim of the invention is to expand the functionality of the spectrum analyzer, which consists in calculating the coefficients of the discrete transform either by Walsh functions or by sequences of D-codes.

Поставленная цель достигается тем, что в известный анализатор спектра, содержащий элемент И, генератор тактовых импульсов, N реверсивных счетчиков (где N размер преобразования), генератор функций Уолша и N регистров, причем выход генератора тактовых импульсов подключен к входу синхронизации генератора функций Уолша и первому входу элемента И, второй вход которого является информационным входом анализатора, выход элемента И подключен к счетному входу i-го (i=

) реверсивного счетчика, информационный выход которого подключен к информационному входу i-го регистра, выход окончания работы генератора функций Уолша подключен к входу обнуления i-го реверсивного счетчика и к тактовому входу i-го регистра, выход которого является выходом i-й гармоники анализатора, введены (k-2)-разрядный двоичный счетчик, где k=log₂N, k-1 кольцевых четырехразрядных регистров сдвига, k-1 управляемых инверторов, источник положительного напряжения, N умножителей, источник логической единицы и два переключателя, причем выход генератора тактовых импульсов подключен к счетному входу (k-2)-разрядного двоичного счетчика и тактовому входу первого кольцевого четырехразрядного регистра сдвига, выход m-го разряда счетчика (где m= 1, k-2-нумерация со стороны младшего разряда) подключен к тактовому входу (m+1)-го регистра сдвига, выход четвертого разряда j-го регистра сдвига (где j=1,k-1-нумерация регистров сдвига) подключен к управляющему входу j-го управляемого инвертора, информационный вход первого управляемого инвертора подключен к выходу источника положительного напряжения, выход j-го управляемого инвертора подключен к входу (j+1)-го управляемого инвертора, выход (k-1)-го управляемого инвертора подключен к первым входам всех умножителей, второй вход i-го умножителя подключен к выходу i-й функции Уолша генератора функций Уолша, выход i-го умножителя подключен к синхронизирующему входу i-го реверсивного счетчика, выход источника логической единицы подключен к входам первого и второго переключателей, а также к информационным входам первого и второго переключателей, а также к информационным входам первых разрядов всех кольцевых четырехразрядных регистров сдвига, выход первого переключателя подключен к входам установки в нуль всех кольцевых четырехразрядных регистров сдвига, выход второго переключателя подключен к входам разрешения записи всех кольцевых четырехразрядных регистров сдвига.This goal is achieved by the fact that in a well-known spectrum analyzer containing an element And, a clock generator, N reversible counters (where N is the conversion size), a Walsh function generator and N registers, the output of the clock generator is connected to the synchronization input of the Walsh function generator and the first the input of the And element, the second input of which is the information input of the analyzer, the output of the And element is connected to the counting input of the i-th (i =

) a reverse counter, the information output of which is connected to the information input of the i-th register, the output of the end of the Walsh function generator is connected to the input of zeroing the i-th reverse counter and to the clock input of the i-th register, the output of which is the output of the i-th harmonic of the analyzer, administered (k-2) -bit binary counter, where k = log ₂ N, k-1, the four-digit shift register ring, k-1 controlled inverters, the source of positive voltage, N multipliers, the source logical unit and two switches, the output Generators the torus of clock pulses is connected to the counting input of the (k-2) -bit binary counter and the clock input of the first ring four-digit shift register, the output of the mth bit of the counter (where m = 1, k-2 numbering from the low-order side) is connected to the clock the input of the (m + 1) th shift register, the fourth bit output of the jth shift register (where j = 1, k-1 is the numbering of shift registers) is connected to the control input of the jth controlled inverter, the information input of the first controlled inverter is connected to positive voltage source output, output q of the j-th controlled inverter is connected to the input of the (j + 1) -th controlled inverter, the output of the (k-1) -th controlled inverter is connected to the first inputs of all multipliers, the second input of the i-th multiplier is connected to the output of the i-th Walsh function Walsh function generator, the output of the i-th multiplier is connected to the clock input of the i-th reverse counter, the output of the source of the logical unit is connected to the inputs of the first and second switches, as well as to the information inputs of the first and second switches, as well as to the information inputs of the first bits of all tsevyh four-digit shift registers, the first switch output is connected to the inputs setting to zero all ring four-digit shift register, the second switch output is connected to the write enable inputs of all four-digit shift register ring.

