SU1424027A1 - Device for performing fourier transform - Google Patents
Device for performing fourier transform Download PDFInfo
- Publication number
- SU1424027A1 SU1424027A1 SU874218953A SU4218953A SU1424027A1 SU 1424027 A1 SU1424027 A1 SU 1424027A1 SU 874218953 A SU874218953 A SU 874218953A SU 4218953 A SU4218953 A SU 4218953A SU 1424027 A1 SU1424027 A1 SU 1424027A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- input
- groups
- accumulating
- clock
- Prior art date
Links
Landscapes
- Complex Calculations (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в системах управлени виброиспытани ми технических объектов, измерительной технике. радиотехнике и электросв зи дл выполнени пр мого и обратного преобразований Фурье непрерывных и дискретных , детерминированных и случайных сигналов в реальном масштабе времени. Цель изобретени - расширение функциональных возможностей за счет выполнени обрат ного преобразовани Фурье. Поставленна цель достигаетс за счет того, что в состав устройства вход т аналого-цифровой преобразователь 2, генератор тактовых импульсов 3, делитель частоты 4, генератор псевдослучайных чисел 5, счетчик 6, блок то нной пам ти 7, блоки сравнени 8, накапливающие сумматоры-вычитатели 9 и 16, две группы 10 из М блоков сравнени и М сумматоров-вычитателей, коммутатор 12, распределитель импульсов 13, элемент ИЛИ 14 и блок элементов ИЛИ 15. 2 ил. с (f (Л с:The invention relates to the field of automation and computer technology and can be used in control systems for vibration testing of technical objects, measuring equipment. radio engineering and telecommunications to perform forward and inverse Fourier transforms of continuous and discrete, deterministic and random signals in real time. The purpose of the invention is to expand the functionality by performing the inverse Fourier transform. This goal is achieved due to the fact that the device includes an analog-digital converter 2, a clock pulse generator 3, a frequency divider 4, a pseudo-random number generator 5, a counter 6, a block of this memory 7, a comparison block 8, accumulating accumulators- subtractors 9 and 16, two groups of 10 from M comparison units and M totalizer-subtractors, switch 12, pulse distributor 13, element OR 14 and block of elements OR 15. 2 Il. с (f (Л с:
Description
юYu
4four
О ЮO u
г--:g--:
ИчоОретение относитс к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах управлени виброиспыт«ни ми технических объ- ект:)в, измерительной технике, радио- те..иике и электросв зи дл выполнени пр мого и оОратиого преобразований Фурье непрерывных и дискретных, детерминированных и случайных сигналов в реальном масштабе времени.The simulation relates to automation and computing technology and can be used in control systems of vibration tests for technical objects:), measurement technology, radio .., and telecommunications to perform direct and discrete Fourier transforms continuous and discrete, real-time deterministic and random signals.
Цель изобретени - расширение функциональных возможностей устройства за счет выполнени им обратного преобразовани Фурье.The purpose of the invention is to expand the functionality of the device by performing the reverse Fourier transform.
На фиг.1 приведена блок-схема устройства дл выполнени преобразовани Фурье; на фиг.2 - временные диаграммы , по сн ющие работу устройства в режиме обратного преобразовани Фурье,Figure 1 shows a block diagram of an apparatus for performing a Fourier transform; Fig. 2 shows timing diagrams explaining the operation of the device in the reverse Fourier transform mode;
Устройство содержит информационный вход 1, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 2, генератор 3 тактовых импульсов, делитель 4 частоты, генератор 5 псевдослучайных чисел, счетчик 6, блок 7 посто нной пам ти, блоки 8 сравнени , накапливающие сум- laтгры- ычитатели 9, две группы JO ;): б, |оков сравнени и М сумматоров- 1ь1читателей, информационные входы 11 дл пр мого преобразовани Фурье, коммутатор 12, распределитель 13 импульсов , элемент ИЛИ 14 и блок элементов ИЛИ 15, накапливающий сумма- тор-пычитатель 16 и выход 17 устройства дл обратного преобразовани Фурье.The device contains information input 1, an analog-to-digital converter (ADC) 2, a generator of 3 clock pulses, a divider 4 frequencies, a generator of 5 pseudo-random numbers, a counter 6, a block of 7 permanent memory, a block of 8 comparisons that accumulate sum-players 9 , two groups JO;): b, | shackles of comparison and M adders - 1 h1 readers, information inputs 11 for direct Fourier transform, switch 12, distributor 13 pulses, element OR 14 and block of elements OR 15 accumulating sum-tor-reader 16 and an output 17 of the device for the inverse Fourier Ani.
