SU805191A1 - Устройство дл вычислени спектраМОщНОСТи - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к цифровой вычислительной технике и может быть использовано при создании специализированных процессов дл  спектрального анализа процессов и сигналов, вычислительно-моделирующих комплексов дл  испытаний изделий на внешние воздействи , навигационных и радиолокационных систем слежени  и обиаружени .

Известные устройства можно раздет пить на две,группы: перва  группа реализует в том или ином виде алгоритм быстрого преобразовани  Фурье (БПФ), а в основу работы второй группы устройств положен принцип преобразовани  коррел ционной функции в спектЕ альную область.

Известно устройство, относ щеес  к первой группе, наиболее общими структурными элементами которого,а также.других устройств представл ющих первую группу  вл ютс : блок задани  системы базисных функций, выполненный в виде блока пам ти, блоков хранени  и преобразовани  информации или реализованный в виде Группы регистров и пог11ческих схем; операционный блок, включающий в себ  в том или ином схемном решении умножители и сумматоры; блок управлени , регламентирующий взаимодействие всех структурных элементов устройства U . Недостаток этого устройства состоит в невысоком быстродействии, ограниченном требовани ми полноразр дного умножени  и использованием тригонометрических функций.

Наиболее близким по технической

сущности к изобретению  вл етс  устройство , содержащее блок определени  коррел ционной функции, три переключател , два блока пам ти, блок умножени , регистр, цифроаналоговый преобразователь , интегратор, блок определени  весового коэффициента, шифратор , схему сравнени , три счетчика, конъюнктор, ключевой элемент, делитель , сумматор, дешифратор, формирователь адреса и блок синхронизации. Это устройство обеспечивает вычисле-г иие спектра мощности Фурье через промежуточную коррел ционную функцию 2} .

Основным недостатком его  вл етс  низкое бьистродействие получени  спектра мощности Фурье, что обусловлено прежде всего принципом работы, положенным в его схемную реализацию.