На фиг. 1 представлена структурная схема анализатора спектра; на фиг. 2 временные диаграммы, иллюстрирующие процесс формирования во втором режиме работы последовательности D-кода d₇ ³, поступающей на вход соответствующего реверсивного счетчика 3, на фиг. 3 вид функций Уолша, формируемых на выходах генераторов 4 функций Уолша; на фиг. 4 вид последовательностей D-кодов, поступающих на входы соответствующих реверсивных счетчиков 3 в предлагаемом анализаторе спектра во втором режиме работы.In FIG. 1 is a structural diagram of a spectrum analyzer; in FIG. 2 are timing diagrams illustrating the process of generating, in a second mode of operation, a sequence of D-code d ₇ ³ fed to the input of the corresponding reversible counter 3, in FIG. 3 view of the Walsh functions generated at the outputs of the generators of 4 Walsh functions; in FIG. 4 is a view of the sequences of D-codes supplied to the inputs of the corresponding reverse counters 3 in the proposed spectrum analyzer in the second mode of operation.

Анализатор спектра содержит элемент И 1, генератор 2 тактовых импульсов, реверсивные счетчики 3, генератор 4 функций Уолша, регистры 5, двоичный счетчик 6, кольцевые четырехразрядные регистры 7 сдвига, источник 8 положительного напряжения, управляемые инверторы 9, умножители 10, источник 11 логической единицы, первый переключатель 12, второй переключатель 13. The spectrum analyzer contains an And 1 element, a clock generator 2, reverse counters 3, a Walsh function generator 4, registers 5, a binary counter 6, four-digit circular shift registers 7, a positive voltage source 8, controlled inverters 9, multipliers 10, a logical unit 11 source the first switch 12, the second switch 13.

Функции Уолша и последовательности D-кодов находят широкое применение в радиолокации, системах связи и устройствах анализа и синтеза сигналов. Walsh functions and D-code sequences are widely used in radar, communication systems, and signal analysis and synthesis devices.

Последовательности, образующие D-код являются взаимно-ортогональными (см. Варакин Л. Е. Система связи с шумоподобными сигналами. М. Радио и связь, 1985, с. 108). The sequences forming the D-code are mutually orthogonal (see Varakin L. E. Communication system with noise-like signals. M. Radio and communication, 1985, p. 108).

Система последовательностей D-кода размерности N=2^k является полной, что позволяет использовать ее для разложения сигналов в ряд Фурье в базисе последовательностей D-кодов.The system of D-code sequences of dimension N = 2 ^k is complete, which allows it to be used for decomposing signals into a Fourier series in the basis of sequences of D-codes.

Вообще i-ю последовательность D-кода порядка k можно обозначить как d_i ^k}d _1, _id ₂ _, _id _n _, _i,d _N _, _i
Здесь длина последовательности N и ее порядок k связаны соотношением N= 2^k; номер символа изменяется в пределах n=1,2,N; а номер последовательности i= 0,1,N-1. Число последовательностей равно числу символов в последовательности, т.е. N=2^k (см. Варакин Л. Е. Системы связи с шумоподобными сигналами. М. Радио и связь, 1985, с. 106).In general, the ith sequence of a D-code of order k can be denoted as d _i ^k } d _1, _i d ₂ _, _i d _n _, _i , d _N _, _i
Here, the length of the sequence N and its order k are related by the relation N = 2 ^k ; the symbol number varies within n = 1,2, N; and the sequence number i = 0,1, N-1. The number of sequences is equal to the number of characters in the sequence, i.e. N = 2 ^k (see L. Varakin, Communication Systems with Noise-Like Signals. M. Radio and Communications, 1985, p. 106).