Устройство pnOfvrncT в двух режи- lax: режиме . ,у преобразовани и D режиме обратного преобразо- ;аип Фурье.The pnOfvrncT device in two modes: mode. , y transform and D mode inverse transform; Fourier type.
В режиме пр мого преобразовани коммутатор 12 устанавливаетс в нижнее положение (фиг.1), а входной аналоговый сигнал поступает на вход АДП 2. Тактовые импульсы с выхода генера- гора 3 поступают через делитель 4 с коэффициентом делени 2М (М - количество определ емых гармоник) на управл ющий вход блока 2, на информационном выходе которого формируютс цифровые отсчеты входного сигнала, на вход генератора 5 псевдослучайных чисел, на выходе которого формируетс поспу;1овательность псевдослучайных чисел (п), и через счетчик 6 на адресный вход блока 7, на выходах которого формируютс последовательности числовых кодов, соответствующих значени м фильтрующих функций 3„;(п) дл первой группы 10 блоков и С„;(п) дл второй группы 10. При этомIn the direct conversion mode, the switch 12 is set to the lower position (FIG. 1), and the input analog signal is fed to the input of the ATP 2. The clock pulses from the output of generator 3 are received through divider 4 with a division factor of 2M (M is the number of detected harmonics a) to the control input of block 2, at the information output of which digital samples of the input signal are formed, to the input of the generator 5 pseudo-random numbers, the output of which is formed by the step; firstness of pseudo-random numbers (p), and through counter 6 to the address input of the block ka 7, at the outputs of which sequences of numerical codes are formed, corresponding to the values of the filter functions 3 "; (p) for the first group of 10 blocks and C"; (p) for the second group 10. Herewith
S,;(n)S,; (n)
. 2 . sin -- ni;. 2 sin ni;
00
(1) (2)(12)
(п) cos - ni, (n) cos - ni,
где N - число отсчетов входного си1-where N is the number of samples of the input Si1
нала;Nala;
п - пор дковый номер отсчета 5 пе 1.n is the serial number of reference 5 ne 1.
m - пор дковый номер фильтрующей функции m l ,М ;m is the sequence number of the filter function m l, M;
1 - номер коэффициента Фурье, подлежащего определению,1 is the number of the Fourier coefficient to be determined
0 iiLN/2.0 iiLN / 2.