Устройство принципиально не позвол ет вычислить спектр мощности Фурье через спектр мощности Уолша, что дает значительное преимущество в быстродействии по сравнению с традиционными схемами. Нар ду с этим устройство не позвол ет решить р д задач в услрви х , когда исходный (анализируемый ) процесс недоступен дл  анализа, но его характеристики известны априори и заданы в виде спектра Уолша. При мером таких объектов могут быть летательные аппараты, сейсмические объекты и т.д. Второй недостаток заключает с  в том, что устройство обеспечивает последовательное сканирование частотного диапазона, т.е. на его выходе образуютс  последовательно компоненты (крэффициенты ) спектра мощности Фурье, Это не только снижает быстродействие ,.но и сужает область их применени . Цель изобретени  - повышение быстродействи  вычислени  спектра мощности Фурье. Эта цель достигаетс  тем,что в уст ройство дл  вычислени  спектра мощности , содержащее два счетчика, вход первого из которых  вл етс  первым входом устройства, первый регистр, вход которого  вл етс  вторым входом устройства, первый блок пам ти, пер вый вход которого  вл етс  третьим входом устройства, выход первого счет чика подключен к первому входу блока сравнени , второй вход которого соединен с выходом первого регистра, а выход подключен к первому входу блока синхронизации, первый выход которого соединен с первым входом первого сумматора, с первым входом второго, счетчика и со вторым входом первого счетчика, второй выход блока синхронизации соединен со вторым входом вто рого счетчика, третий вход которого подключен к выходу шифратора, а выход соединен со входом первого дешифратора м первым входом формировател  адреса, выход дешифратора подключен к первому входу блока селекции, выход которого соединен со вторым входом формировател  адреса, третий вход которого соединен с выходом первого счетчика, выход первого блока пам ти подключен к первому входу первого переключател  , второй вход которого сое динен с выходом второго блока пам ти, sx.of которого подключен к выходу формирЛател  адреса, выход первого переключател  соединен с первым входом блока умножени , выход которого подключен к первому входу второго переключател , выход которого соединен со вторым входом первого сумматора, вы- -ход третьего переключател  соединен со вторым входом первого блока пам ти введены два блока элементов ИЛИ,, блок формировани  дополнительного код триггер, второй регистр, генератор кода Гре , второй сумматор, второй де шифратор, блок вычислени  спектра Уолша , зад атчик номера цикла работы, первый вход Которого подключен к выходу второго дешифратора, вход которого соединен с выходом первого счетчика, входы второго регистра соединены соответственно с первым и с третьим выходом блока синхронизации и с выходом задатчика номера цикла работы, второй вход которого объединен со входом генератора кода Гре , входом первого блока элементов ИЛИ, с первым входом третьего переключател  и со входом блока формировани  дополнительного кода и подключен к выходу второго регистра, выход первого блока элементов ИЛИ соединен со вторым входом блока синхронизации , вход второго блока элементов ИЛИ подключен к .выходу второго счетчика , а выход соединен с третьим входом первого переключател  и с третьим входом блока синхронизации, входы второго сумматора соединены соответственно с первым выходом блока синхронизации и со вторым выходом второго переключател , аходы триггера подклю.чены соответственно к первому и четвертому выходам блока синхронизации,а выход триггера соединен со вторым входом второго переключател  и с третьим входом третьего переключател , третий вход которого подключен к выходу блока формировани  дополнительного кода, выход блока вычислени  спектра мощности УоЛша соединён с третьим входом первого блока пам ти и вход  вл етс  четвертым входомустройства. На фиг. 1 представлена структурна  схема устройства; на фиг.2 представлена временна  диаграмма работы блока 23 с.инхронизации. Устройство содержит первый 1 и второй 2 рёзгистры, первый 3 и второй 4. счетчики, блок 5 формировани  дополнительного кода, блок 6 сравнени , первый 7 и второй 8 дешифраторы, блок 9 селекции, генератор 10 кода Гре , формирователь 11 адреса, задатчик 12 номера цикла работы первый 13 и второй 14 блоки пам ти, первый 15, второй 16 и третий 17 переключатели, блок 18 вычислени  спектра мощности Уолша, шифратор 19, блок 20 умножени , первый 21 и второй 22 сумматоры, блок 23 синхро«изации, первый 24 и второй 25 дизъюнкторы, триггер 26. Регистр 1 предназначен дл  приема и хрангни  последнего номера Kefi,a.../(//41 пересчитываемой спектральной компоненты , (здесь и далее, по тексту анализируемый процесс )()) задан N отсчетами V 0 ,1. ... N-1, причем N 2 m любое целое число. Спектры мощности Фурье и Уолша заданы N/2-1 компонентами: Рр(К), ,2. . .N/2-l; .Р (г) , гв1,2.. .N/2-1 (1). . Регистр 2 предназначен дл  своим состо нием текущего номера цик ла г еГ1,2... N/4 Работы устройства: его разр дность определ етс  соотноше нием т- 1. Сброс в нулевое состо ни осуществл етс  по второму входу, а запись информации - с первого входа по синхроимпульсу, поступакицему на второй вход. Первый счетчик 3 предназначен дл  задани  номеров тактов устройства ,4..