Если ввести обозначение символов α=1, β=-1, то последовательности D-кодов имеют вид: а) для k=2: d₀ ²}α,α,α,β; d₁ ²}α,β,α,α; d₂ ²}α,α,β,α; d₃ ²}α,β,β,β. (1) б) для k=3: d₀ ³}α,α,α,β,α,α,β,α; d₁ ³}α,βα,α,α,β,β,β; d₂ ³}α,α,β,α,α,α,α,β; d₃ ³}α,β,β,β,α,β,α,α; d₄ ³}α,α,α,β,β,β,α,β; d₅ ³}α,β,α,α,β,α,α,α; (2) d₆ ³}α,α,β,α,β,β,β,α; d₇ ³}α,β,β,β,β,α,β,β; (см. Варакин Л. Е. Системы связи с шумоподобными сигналами. М. Радио и связь, 1985, с. 107).If we introduce the notation of the symbols α = 1, β = -1, then the sequences of D-codes have the form: a) for k = 2: d ₀ ² } α, α, α, β; d ₁ ² } α, β, α, α; d ₂ ² } α, α, β, α; d ₃ ² } α, β, β, β. (1) b) for k = 3: d ₀ ³ } α, α, α, β, α, α, β, α; d ₁ ³ } α, βα, α, α, β, β, β; d ₂ ³ } α, α, β, α, α, α, α, β; d ₃ ³ } α, β, β, β, α, β, α, α; d ₄ ³ } α, α, α, β, β, β, α, β; d ₅ ³ } α, β, α, α, β, α, α, α; (2) d ₆ ³ } α, α, β, α, β, β, β, α; d ₇ ³ } α, β, β, β, β, α, β, β; (see. L. Varakin, Communication Systems with Noise-Like Signals. M. Radio and Communications, 1985, p. 107).

В соответствии с (2) система последовательностей D-кода для N=8 имеет вид

(3)
В ходе исследований автор предлагаемого изобретения пришел к выводу, что система последовательностей D-кодов является производной от системы функций Уолша. Таким образом, для получения системы последовательностей D-кодов достаточно все функции, входящие в систему функций Уолша, умножить на порождающую последовательность, в качестве которой принимается первая последовательность системы последовательностей D-кодов.According to (2), the D-code sequence system for N = 8 has the form

(3)
In the course of research, the author of the invention came to the conclusion that the system of sequences of D-codes is a derivative of the system of Walsh functions. Thus, to obtain a system of sequences of D-codes, it is sufficient to multiply all the functions included in the system of Walsh functions by a generating sequence, which is taken as the first sequence of the system of sequences of D-codes.

Например, для случая N=8 система функций Уолша с упорядочением по Адамару имеет вид

(4) (см. Трахтман А М. Трахтман В. А. Основы теории дискретных сигналов на конечных интервалах. М. Советское радио, 1975, с. 45).For example, for the case N = 8, the system of Walsh functions with Hadamard ordering has the form

(4) (see Trakhtman A. M. Trakhtman V. A. Fundamentals of the theory of discrete signals at finite intervals. M. Sovetskoe Radio, 1975, p. 45).

Осуществляя посимвольное умножение каждой функции Уолша на последовательность d₀ ³, имеющую вид
[+ + + + + + (5) получаем систему последовательностей D-кода для N=8 (3).Carrying out the symbol-by-symbol multiplication of each Walsh function by a sequence d ₀ ^{3 of the} form
[+ + + + + + (5), we obtain the system of D-code sequences for N = 8 (3).

Аналогичным образом может быть получена система последовательностей D-кодов для любого N=2^k.In a similar way, a system of D-code sequences can be obtained for any N = 2 ^k .

Применение вывода, сделанного автором предлагаемого изобретения, позволяет использовать известный анализатор спектра (см. прототип) для вычисления коэффициентов дискретного преобразования не только по функциям Уолша, но и по последовательностям D-кодов, что расширяет функциональные возможности известного устройства. The application of the conclusion made by the author of the invention allows the use of a well-known spectrum analyzer (see prototype) for calculating discrete transform coefficients not only by Walsh functions, but also by D-code sequences, which extends the functionality of the known device.