Блоки сравнени осуществл ют сравнение чисел, поступающих с выходов блока 7 и генератора 5, Если исло, поступившее на блок 8 сравне5°НИН с блока 7, например, больше числа , поступившего с выхода генератора 5, то на выходе данного блока сравнени формируетс код, разрешающий выполнение в соответствующем из М на0 капливающих сумматоров-вычитателей 9 операции сложени , при невыполнении указанного услови - код, разрешающий выполнение операции вычитани . Значр- ни исследуемого сигнала в момент дискретизации Х(п) в виде цифрового кода с выхода блока 2 поступают на информационные входы накапливающих сумматоров-вычитателей 9. При поступлении на управл ющий вход сумматора5Comparison blocks compare the numbers coming from the outputs of block 7 and generator 5. If the number received at block 8 is equal to 5 ° NIN from block 7, for example, it is greater than the number received from generator 5, then the output of this block compares permitting the addition operation to be performed in the corresponding from M na0 accumulating adders-subtractors 9, if the specified condition is not fulfilled, the code permitting the execution of the subtraction operation. At the time of discretization X (p), the values of the signal under investigation in the form of a digital code from the output of block 2 are fed to the information inputs of accumulating adders-subtractors 9. Upon entering the control input of the adder5
пычитател 9 кода, разрешающего выполнение Сложени , в нем производитс сло -ение Х(п) с суммой, накопленной в предшествующие моменты дискретизации . В обратном случае производитс In addition, code 9, which allows the execution of the Fold, contains the addition X (p) with the amount accumulated at the preceding sampling times. Otherwise, produced
вычитание Х(п). После выполнени N тактов выборки значений исследуемого сигнала (цикла преобразовани ) в М накапливающих сумматорах-вычитател х 9 первой группы 10 оказываютс запи-subtraction X (n). After performing N cycles of sampling the values of the signal under study (conversion cycle), M accumulative totalizers-subtractors 9 of the first group 10 are recorded
санными М значений коэффициентот а, , а в М накапливающих сумматорах-вычи- тател х 9 второй гругты 10 - М значений коэффициентов Ь; ;By the M values of the coefficients a,, and in the M accumulating totalizer-calculators x 9 of the second rounds 10 are the M values of the coefficients b; ;
5555
АГ AH
а, Х(п) F sin -,-п1- (п) ;a, X (p) F sin -, - p1- (p);
3)3)
А BUT
Ь; У;Х(п) F cos .(п) ()B; Y; X (p) F cos. (P) ()
Г R
При рапиомерном законе распределени Р(п) н Р1ых(лиой последовательности генератора 5 псепдослучайных чисел F(n) на выходах 11 сумматоров- нычитателей 9 по вл ютс соответствующие значени ко- гЪфициентов дискретного преоСфтовани Фурье:With the rapier distribution law P (n) n P1yh (the cast sequence of the generator 5 pseudo-random numbers F (n) at the outputs 11 of the adders of the reader 9 appears the corresponding values of the discrete Fourier transference coefficient:
1 one
Я, N ZX(n)- in-N- i5I, N ZX (n) - in-N-i5
12 i 12 i
b; Г, Z X(n)cos--ni ,b; G, Z X (n) cos - ni,
NN
NN
1515
блока 7, например, больше ч тупившего с выхода генерато на выходе данного блока сра формируетс код, разрешающи ние в соответствующем из М ющих сумматоров-вычитателей ции сложени , при невыполне услови - код, разрешающий операции вычитани (фиг.2д) уровень означает вычитание, ный - сложение). Поскольку мационные входы сумматоровлей 9 ничего не подаетс , т мое их не измен етс , а при равл ющие коды на суммирова пычитание хран тс в соотве регистрах сумматоров-вычита По приходу с распределител пульсов (фиг.2б) эти коды п считываютс из регистров су вычитателей 9 ч через элеме ( фиг.2е) поступают на управ вход сумматора-вычитател 1 2g временно со считыванием упр кодов из сумматоров-вычитат поочередно считываютс и хрof block 7, for example, more than the number of generators stalled from the output of this block is a code that resolves at the appropriate addition from the M adders-subtractors; if not, the code allowing subtraction operations (fig.2d) means subtraction, ny - addition). Since the inputs of the summators 9 are not supplied, they are not changed by mine, and the corresponding codes for summation are stored in the corresponding registers of the totalizer-subtraction. On arrival from the pulse distributor (Fig. 2b) these codes n are read from the registers of the readers 9 hours through an element (Fig. 2e), the control input of the adder-subtractor 1 2g is received temporarily with the reading of the control codes from the adders-subtracted are alternately read and xp