т его разр дностьопредел етс  соотнсмаением en t (log-rii)+l. Исходное состо ние задаетс  кодом с первого входа по синхроимпульсу с . третьего входа. Последний  вл етс  также сигналом, по которому осуществл етс  пересчет. Установка в нуль организуетс  по второму входу. Второй счетчик 4 обеспечивает формирование последовательности нрме ров вычисл емых компонентов спектра мощности Уолша, его разр дность определ етс  соотношением т-1. Запись исходного кода состо ни  организуетс  по первому входу, а счет - по вто рому входу. Блок 5 формировани  дополнительно го кода выполн ет преобразование кода номера цикла г (1,2. Г.N/4t соот ветствующего состо нию второго регистра 2, в дополнительный код и может быть реализован по любому из известных методов. Блок 6 сравнени  обеспечивает ана лиз поступающих на первый и второй входы кодов на совпадение и в случае их равенства формирует на своем выходе сигнал кода вычислений. Первый дешифратор 7 обеспечивае преобразование текущего номера такта устройства, поступающего на его вход соответственно с выражением -2 ,4...т5. (2) где Yxj - номер разр да двоичного кода на выходе, в котором записана единица (нумераци  разр дов в двоичном ко де здесь и далее по тексту справа налево), - код на входе в дес ти ной системе счислени . Второй дешифратор 8 предназначен дл  преобразовани  текущего номера вычисл емой спектральной компоненты ,2... N/4l в соответствии с выражением Y, R(2K)® R{2K-1), Y, - ДВОИЧНЫЙ код на выходе К(2К) . R(2K-1) - коды Гре  от чисел 2К и 2К-1 соответственноД)-опера ци  поразр дного суммировани  по модулю два. Блок 9 селекции предназначен дл  формировани  признака тригонрметрической функции (синуса или косинуса) дл  первого преобразовател  11 код путем выделени  одного из т-2 разр дов кода Гре  R(2r), поступающего на его.второй вход, номер которого определен единицей в соответствующем разр де кода на первом (управл ющем) входе. Генератор 10 кода Гре  предназначен дл  формировани  последовательности т-2 старших разр дов кодов Гре  от чисел 2г, обозначаемыхR(2r), где r€{l,2... N/4l - текущий номер цикла устройства, подаваемый на вход. Генератор 10 кода Гре  может быть выполнен по любому из известных методов . Формирователь 11 адреса предназначен дл  формировани  адраса требуемой в процессе вычислений константы (синуса или косинуса, хран щейс  в первом блоке 13 пам ти. Коды на первом и втором его входах задают в совокупности аргумент функций, а уровень напр жени  на третьем входе определ ет вид функции (синус.или косинус). Зада1чик 12 номера цикла работы устройства задает этот номер из области гб{1,2... N/41 по кодам на первом и втором его входах. Первый блок 13 пам ти предназначен дл  хранени  констант вида (р5Г/2), Pe(i,a...N/a-i}, записанных по последовательным адресам L-1,2. . . N/2. Второй блок 14 пам ти предназначен дл  хранени  коэффициентов спектра мощности Уолша, которые записываютс  со второго или третьего входа по последовательным гщресам пам ти. Код адреса задаетс  .на. первом входе. Первый переклю чатель 15 обеспечивает коммутацию на выход первого или третьего входов в зависимости от управл ющего сигнала на втором входе. Второй переключатель 16 обеспечивает коммутацию на первый или второй выход первого входа в зависимости от управл ющего сигнала на втором входе. Третий переключатель 17 обеспечивает коммутацию на выход второго или третьего входов в зависимости от управл кицего сигнала на втором входе. Блок 18 вычислени  спектра мощнос .ти Уолша предназначен дл  вычислени  коэффициентов спектра мощности Уолша, процесса, поступающего на его вход. Шифратор 19 предназначен дл  згщани  кода исходного состо ни  первого счетчика 3 (начального номера такта работы устройства) путем преобразовани  входного кода в соответствии с выражением ./ де Y - выходной код в дес тичной системе счислени  , i - номер разр да входного двоич ного кода, в котором записана единица. Шифратор 19 обеспечивает преобразование входного (т-1) - разр дного кода в код разр дности ent(lo(3 т)+1 в код разр дности en t (l-og,jm)+l. В операционную часть устройства вход т блок 20 умножени , первый 21 и второй 22 сумматоры. Блок 20 умножени  формирует последовательность произведений чисел, хран щихс  в первом 13 и втором 14 блоках пам ти и передаваемых в определенном пор дке,через первый переключатель 15 на его первый вход, управление работой блока 20 умножени  ос ществл етс  уровнем напр жени  на втором входе. Первый 21 и второй 22 суь маторы представл ют собой накапливающие структуры: установка их в. нулевое состо ние выполн етс  по второму вх ду . Блок 23 синхронизации предназначен дл  регламентировани  работы всех блоков устройства в процессе . функционировани . Первый 24 ,и второй 25 блоки эле ментов ИЛИ формируют управл ющие си налы конца вычислени  одной спектрал ной компоненты и конца одного цикла соответственно путем анализа содержи мого всех разр дов второго регистра и первого счетчика 3 на нуль. Триггер 26 обеспечивает формирова ние управл ющих сигналов дл  второго 16 и третьего 17 переключателей. Ра.бота триггера организована по первому счетному входу, а установка в нуль - по второму входу. Первый 11 и второй 12 преобразова тели кода имеют особенности функцио нировани . Блок 11 выполн ет преобразование входных кодов, поступающих на первый и второй входы, в двух , определ емых сигналом Z на третьем (управл ющем) входе. Преобразование выполн етс  в соответствии с выражени ми e ) адресом константы, причем значени  , N/2 исключаютс . В цел х более точного описани  работы устройства на каждом такте i и цикле Г в дальнейшем адрес константы А обозначаетс  L р(К) , а сама константа А записываетс  в виде ,p(k). В табл.1 и 2 приведены значени  L (k) дл  N-25 32, где L.- (К) 0,16 исклюттаот сг . чаетс . Таблица Первый режим . Второй режим Таблица2 Блок 12 кода содержит т-1 узлы преобразовани , каждый .из которых преобразует входной (т-1) разр дный код в последовательность кодов в соответствии с выражением Y.(a8-i),,i...,.je{i,a...(tTi-i)j, () гдеj - номер разр да, в котором записана единица в (т-1) разр дном двоичном коде, подаваемом на первый вход; также определ етс  номер схемы в преобразователе. В табл. 3 приведен пример работы второго преобразовател  12 кода. ТаблицаЗ

