SU432547A1 - Вычислитель коэффициентов уолша-фурье - Google Patents

Description

Устройство относитс  к области вычислительной техники и люжет быть использовано дл  спектрального анализа случайных процессов .

Известен вычислитель коэффиЦ1 ентов Уолша-Фурье , содержащий блок формировлни  функций Уолша, вход которого подключен к выходу преобразовател  «напр жение - унитарный код, входы которого соединены со входами вычиелител .

Наличие в составе такого устройства сложных аналоговых блоков приводнт к уеложнепню схемы вычислител  и, кроме того, преобразуемый процеес в него должен поступать только в виде аналогового напр жени .

С целью расширени  фупкщюнальных возможностей п упрощеи   структуры вычислптель содержит реверсивный счетчик, входы управленн  которого подключены к выходам блока формировани  Уолша, а основной вход подключен к выходу преобразовател  «напр жение - унитарный код.

На чертеже представлена фуикцпональна  схема предлагаемого вычислител  коэффициентов Уолша-Фурье.

Вычислитель состоит из реверспвиого счетчика /, блока формировани  функций Уолша 2 II преобразовател  «напр жение - унитарный код 3.

Блок формировани  функций Уолша 2 состоит из триггсрпого счетчика 4-6, дифференцирующих цепочек 7-9, выключателей 10-12, схемы «ИЛИ 13 и доиолпптелыюго триггера //. Число разр дов триггерного счетчика 4-6 и соответствующее ему чпсло дифференцируюи пх цепочек 7-9 п выключателей 10-12 определ етс  колпчестпом разр д(;в двоичного код; максимального номера вычисл е .мого коэ;|ч|)пциента Уолша-Фурьс.

Преобразователь «напр жение - унитар1П; . код 3 состоит 113 генератора пилообразных напр жений 15, нуль-органа 16, rericpaтора импульсов 17, схемы совпа.аенн  18. лпнпп задержки 19, счетчика 20, дешифратора 21, переключател  22 и триггера 23.

Блок форм :роваи 1Я фуикцг.й Уолща 2 работает следующ; ;, образом.

В исходном состо миц все триггеры 4-6 и 14 наход тс  в нулевом положении. При пода1;е серии импульсов на счетпыи вход триггера 4 счетчик, образованный пз триггеров 4- 6, будет измеи;;ть свое состо ние по закону изменени  нослсдователыюст: двоичиых чисел . В моменты измепеии  соето ппй триггеров 4-6 дифференцируюидие цепочки 7-9 будут формировать остроко :ечпые импульсы, которые через выключатели 10-12 и схему «ИЛИ 13 будут воздействовать иг, счетный вход триггера 14. Триггер /-/ -измен ет свое состо ние при поступлении на него тех

импульсов, которые соответствуют моментам перехода триггеров 4-6 из нулевого состо ни  в единичное. При помощи выключателей 10-12 можно задать в двоичном коде номер п формируемой функции Уолша.

Полный набор всех функций Уолша, которые могут быть сформпрованы с помощью трехразр дного счетчика, имеет общий период , равный восьми периодам имиульсов, поступающих на триггер 4. Дл  установки в нулевое положение триггера 14 в конце каждого периода функций Уолша единичный выход триггера 6 соединен с нулевым входом триггера 14. Импульс на единичном выходе триггера 6, соответствующий истечению основного временного интервала, поступает также на выход блока формировани  функций Уолша 2.

Блок формировани  функций Уолша 2 позвол ет получать любую из восьми иервых функций Уолша. При необходимости формировани  функций более высокого гюр дка число триггеров счетчика этой схемы, а также число дифференцируюигих цепочек и выключателей должно быть увеличено.

Преобразователь «напр жение - унитарный код 3 при подаче на него кодов ординат F (В) работает следующим образом.

Двоичный код F (в) ординаты входной функции подаетс  на счетчик 20 и фиксируетс  в нем как в регистре. При поступлении тактового импульса ТИ триггер 23 устанавливаетс  в единичное состо ние, схема совпадений 18 открываетс  и импульсы генератора 17 начинают .поступать на выход преобразовател  3. Эти импульсы через линию задержки 19 поступают также на счетчик 20, работающий посто нно в режиме вычитани . При этом число, наход щеес  в счетчике 20, будет уменьшатьс . В тот момент, когда это число достигнет значени , соответствующего минимально возможному отрицательному числу в счетчике 20, дешифратор 21 формирует импульс, который через переключатель 22 поступает на триггер 23 и зстапавливает его в нулевое положение.

При этом схема совпадений 18 закрываетс . Число имиульсов Л (0), прошедших через схему совпадений 18, будет определ тьс  фэр1мулой

N(Q)N,,,, + F(Q),

где код Г (в) может принимать любой знак.

При представлении входной функци в виде аналогового напр жени  F(t) переключатель 22 устаиавл1 ваетс  в верхнее положение и гфеоб зазователь «напр жение - унитарный код 3 работает следующим образом.

Тактовый импульс ТП запускает генератор пилообразного напр жени  15, который выдает на первый вход нуль-органа линейно возрастающее напр жение, начальный уровень которого f/AiMK соответствует минимально возможному напр жению входной функции F(t), поступающей на другой вход нуль-органа . Одновре.менно с этим тактовый импульс ТИ устанавливает триггер 23 в ед 1ничное состо ние , в результате чего схема совпадений 18 открываетс  и импульсы генератора 17 начинают ноступать на выход преобразовател  «напр жение - унитарный код 3.

В момент достижени  пилообразным напр жением уровн  напр жени  F(t) нуль-орган 16 формирует импульс, который через переключатель 22 устанавливает триггер 23 в нулевое состо ние, в результате чего схема совпадений 18 закрываетс , и число импульсов, поступивших на выход преобразовател  3, будет пропорционально ординате процесса в соответствии с фор1мулой

N(e),,,,n, +P(Qj.

где к - коэффициент пропорциональности, а F((:) - ордината процесса f(t) в момент подачи на иреобразователь 3 тактового импульса ТИ.

Таким образом, преобразователь «напр жение - унитарный код 3 обеспечивает нреобразование ординат входного процесса F(t), представленных в виде аналоговых напр жений или двоичных кодов, в пропорциональные унитарные коды N(Q), которые поступают в реверсивный счетчик /.

Вычисление коэффициентов Уолша-Фурье заканчиваетс  в момент времени , когда на единичном выходе триггера 6 образуетс  перепад напр жений. Однако возможно продолжение вычислительного процесса и до моментов времени 6 2,3,4 и т.д. В этом случае точность вычислений существенно повышаетс .

Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет вычпслить любой коэффициент Уолща-Фурье , номер которого задан с помощью выключателей 10-12. При этом входной процесс может быть представлен в виде двоичных кодов ординат, в виде аналогового напр 5 жени  или в виде унитарных кодов, подаваемых непосредственно на реверсивный счетчик /.

Предмет изобретени 

Вычислитель коэффициентов Уолша-Фурье, содержащий блок формировани  функций Уолша, вход которого подключен к выходу

преобразовател  «напр жение - унитарный код, входы которого соединены со входами вычислител , отличающийс  тем, что, е целью расширени  функциональных возможностей и Зпрощени  структуры, он содержит, реверсивный счетчик, входы управлени  которого гюдключены к выходам блока формировани  функций Уолща, а основной вход подключен к выходу преобразовател  «напр жение - унитарный код.