А BUT
в них коэффициенты а; и Ь;, поступают через блок элемен 1Д на информационный вход с нычитател 16. После выполн тактов в накапливающем сумм вычитателе 16 (фиг.2ж) оказ записанной следующа суммаin them, the coefficients a; and b ;, go through the unit 1D to the information input from the calculator 16. After performing the cycles in the accumulator, the subtractor 16 (FIG. 2g) renders the following sum written
2020
30thirty
с коэффициентом довери , завис щим от времени интервала суммировани (усреднени ), так как среднее значение F, например, дл S(п) равноwith the coefficient of trust, depending on the time of the summation interval (averaging), since the average value of F, for example, for S (n) is equal to
F (n)Jp(n).(7)F (n) Jp (n). (7)
В режиме of.ратного преобразовани Фурье коммутатор 12 устанавливаетс в верхнее положение (фиг.1). В сум- маторах- зычитател х 9 первой группы 10 хран тс значени коэффициентов Фурье а, , а в сумматорах-вычитател х 9 второй гругтпы 10 - значени коэфлIn the Fourier transform mode, the switch 12 is set to the upper position (Fig. 1). The totalizers 9 of the first group 10 store the values of the Fourier coefficients a, and, in the adders 9 of the second group 10, the values of the coefficients
фициентов 1э| , которые были получены при пр мом п1-)еобразовании Фурье. Сум- матор-вычитатель 16 находитс в обнуленном состо нии.1e | , which were obtained during the direct P1-) formation of Fourier. Summator 16 is in the zeroed state.
Тактовые импульсы с выхода генератора 3 поступают через коммутатор 12 на вход распределител 13 импульсов , а через делитель Д частоты с периодом ut (фиг.2а) на входы счетчика 6 и генератора 5 псевдослучайных чисел. На выходе последнего формируетс после;товательность псевдослучайных чисел (п), (фиг.2в), а на выходе счетчика 6 формируетс код адреса, который поступает, в свою очередь, на адресный вход блока 7. На выходах последнего формируютс последовательности числовых кодов, соответствующих значени м синтезирующих функций S (п) дл первой группы 10 блоков и С„;(п) дл второй группы 10, которые так же, как и Фильтрующие функции,° а в сумматоре-вычитателе 16 описываютс соотношени ми (1) и (2) (на фиг.г изображены S,(n) и (п) дл 1-й и 5-й гармоник).Clock pulses from the output of the generator 3 through the switch 12 to the input of the distributor 13 pulses, and through the divider D frequency with a period ut (Fig.2A) to the inputs of the counter 6 and the generator 5 pseudo-random numbers. The output of the latter is formed after the succession of pseudo-random numbers (p), (Fig. 2b), and the output of counter 6 forms an address code, which in turn goes to the address input of block 7. At the outputs of the last, sequences of numeric codes are formed, corresponding to the values of the synthesizing functions S (p) for the first group of 10 blocks and Cn; (p) for the second group of 10, which, like the Filtering functions, ° and in the subtractor 16 are described by relations (1) and (2 ) (on figg depicted S, (n) and (p) for the 1st and 5th harmonics).
3535
Х(X (
, 1-1-(1) , 1-1- (1)
,Г 2тг .Ь. , R 2tg.
1one
4040
4545
Эта сумма считываетс из ра-вычитател 16 (фиг.2к) н 17 (2М+1)-м импульсом считы распределител 13 импульсов того, этим же импульсом сум вычитатель 16 обнул етс .This sum is read from the subtractor 16 (Fig. 2k) n 17 (2M + 1) pulse reads of the distributor 13 pulses, and with the same pulse the subtractor 16 is zeroed.