,-2 ent2W--)-, е-неч.

L.

(5) У en $ (, В-мет. Ventf V), Р-иеч K-2H2 ent2-(tc-i),e-4eT где ie {3,4.. .т -код номера такта втором входе;Ке {1,2... N/4 - ко номера вычисл емого коэффициента спектра мощности Фурье на первом входе; Lfc{0,l,2... N/2 - преобр зуемый код на выходе,  вл ющийс  Блок 12 формирует код по соответствию кодов на втором входе и.выходе. Так, например, если на первый вход поступил код выбора второй схемы 0... 010 (табл. 3), а на второй вход подан нулевой код О... О, то на выходе передаетс  код Y,j 2(0 ... О10.л. Оче- . редной код на выходе Y . .. 0110 .формируетс  после того,как на второй вход преобразовател  будет подан предыдущий код, т.е. 2 0... Это обеспечиваетс  тем, что выхо блока 12 подключен к первому входу второго регистра 2, вlkxoдoм соединенного со вторым входом Олока 12. Запись информации с первого входа второго регистра 2 и передачи ее на выход организуетс  по управл ющему сигналу на третьем его входе. Блоки 11 и 12 могут быть выполне ны в виде комбинационных схем, синтезированных по известным методам как конечные автоматы, или в виде вычислительных устройств, микропрог раммы управлени  которых реализуют законы функционировани  в соответст вии с ( . Устройство обеспечивает вычисление спектра мощности Фурье в двух режимах. Первый режим позвол ет получить спектр мощности Фурье непосредствен но по анализируемому процессу. Дл  этого последний подаетс  на четвертый вход устройства, преобразуетс  блоком 18 вычислени  спектра мощнос ти Уолша в соответствии с соотношени ми UcV), V (0,,l... N/2 -1 VДИ 4гr:x()waг(2S,1) л)о VJr)4- Z3 X(V)wae(2S-f,V); ,a...N/2-i, 4)o где L - параметр усреднени , определ емый требуемой дисперсией оценки , вычисленные компоненты спектра мощности Уолша записываютс  по пос ледовательным ащресам второго блока 14 пам ти. Остальные блоки устройст ва реализуют преобразование компонент спектра мощности Уолша в необходимое количество компонент спект .ра мощности Фурье, определ ембх исходными данными с первого и второго входов устройства (начальным и коне ным номером вычисл емых компонент). Второй режим обеспечивает получе ние спектра мощности Фурье по извес ному спектру мощности Уолша, причем составл ющие (компоненты) последнег заранее известны (вычислены, получе ны из табл. графиков и т.д.) и запи сываютс  с третьего входа устройства во второй блок 14 пам ти. Задани количества вычисл емых компонентов спектра мощности Фурье выполн етс  аналогично первому режиму. В обоих режимах спектр мощности Фурье формируетс  -на выходах устройства параллельно: на первый выхо передаютс  компоненты с номерами К€Г1,2-. .. N/41, а на второй - с номерами Kfc(N/4, N/4 + 1... N/2-1 , причем особенностью параллельной работы  вл етс  сканирование частотного диапазона сконцов к середине. Например, если на первом выходе устройства сформирована компонента с номером , то на втором выходе образуетс  компонента с номером, дополн ющим до N /2, т.е. K N/2-l. Функционирование устройства начинаетс  с подготовительного этапа, на котором осуществл етс  задание количества вычисл емых компонент спектра мощности Фурье и загрузка второго блока 14 пам ти. Во второй счетчик 4 с первого входа устройства записываетс  двоичный код номера первой вычисл емой компоненты спектра мощности Фурье в виде , (1,2.. .N/4, а в первый регистр 1 со второго входа устройства записываетс  двоичный код номера последней вычисл емой компоненты К, , ,2... . Загрузка второго блока 14 пам ти заключаетс  в записи по его последовательным адресс1М P,r l,2...N/2-l, где г- пор дковый номер коэффициентов спектра мощности Уолша. В первом режиме это осуществл етс  в результате работы блока 18 вычислени  спектра мощности Уолша, выход которого подключен ко второму входу второго блока 14 пам ти, а во втором режиме через третий вход устройства. На этом подготовительный этап заканчиваетс  и дальнейша  работа устройства регламентируетс  блоком 23 синхронизации. По внешней команде в момент времени .2) блок 23 синхронизации формирует на своем втором входе импульсный сигнал, по которому устанавливаютс  в нулевое состо ние первый 21 и второй 22 сумматоры, триггер 26, первый счетчик 3 и второй регистр 2, а второй счетчик 4 увеличивает состо ние.на единицу. При этом на выходах первого 24 и второго 25 дизъюнкторов в момент времени t« формируютс  низкие-логические уровни напр жений . С выхода первого дизъюнктора 24 уровень логического нул  подаетс  на третий вход блока 23 синхронизации и  вл етс  признаком формировани  одиночного импульса на третьем его выходе, а уровень логического ну .л  с выхода второго дизъюнктора 25  вл етс  командой начала выработки группы импульсов на четвертом выходе блока 23 синхронизации. В момент времени tg на третьем и четвертом выходах блока 23 синхронизации формируютс  сигналы, по которым первый счетчик 3 и второй регистр 2 измен ют свои состо ни , которые определ ютс  шифратором 19 и блоком 12. В свою очередь формируемые ими коды исходных состо ний завис т от преоЛраэованного вторым дешифратором 8 кода номера вычисл емой спектральной компоненты, хран щегос  во втором счетчике 4. В момент времени t на выходах первого 24 и второго 25 диэъюнктора образуютс  высокие логические уровни напр жений, так как состо ние первого счетчика 3 и второго регистра 2 не равны нулю. При этом сигнал логической единицы с выхода первого блока 24 элементов ИЛИ блокирует формирование сигналов на третьем выходе, а сигнал с выхода второго блока 25 элементов ИЛИ обеспечивает дл  первого переключател  15 задание режима коммутации св зи третьего входа с выходом; включение блока 20 умножени .