Анализатор спектра по функциям Уолша и по последовательностям D-кодов работает следующим образом. The spectrum analyzer for Walsh functions and for sequences of D-codes works as follows.

В исходном состоянии реверсивные счетчики 3, регистры 5, двоичный счетчик 6 обнулены, переключатели 12 и 13 находятся в разомкнутом состоянии. Напряжение с выхода источника 11 логической единицы поступает на информационные входы первых разрядов всех кольцевых четырехразрядных регистров 7 сдвига, но не записывается в них, поскольку на входы разрешения записи регистров 7 управляющий сигнал не подается. In the initial state, the reversible counters 3, registers 5, the binary counter 6 are reset, the switches 12 and 13 are in the open state. The voltage from the output of the source 11 of the logical unit is supplied to the information inputs of the first bits of all ring four-digit shift registers 7, but is not written to them, since the control signal is not supplied to the recording permission inputs of the registers 7.

Для работы в первом режиме (режиме вычисления коэффициентов дискретного преобразования по функциям Уолша) оператор должен замкнуть и разомкнуть контакты переключателя 12. В момент замыкания контактов переключателя 12 логическая единица с выхода источника 11 поступает на входы установки в нуль всех кольцевых четырехразрядных регистров 7 сдвига, в результате чего все разряды регистров 7 сдвига обнуляются. To work in the first mode (the mode of calculating the discrete conversion coefficients by Walsh functions), the operator must close and open the contacts of switch 12. At the moment of closing the contacts of switch 12, the logical unit from the output of source 11 goes to the zero inputs of all ring four-digit shift registers 7, in As a result, all bits of the shift registers 7 are reset.

При поступлении импульсов с выхода генератора 2 тактовых импульсов на тактовый вход кольцевого четырехразрядного регистра 7.1 сдвига и счетный вход счетчика 6, разрядные выходы которого подключены к тактовым входам соответствующих регистров 7.2, 7.k-1 сдвига, на выходах всех регистров 7 сдвига формируются нули. В результате на выходе управляемого инвертора 9.k-1 будет формироваться "1", поступающая на первые входы умножителей 10. Так как на вторые входы умножителей 10 поступают функции Уолша, на выходах умножителей 10 они будут формироваться без изменения. Upon receipt of pulses from the output of the generator 2 clock pulses to the clock input of the annular four-digit shift register 7.1 and the counting input of the counter 6, the bit outputs of which are connected to the clock inputs of the corresponding shift registers 7.2, 7.k-1, zeros are formed at the outputs of all shift registers 7. As a result, at the output of the controlled inverter 9.k-1, "1" will be formed, arriving at the first inputs of the multipliers 10. Since the Walsh functions are supplied to the second inputs of the multipliers 10, they will be formed at the outputs of the multipliers 10 without change.