С приходом следующего им дедител 4 частоты через At цикл работы устройства повтWith the arrival of the next deducer for them 4 frequencies through At, the cycle of the device operation is repeated
етс записанной следующа сis recorded next
Х(2) 21 ja; rfsin-l 2- i-.f(2 :.-Г(2)1X (2) 21 ja; rfsin-l 2- i-.f (2: .- g (2) 1
Ьлоки сравнени по импульсу с де- ,ч 4 частоты, осуществл ют сравнение чисе:1, поступающих с выходов олока 7 н генератора 5. Если число, поступнви. г. };а Слок 8 сравнени с Comparison blocks for the pulse with de-, h 4 frequencies, compare the number: 1, coming from the outputs of the 7th generator of the generator 5. If the number arrives. G.}; and Slok 8 compared with
10ten
1515
блока 7, например, больше числа, поступившего с выхода генератора 5, то на выходе данного блока сравнени формируетс код, разрешающий выполнение в соответствующем из М накапливающих сумматоров-вычитателей 9 операции сложени , при невыполнении этого услови - код, разрешающий выполнение операции вычитани (фиг.2д), нулевом уровень означает вычитание, един;, i- ный - сложение). Поскольку на информационные входы сумматороввычитателей 9 ничего не подаетс , то содержимое их не измен етс , а прин тые управл ющие коды на суммирование или пычитание хран тс в соответствующих регистрах сумматоров-вычитателей 9. По приходу с распределител 13 импульсов (фиг.2б) эти коды поочередно считываютс из регистров сумматоров- вычитателей 9 ч через элемент ИЛИ 15 (фиг.2е) поступают на управл ющий вход сумматора-вычитател 16. 2g временно со считыванием управл ющих кодов из сумматоров-вычитателей 9 поочередно считываютс и хран щиес block 7, for example, is greater than the number received from generator 5, then a code is generated at the output of this comparison block that allows execution of the addition operation in the corresponding M accumulating adders-subtractors 9, if this condition is not fulfilled - the code allowing execution of the subtraction operation (Fig .2d), zero level means subtraction, one;, i-th - addition). Since nothing is supplied to the information inputs of adders 9, their contents do not change, and the received control codes for summation or retrieval are stored in the corresponding registers of adders-subtractors 9. These codes are received from the distributor 13 alternately read from the registers of adders-subtractors 9 hours through the element OR 15 (Fig. 2e) are fed to the control input of the adder-subtractor 16. 2g temporarily reading control codes from the adders-subtractors 9 are alternately read and stored with
А BUT
в них коэффициенты а; и Ь;, которые поступают через блок элементов ИЛИ 1Д на информационный вход сумматора- нычитател 16. После выполнени 2М тактов в накапливающем сумматоре- вычитателе 16 (фиг.2ж) оказываетс записанной следующа суммаin them, the coefficients a; and b; that go through the block of elements OR 1D to the information input of the adder-reader 16. After 2M cycles in the accumulating adder-subtractor 16 (Fig. 2g), the following sum is written
2020
30thirty
, ° а в сумматоре-вычитателе 16 , ° and in the adder-subtractor 16
° а в сумматоре-вычитателе 16 ° and in the subtractor 16
3535
Х(X (
, 1-1-(1) , 1-1- (1)
сумматоре-вычитателе totalizer subtractor
,Г 2тг .Ь. , R 2tg.
1one
а в сумматоре-вычитателе 16 and in the subtractor 16
Эта сумма считываетс из сумматора-вычитател 16 (фиг.2к) на В Ыход 17 (2М+1)-м импульсом считывани из распределител 13 импульсов, кроме того, этим же импульсом сумматор- вычитатель 16 обнул етс .This sum is read from the adder-subtractor 16 (Fig. 2k) on B Lac 17, (2M + 1) th read pulse from the distributor 13 pulses, moreover, the same impulse 16 subtracts 16.
С приходом следующего импульса с дедител 4 частоты через At (фиг.2а) цикл работы устройства повтор етс ,With the arrival of the next pulse from the frequency 4 deducer via At (Fig. 2a), the device operation cycle repeats,
оказываетс записанной следующа сумма:The following amount is recorded:
а в сумматоре-вычитателе 16 and in the subtractor 16
н т.д.n etc.