Дальнейша  работа устройства заключаетс  в выборке из первого блока 13 пам ти требуемой константы и передачи ее через первый переключатель 15 в блбк 20 умножени , формирование адреса блоком 11 согласно (5) и (б) по коду номера вычисл емой спектральной компоненты Ke-(i,a.-. V/4, подаваемого на второй вход, коду номера такта 1б{3,. .. mj- работы устройства нд . первом входе и логического уровн  на третьем входе. Последний формируетс  блоком 9 селекции путем выделени  одного из разр дов кода Гре  R(2r), образованного генератором 10 кода Гре , от числа, равного удвоенному номеру цикла 2h работы Устройства. Номер выдел емого разр да задаетс  первым дешифратором 7 согласно (2) путем формировани  двоичного кода с единицей в выдел емом разр де и нулевыми остальными по коду номера такта ie{3,4.. .т .

таким образом, на первый вход блока 20 умножени  передаетс  первый операнд,  вл ющийс  константой из первого блока 13 пам ти. Например , если во втором счетчике записан код 00001 (), то в момент времени t он измен етс  и становитс  равным . На выходе второго дешифратора 8 согласно (З)образуетс  код 001, который шифратором 19 преобразуетс  в код 011, а блоком 12 в код 0001 (7). Следовательно, номер такта (состо ние первого счетчика 3) работы устройства равен , а номер 1 1икла состо ние второго счетчика 2) - момент времени Ц. Код номера цикла г 0001 передаетс  в генератор 10 кода Гре  и преобразуетс  в видеа(2г)00011, три разр да которого 0000 передаютс  за его выход . Первый дешифратор 7 в соответствии с (2) по коду состо ни  первого. счетчика 3 формирует на выходе код 001, по которому блок 9 селекции выдел ет первый разр д кода на втором входе . Следовательно, работа блока 11 определ етс  следующей информацией на его входах: кодом 011

ria первом входе, кодом на втором входе и уровнем на третьем входе, В соответствии с (5) и (6) на его выходе образуетс  код адреса Цц( r), по которому в момент времени 1ц из первого блока 13 пам ти Ьчитываетс  константа вида

А - JK)A, (-)COS(p:r/2 jrc05 4i v:2%,923

ii ) ).. .