Исследуемый телеграфный сигнал поступает на вход элемента И 1, на другой вход которого подается импульсная последовательность с выхода генератора 2 тактовых импульсов. Телеграфный сигнал может принимать только два значения: положительное напряжение соответствует телеграфной посылке, нулевое напряжение соответствует паузе между посылками. На выходе элемента И 1 действуют пачки импульсов, соответствующие телеграфным посылкам. Для точной работы устройства скорость генерирования импульсов генератором 2 должна быть существенно больше скорости передачи телеграфных сообщений. Сформированные пачки импульсов поступают одновременно на счетный вход каждого из реверсивных счетчиков 3. Если на входе управления реверсом действует положительный сигнал, счетчик 3 работает на накопление, т.е. осуществляет подсчет числа импульсов, поступающих на счетный вход. Если на входе управления реверсом этого счетчика действует нулевое напряжение или напряжение, меньше нуля, то счетчик 3 работает на отрицательное накопление, т.е. осуществляет вычитание числа импульсов, поступающих на его вход. На вход управления реверсом каждого счетчика 3 поступает соответствующая функция Уолша, которая принимает значения ±1. Поэтому за время генерирования полной системы функций Уолша в каждом реверсивном счетчике 3 накоплено число импульсов W, пропорциональное соответствующей компоненте спектра Уолша и равное
W= M⁺-M^-, где М⁺ число импульсов, подсчитанных счетчиком 3 на накопление за время положительных значений соответствующей секвенты;
М^- число импульсов, подсчитанных счетчиком 3 на вычитание за время отрицательных значений соответствующей секвенты Уолша.The studied telegraph signal is fed to the input of the element And 1, to the other input of which a pulse sequence is supplied from the output of the generator 2 clock pulses. A telegraph signal can take only two values: a positive voltage corresponds to a telegraphic package, a zero voltage corresponds to a pause between packages. At the output of the element And 1 there are packets of pulses corresponding to telegraphic transmissions. For the accurate operation of the device, the speed of pulse generation by the generator 2 should be significantly higher than the transmission speed of telegraph messages. The generated bursts of pulses arrive simultaneously at the counting input of each of the reverse counters 3. If a positive signal acts at the reverse control input, counter 3 works for accumulation, i.e. calculates the number of pulses arriving at the counting input. If zero voltage is applied to the reverse control input of this counter or a voltage is less than zero, then counter 3 works for negative accumulation, i.e. subtracts the number of pulses arriving at its input. The corresponding Walsh function, which takes the values of ± 1, is fed to the reverse control input of each counter 3. Therefore, during the generation of a complete system of Walsh functions, in each reversible counter 3, the number of pulses W is accumulated, which is proportional to the corresponding component of the Walsh spectrum and is equal to
W = M ⁺ -M ^- , where M ^{+ is the} number of pulses counted by counter 3 for accumulation during the time of positive values of the corresponding sequence;
M ^{is the} number of pulses counted by the counter 3 to subtract during the time the negative values of the corresponding Walsh sequent.

В момент окончания генерирования полной системы функций Уолша генератор 4 функций Уолша на своем выходе окончания работы вырабатывает импульс, который поступает на входы обнуления всех реверсивных счетчиков 3 и тактовые входы регистров 5. По его команде показания каждого счетчика 3 переписываются в соответствующий регистр 5, где фиксируются, а сами счетчики 3 обнуляются. At the time of the generation of the complete system of Walsh functions, the generator 4 of the Walsh functions generates an impulse at its output end that goes to the zeroing inputs of all reversible counters 3 and the clock inputs of the registers 5. At his command, the readings of each counter 3 are transferred to the corresponding register 5, where they are fixed , and the counters 3 themselves are reset.

Для работы во втором режиме (режиме вычисления коэффициентов дискретного преобразования по последовательностям D-кодов) оператор должен замкнуть и разомкнуть контакты переключателя 13. В момент замыкания контактов переключателя 13 логическая единица с выхода источника 11 поступает на входы разрешения записи всех кольцевых четырехразрядных регистров 7 сдвига, в результате чего в регистрах 7 сдвига окажутся записанными коды вида "1000". To work in the second mode (the mode of calculating the coefficients of discrete conversion by sequences of D-codes), the operator must close and open the contacts of the switch 13. At the moment of closing the contacts of the switch 13, the logical unit from the output of the source 11 goes to the write enable inputs of all four-digit shift registers 7 of the shift, as a result, codes of the form "1000" will be recorded in the shift registers 7.