Х(2) 21 ja; rfsin-l 2- i-.f(2) :.-Г(2)1X (2) 21 ja; rfsin-l 2- i-.f (2): .- g (2) 1
+b, F+ b, F
I; ч cos -- NI; h cos - N
В обшем случ.че с сумматора-вычита- тел 16 считываютс на пыход 17 следующие суммы: In the general case, the following sums are read out from the adder-subtractor 16:
м Г Г о 1 Х(п) J а; F sinyi п-(п) -к 1- L LJm G G about 1 X (p) J a; F sinyi p- (p) -k 1- L LJ
-t-b; рГсо5 1-п-(п)| .-t-b; rGso5 1-p- (p) | .
(10)(ten)
При равномерном законе распределени Р(п) в выходной последовательнос- и генератора 5 псевдослучайных чисел выражение дл среднего значени может быть записано в следующемWith a uniform distribution law P (p) in the output sequence and pseudo-random number generator 5, the expression for the average value can be written as follows:
(п) Х(п) виде(n) X (n) as
1 one
sZisZi
2/N. , U Sin--ni- -b;2 / n. U Sin - ni- -b;
cos--ni),cos - ni),
(11)(eleven)
с коэффициентом довери , за вис щим от времени интервала суммировани (усреднени ), так как среднее значение F, например, дл 5„;(п) равноwith the coefficient of trust, hanging from the time of the summation interval (averaging), since the average value of F, for example, for 5 "; (n) is equal to
F (sin ni-fCn)) Р(п).F (sin ni-fCn)) P (n).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874218953A SU1424027A1 (en) | 1987-02-23 | 1987-02-23 | Device for performing fourier transform |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874218953A SU1424027A1 (en) | 1987-02-23 | 1987-02-23 | Device for performing fourier transform |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1424027A1 true SU1424027A1 (en) | 1988-09-15 |
Family
ID=21294244
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU874218953A SU1424027A1 (en) | 1987-02-23 | 1987-02-23 | Device for performing fourier transform |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1424027A1 (en) |
-
1987
- 1987-02-23 SU SU874218953A patent/SU1424027A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 928363, кл. G 06 F 15/332, 1982. Авторское свидетельство СССР № 1177822, кл. С 06 F 15/332, 1985. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SU1424027A1 (en) | Device for performing fourier transform | |
SU1383395A2 (en) | Device for accomplishing fourier transform | |
SU1096665A1 (en) | Correlation device for determining pulse transient function of entity | |
SU1177822A1 (en) | Device for executing fourier transform | |
SU1501294A1 (en) | Method and apparatus for measuring errors in digital data transmission channel | |
SU1597541A1 (en) | Apparatus for reversive counting of bands in interferometers with internal phase modulation | |
SU1244786A1 (en) | Digital filter | |
SU1328763A1 (en) | Statistical analyzer of final difference of phase | |
SU1292007A1 (en) | Correlator | |
SU624235A1 (en) | Arrangement for moving averaging electric signals | |
SU1265966A1 (en) | Device for converting digital signals in quadratures | |
SU1188676A1 (en) | Apparatus for identification of two-port characteristics | |
SU1619262A1 (en) | Generator of random markovian process | |
JP2571268B2 (en) | Correlator | |
SU1695327A1 (en) | Device for determining mean-root-square value of signal | |
SU1663571A1 (en) | Harmonic analyzer | |
SU928363A1 (en) | Device for performing fourier transform | |
SU1573432A1 (en) | Method and apparatus for analysis of spectrum of signals | |
SU737875A1 (en) | Device for measuring logarithmic attenuation decrement | |
SU1278887A1 (en) | Device for executing fourier transform | |
SU1580576A2 (en) | Device for estimating of signals | |
RU1824643C (en) | Correlator | |
SU1552117A1 (en) | Spectrum analyzer | |
RU2182724C2 (en) | Fourier transform execution device | |
SU1529217A1 (en) | Random signal generator |