передаваема  затем через первый переключатель 15 на первый вход блока 20 умножени  (первый операнд).

В момент времени tg- на четвертом выходе блока 23 синхронизации формируетс  очередной импульсный сигнал, который переводит первый счетчик 3 в следующее (на .единицу больше предшествовавшего ) .состо ние. Это приводит к изменению кода на входе первог дешифратора 7, первом входе блока 11 формированию нового адреса на выходе последнего. Константа, считанна  по этому адресу из первого блока 13 пам ти,  вл етс  вторым операндом дл  блока 20 умножений, который осуществл ет перемножение предыдущей константы с данной. Это произведение  вл етс  одним из операндов дл  очередной константы.

Дл  рассматриваемого примера состо ние первого счетчика 3 становитс  равным i-100, следовательно, адрес константы разе 1 j((,)2f а ее величина равна

А,- -() o °005 2: /2 0,980 .{К)-2,

Количество таких тактовработы устройства определ етс  моментом ус-тановки первого счетчика 3 в нулевое состо ние. При этом в момент времени t на выходе второ17о блока 25 элементов ИЛИ по вл етс  низкий логический уровень напр жени , который блокирует формирование импульсов на четвертом входе блока 23 синхронизации, переводит первый переключатель 15 в режим передачи информации с первого входа на выход и значение коэффициента спектра мощности Уолша с выхода второго блока 14 пам ти передаетс  в блок 20 умножени . Операци  умножени  заканчиваетс  в момент tg (фиг.2 конец УМН). Причем, предыдущее произведение , которое в данном случае выступает в качестве второго операнда, (Сохран етс  -в локальной пам ти блока

20 умножени  (например, в регистре).

Claims (2)