Исследуемый телеграфный сигнал поступает на вход элемента И 1, на другой вход которого подается импульсная последовательность с выхода генератора 2 тактовых импульсов. На выходе элемента И 1 действуют пачки импульсов, соответствующие телеграфным посылкам. Сформированные пачки импульсов поступают одновременно на счетный вход каждого из реверсивных счетчиков 3. Если на входе управления реверсом действует положительный сигнал, счетчик 3 работает на накопление, т. е. осуществляет подсчет числа импульсов, поступающих на счетный вход. Если на входе управления реверсом этого счетчика действует нулевое напряжение или напряжение, меньше нуля, то счетчик 3 работает на отрицательное накопление, т.е. осуществляет вычитание числа импульсов, поступающих на его вход. На вход управления реверсом каждого счетчика 3 поступает соответствующая последовательность D-кода, принимающая значения ±1 и формируемая следующим образом (рассмотрим случай N=8). The studied telegraph signal is fed to the input of the element And 1, to the other input of which a pulse sequence is supplied from the output of the generator 2 clock pulses. At the output of the element And 1 there are packets of pulses corresponding to telegraphic transmissions. The formed bursts of pulses arrive simultaneously at the counting input of each of the reverse counters 3. If a positive signal acts at the reverse control input, counter 3 works for accumulation, i.e., it counts the number of pulses arriving at the counting input. If zero voltage is applied to the reverse control input of this counter or a voltage is less than zero, then counter 3 works for negative accumulation, i.e. subtracts the number of pulses arriving at its input. To the reverse control input of each counter 3, a corresponding sequence of D-code is received, taking values ± 1 and formed as follows (consider the case N = 8).

При поступлении импульсов с выхода генератора 2 тактовых импульсов на тактовый вход кольцевого четырехразрядного регистра 7.1 сдвига в нем осуществляется циклический сдвиг единицы из разряда в разряд. На четвертом такте работы генератора 2 тактовых импульсов "1" с выхода четвертого разряда регистра 7.1 сдвига поступит на управляющий вход управляемого инвертора 9.1, на информационный вход которого поступает стабилизированное положительное напряжение с выхода источника 8. В результате на выходе управляемого инвертора 9.1 будет сформирована последовательность
+ + + так как управляемые инверторы 9 осуществляют инверсию входного сигнала в случае поступления на их управляющие входы "1". Эта последовательность является последовательностью D-кода d₀ ², т.е. первой последовательностью матрицы (1).Upon receipt of pulses from the output of the generator 2 clock pulses to the clock input of the annular four-bit register 7.1 shift in it is a cyclic shift of a unit from discharge to discharge. At the fourth clock cycle of the generator 2 clock pulses "1" from the output of the fourth category of the shift register 7.1 will go to the control input of the controlled inverter 9.1, the information input of which receives a stabilized positive voltage from the output of the source 8. As a result, a sequence is generated at the output of the controlled inverter 9.1
+ + + since the controlled inverters 9 invert the input signal in the case of receipt of their control inputs "1". This sequence is a sequence of D-code d ₀ ² , i.e. the first sequence of the matrix (1).

В течение последующих четырех тактов работы на выходе управляемого инвертора 9.1 повторно будет сформирована последовательность вида
+ + +
Таким образом, в течение 8 тактов работы генератора 2 тактовых импульсов на выходе управляемого инвертора 9.1 будет сформирована последовательность
+ + +- + + +
Эта последовательность поступит на информационный вход управляемого инвертора 9.2.Over the next four clock cycles, the output of the controlled inverter 9.1 will re-form a sequence of the form
+++
Thus, during 8 clock cycles of the generator 2 clock pulses at the output of the controlled inverter 9.1 will be formed sequence
+ + + - + + +
This sequence will go to the information input of the controlled inverter 9.2.

Поскольку на тактовый вход регистра 7.2 сдвига поступает последовательность импульсов с выхода первого разряда счетчика 6, осуществляющего деление частоты генератора 2 тактовых импульсов с коэффициентом деления два, то на выходе четвертого разряда регистра 7.2 сдвига в течениe седьмого и восьмого тактов работы генератора 2 тактовых импульсов будет формироваться "1", поступающая на управляющий вход управляемого инвертора 9.2. В результате два последних элемента последовательности, поступающей на вход инвертора 9.2 окажутся инвертированными и на его выходе будет сформирована последовательность
+ + + + + +, представляющая собой первую последовательность матрицы (2), т.е. последовательность D-кода d₀ ³.Since a sequence of pulses is supplied to the clock input of the shift register 7.2 from the first discharge of the counter 6, which divides the frequency of the clock generator 2 with a division factor of two, the output of the fourth bit of the shift register 7.2 during the seventh and eighth clock cycles of the clock generator 2 will be generated "1" received at the control input of the controlled inverter 9.2. As a result, the last two elements of the sequence supplied to the input of the inverter 9.2 will be inverted and a sequence will be formed at its output
+ + + + + + +, which is the first sequence of the matrix (2), i.e. D code sequence d ₀ ³ .