1. Адрес коэффициента спектра мощности Уолша, к моменту:времени tg определен нулевым состо нием триггера 26 низким, логический уровень с выхода которого подаетс  на второй вход третьего переключател  17 и коммутирует тракт передачи информации с первого его входа на выход. т.е. номер цикла работы устройства г с выхода второго регистра 2 через третий переключатель 17 передаетс  в качестве кода адреса на первый вход второго блока 14 пам ти. Сформированное в блоке 20 умножени  произведение передаетс  через второй переключатель 16 на первый вход первого сумматора 21, поскольку триггер 26 своим низким логическим уровнем на выходе коммутирует во вто ром переключателе 16 первый вход на первый выход. В момент времени tg ;ia первом выходе блока 23 синхронизации вырабаты ваетс  сигнал, по которому триггер 26 переводитс  в единичное состо ние и тем самым коммутирует во втором переключателе 16 первый вход на второй выход, а в третьем переключателе 17 - третий вход на выход. Это обеспечивает задание блоком 5 формированй  дополнительного кода на своем выходе адреса N/2 -г, т.е. дополнительного кода до числа N/2 от текущего номера цикла. По этому адресу . из второго блока 14 пам тн считываетс  очередной коэффициент спектра мощности Уолша и передаетс  в блок 20 умножени , в.котором осуществл ет с  его умножение на содержимое локальной пам ти последнего. Затем это произведение через второй переключатель 16 пересылаетс  во второй сумматор 22 (момент времени ь конец УМН). Таким образом, за интервал времени в блоке 20 умножени  формируетс  произведение из констант, счи тываемых из первого блока 13 пам ти. Затем полученное число умножаетс  на коэффициент спектра мощности Уолша, хран щийс  по адресу и передае с  в первый сумматор 21 накапливающего типа. Аналогичные операции выполн ютс  с другим коэффициентом спектра мощности Уолша, считанного с адреса Pp N/2-r. На этом заканчиваетс  первый цикл работы устройства В момент времени tg на третьем и четвертом выходах блока 23 синхронизации формируютс  импульсные сигналы , которые обеспечивают запись исходного номера такта в первый счетчик 3 и очередного номера цикла во второй регистр 2. На выходе второго блока 25 элементов ИЛИ по вл етс  высокий логический уровень напр жени  () и дальнейша  работа устройства аналогична предьщущему циклу. Так, устройство выполн ет действи  в момент t - адекватные моменту времени t , а интервал t,.j-t можно поставить в соответствие с интервалом времени t-,-tr, при этом измен етс  только номер цикла, формируемый во втором регистре 2, адреса считывани  со второго блока 14 пам ти коэффициентов спектра мощности Уолша и содержимое первого 21 и второго 22 сумматоров, в которых происходит алгебраическое сложение результатов ра-боты каждого цикла. Состо ние триггера 26 определ етс  сигналом на первом (счетном входе и измен етс  в моменты времени t и (установка в нуль)15 t|4 ty Уровень напр жени  , на его выходе вли ет только на последовательность передачи информации в первый 21 и второй 22 сумматоры. Так, нулевое его состо ние определ ет работу первого сумматора 21, на первый вход которого передаетс  число, равное произведению содержимого локальной пам ти блока 20 умножени  на коэффициент спектра мощности Уолша, считанного с адреса Pf. г второго блока 14 пам ти. Единичное состо ние триггера 26 обеспечивает работу второго сумматора 22, на первый вход которого передаетс  число, равное произведению содержимого локальной па1м ти блока 20 умножени  на коэффициент спектра мощности Уолша, хран щегос  по адресу Р N/a - г во втором блоке 14 пам ти. табл.4 численно иллюстрирует работу устройства на каждом такте и цикле дл  N«2 , . В колонках приведены значени  считываемых из первого блока 13 пам ти констант, а также их произведение (столбцы) до момента умиох ени  на коэффициенты спектра мощности Уолша. Из табл.4 видно, что дл  коэффициента спектра мощности Фурье с номером устройство работает не на всех тактах, а только начина  с третьего номера. Номера циклов также представлены выборочной, функционально св занной последовательностью чисел, обусловленной особенностью функционировани  второго преобразовател  12 кода. Т а б л и ц а 4 0,809 0,139 0,005 0,032 Количество циклов работы.устройства согласно (7) равно N/23 ; ,2...m -1}, где J - функционально св занный с номером вычисл емого коэффициента спектра мощности Фурье параметр. В моменты времени t выполн етс  умножение последней пары коэффициентов спектра мощности Уолша на число, полученное путем последовательного перемножени  констант из первого блока 13 пам ти за период t.-1,,. Очередной импульс на третьем выходе блока 23 синхронизации приводит к записи во второй регистр 2 нулевого кода (t) , по которому срабатывает блок элементов ИЛИ. Низкий логический уровень на его выходе  вл етс  признаком конца вычислений коэффициента спектра мощности Фурье с номером К хран щимс  во втором счетчике 4. Блок 23 синхронизации формирует на своем втором выходе импульс () по которому первый 21 и второй 22 сумматоры передают на первый и второй выходы устройства свое содержимое , т.е. коэффициенты спектра мощности Фурье с номерами К и N/a -к соответственно, причем при передаче числа с выхода сумматоров на выходы устройства выполн етс  умножение на масштабный множитель С, пропорциональный степени двух, путем соответствующей коммутации выходов сумматоров и устройства. По этому сигналу устанавливаютс  в нулевые состо .