Аналогичным образом на выходе управляемого инвертора 9. k-1 формируется последовательность D-кода d₀ ^k.Similarly, at the output of the controlled inverter 9. k-1, a sequence of D-code d ₀ ^{k is formed} .

В течение времени формирования первой последовательности D-кода матрицы соответствующей размерности на выходе управляемого инвертора 5.k-1 импульсы с выхода генератора 2 тактовых импульсов поступают также на тактовый вход генератора 4 функций Уолша. During the formation of the first sequence of D-code matrices of the corresponding dimension at the output of the controlled inverter 5.k-1 pulses from the output of the generator 2 clock pulses are also received at the clock input of the generator 4 Walsh functions.

Для случая N=8 матрица системы функций Уолша имеет вид (4). For the case N = 8, the matrix of the system of Walsh functions has the form (4).

В умножителях 10 осуществляется умножение перовой последовательности D-кода (для N=8 это последовательность d₀ ³) на функции Уолша, в результате чего на выходах умножителей формируются соответствующие последовательности D-кода.In multipliers 10, the first sequence of the D code is multiplied (for N = 8 this is the sequence d ₀ ³ ) by the Walsh function, as a result of which the corresponding sequences of the D code are formed at the outputs of the multipliers.

Для случая N=8 матрица последовательностей D-кода имеет вид (3). For the case N = 8, the matrix of D-code sequences has the form (3).

На фиг. 2 приведены временные диаграммы, иллюстрирующие процесс формирования последовательности d₇ ³, поступающей на вход соответствующего реверсивного счетчика 3. На диаграммах показано временное состояние:
а) выхода генератора 2 тактовых импульсов;
б) выхода четвертого разряда кольцевого регистра сдвига 7.1.In FIG. 2 is a timing diagram illustrating the process of forming a sequence of d ₇ ³ received at the input of the corresponding reversing counter 3. The diagrams show the temporary state:
a) the output of the generator 2 clock pulses;
b) the output of the fourth category of the annular shift register 7.1.

в) выхода источника 8 положительного напряжения;
г) выхода управляемого инвертора 9.1;
д) выхода первого разряда счетчика 6;
е) выхода четвертого разряда кольцевого регистра 7.2 сдвига;
ж) выхода управляемого инвертора 9.2, на котором формируется последовательность d₀ ³;
з) выхода генератора 4 функций Уолша, на котором формируется функция Wal(7, θ);
и) выхода умножителя 10, на котором формируется последовательность d₇ ³.C) the output of the source 8 of a positive voltage;
d) the output of the controlled inverter 9.1;
d) the output of the first discharge of the counter 6;
e) the output of the fourth category of the circular register 7.2 shift;
g) the output of the controlled inverter 9.2, on which the sequence d ₀ ^{3 is formed} ;
h) the output of the generator 4 of Walsh functions, on which the function Wal (7, θ) is formed;
i) the output of the multiplier 10, on which the sequence d ₇ ^{3 is formed} .

На фиг. 3 представлен вид функций Уолша, поступающих на вторые входы соответствующих умножителей 10. На фиг. 4 представлен вид последовательностей D-кода, формируемых на выходах соответствующих умножителей 10 и поступающих на входы соответствующих реверсивных счетчиков 3 для случая N=8. In FIG. 3 is a view of the Walsh functions supplied to the second inputs of the respective multipliers 10. FIG. 4 presents a view of the D-code sequences generated at the outputs of the respective multipliers 10 and fed to the inputs of the corresponding reversible counters 3 for the case N = 8.

Таким образом за время генерирования полной системы последовательностей D-кода в каждом реверсивном счетчике 3 будет накоплено число импульсов W, пропорциональное соответствующей компоненте спектра по последовательностям D-кода и равное
W= M⁺-M^-, (6) где М⁺ число импульсов, подсчитанных счетчиком 3 на накопление за время положительных значений соответствующей секвенты;
М^- число импульсов, подсчитанных счетчиком 3 на вычитание за время отрицательных значений соответствующей секвенты.Thus, during the generation of a complete system of D-code sequences, the number of pulses W proportional to the corresponding spectrum component over the D-code sequences and equal to
W = M ⁺ -M ^- , (6) where M ^{+ is the} number of pulses counted by counter 3 for accumulation during the time of positive values of the corresponding sequence;
M ^{is the} number of pulses counted by the counter 3 to subtract during the time the negative values of the corresponding sequence.

В момент окончания генерирования полной системы последовательностей D-кодов (а соответственно, и полной системы функций Уолша) генератор 4 функций Уолша на своем выходе окончания работы вырабатывает импульс, который поступает на входы обнуления всех реверсивных счетчиков 3 и тактовые входы регистров 5. По его команде показания каждого счетчика 3 переписываются в соответствующий регистр 5, где фиксируются, а сами счетчики 3 обнуляются. When the generation of the complete system of sequences of D-codes (and, accordingly, the complete system of Walsh functions) is completed, the generator of 4 Walsh functions generates a pulse at its output end, which is fed to the zeroing inputs of all reverse counters 3 and the clock inputs of the registers 5. At his command the readings of each counter 3 are transferred to the corresponding register 5, where they are recorded, and the counters 3 themselves are reset.

Использование предлагаемого анализатора спектра позволяет существенно расширить его функциональные возможности, заключающиеся в вычислении коэффициентов дискретного преобразования как по функциям Уолша, так и по последовательностям D-кодов. Using the proposed spectrum analyzer allows you to significantly expand its functionality, which consists in calculating the coefficients of the discrete transform both Walsh functions and sequences of D-codes.

Claims

A SPECTRUM ANALYZER containing an element I, a clock generator, N reversible counters (where N is the transform size), a Walsh generator, N registers, and the output of the clock generator is connected to the synchronization input of the Walsh function generator and the first input of the element And, the second input of which is information analyzer input, element output AND connected to the counting input

a reverse counter, the information output of which is connected to the information input of the i-th register, the output of the end of the Walsh function generator is connected to the input of zeroing of the i-th reverse counter and to the clock input of the i-th register, the output of which is the output of the i-th harmonic of the analyzer, different the fact that it introduces a (K 2) -bit binary counter (where K log ₂ N), K 1 ring four-bit shift registers, K 1 controlled inverters, a positive voltage source, N multipliers, a source of a logical unit and two switching switch, and the output of the clock generator is connected to the counting input of the (k 2) -bit binary counter and the clock input of the first annular four-digit shift register, the output of the mth bit of the counter (where m 1, k 2 is the numbering from the low-order side) is connected to the clock the input of the (m + 1) th shift register, the fourth bit output of the jth shift register (where j 1, k 1 is the numbering of shift registers) is connected to the control input of the jth controlled inverter, the information input of the first controlled inverter is connected to the source voltage, the output of the j-th controlled inverter is connected to the input of the (j + 1) -th controlled inverter, the output of the (k 1) -th controlled inverter is connected to the first inputs of all multipliers, the second input of the i-th multiplier is connected to the output of the i-th Walsh function of the generator of the Walsh function, the output of the i-th multiplier is connected to the output of addition-subtraction of the i-th reverse counter, the output of the source of the logical unit is connected to the inputs of the first and second switches, as well as to the information inputs of the first bits of all ring four-digit GOVERNMENTAL shift registers, the first switch output is connected to inputs of a setting "0" ring of the four-digit shift register, the second switch output is connected to the write enable inputs of all four-digit shift register ring.