ни  первый счетчик 3, триггер 26 и подтверждаетс  нулевое состо ние вто рого регистра 2. При этом содержимое второго счетчика 4 увеличиваетс  на единицу. Процесс вычислений очередного коэффициента спектра мощности Фурье аналогичен рассмотренному. Например табл.5 по аналогии с табл.4 численно характеризует работу устройства дл  К. Таблица5 Работа устройства дл  первого и второго выходов при вычислении пары коэффициентов спектра мощности Фурь с номером К иNf2-K соответственно х рактеризуетс  выражени ми гел .; рдк)сг::рх -)ПА, (К) Г6Б f Pp(fc) CEi:P(r).(K) , 2 .. . Г//4 B N/2-l; W/a-2...W/4 I€{3,4...m} ,2... N/4} Формулы (3) отражают процедуру пере рыти  спектрального диапазона из . NjQ-1 компонент с концов, т.е. после довательно вычисл ютс  пары коэффициентов спектра мощности Фурье с но мерами 1 иМ/а-1, 2 и/ //2-2 и т.д.; сокращение числа тактов и циклов работы устройства, поскольку i и г принимают значени  из указанных областей определени . Функционирование- устройства оканчиваетс  если предварительно задано условие К К. Например, дл  вычислени  коэффициентов спектра мощности Фурье с номерами 1 и N/2 -1 во второй счетчик 4 записываетс  код К ...0, а в первый регистр код K....01. В противном случае вычислени  продолжаютс  до тех пор, пока не выполнитс  условие К К, анализируемое блоком б сравнени . Таким образом, технико-экономическа  эффективность предлагаемого устройства заключаетс  в следующих его качествах; в сокращении времени вычислени  спектра мощности Фурье за счет обеспечени  возможности получени  его по спектру мощности Уолша того же процесса, устранени  отдельных (холостых) тактов и циклов работы устройства, возможности вычислени  отдельных, заданных своими номерами и существенных при решении конкретной задачи спектральных, компонент организации параллельной работы устройства , обеспечивающего .одновременное формирование пар коэффициентов спектра мощности Фурье; в расширении функциональных возможностей за счет вычислени  спектра мощности Фурье по исходному (анализируемому) процессу и его спектру мощности Уолша, вычислени  отдельных заданных своим номером , спектральных компонент, обеспечени  возможности сканировать частотный диапазон от концов интервала к его середине; в сокращении трудоемкости проведени  спектрального анализа и в частности повышении производительности за счет устранени  (упразднени ) операций, св занных с подготовкой , настройкой аппаратуры, записью процесса на носители информации в услови х , когда известен спектр мощности Уолша анализируемого процесса, устранени  непроизводительных затрат времени на анализ всего частотного диапазона путем вьвделени  в нем требуемых участков в услови х, когда спектральна  область априори известна, упрощени  контрол  и диагностики устройства . Формула изобретени  Устройство дл  вычислени  спектра мощности, содержащее два счетчика, вход первого из которых  вл етс  первым входом устройства, первый регистр, вход которого  вл етс  вторым входом устройства, первый блок пам ти, первый вход которого  вл етс  третьим входом устройства, выход первого счетчика подключен к первому входу блока сравнени , второй вход которого соединен с выходом первого регистра, а выход подключен к первому входу блок синхронизации, первый выход которого соединен с первым входом первого сумматора , первым входом второго счетчика и со вторым входом первого счет чика, второй выход блока синхронизации соединен со вторым входом второ го счетчика, третий вход которого подключен к выходу шифратора, а выход соединен со входом перврго дешифратора и первым входом формировател  адреса, выход дешифратора подключен к первому входу блока селекции, выход Которого соединен со вторым входом формировател  адреса, третий вход которого соединен с выходом первого счетчика, выход первого блока пшл ти подключен к первому входу первого переключател , второй вход которого соединен с выходом второго блока пам  ти, вход которого подключен к выходу формировател  адреса, выход первого переключател  соединен с первым входом блока умножени , выход которого подключен к первому входу второго переключател , выход которого соединен со вторым входом первого сумматора , выход третьего переключател  соединен со вторым входом первого блока пам ти, отличающеес  тем что, с целью повышени  быстродействи  вычислени  спектра мощности Фурье, в устройство введены два блока элементов ИЛИ, блок формировани  дополнительного кода, триггер, второй регистр , генератор кода Гре , второй сумматор, второй дешифратор, блок вычислени  спектра Уолша, згщатчик номера цикла работы, первый вход которого подключен к выходу второго дешифратора, Bxoft которого соедииеа , с выходом первого счетчика, входы второго регистра соединены соответственно с первым и с третьим выходом блока синхронизации и с выходом эадатчика номера цикла работы, второй вход которого объединен со входом генератора кода Гре , входом пераого блока элементов ИЛИ, с первым входом третьего переключател  и со входом блока формировани  дополнительного кода и подключен к выходу второго регистра, выход первого блока элементов ИЛИ соединен со вторым входом блока синхронизации, вход второго блока элементов ИЛИ подключен к выходу второго счетчика, а выход соединен с третьим входом первого переключател  и с третьим входом блока синхронизации, входы второго сумматора соединены соответственно С первым выходом блока синхронизации и со вторьм выходом второго переключател , входы триггера подключены соответственно к первому и четвертому выходам блока синхронизации , а выход триггера соединен со вторьм входом второго переключател  и с третьим входом третьего переключател , третий вход которого подключен к выходу блока формировани  дополнительного кода, выход блока вычислени  спектра мощности Уолша соединен с третьим входом первого блока пам ти, а вход  вл етс  четвертым входом устройства. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 467356, кл. G 06 F 15/34, 1975.
2. 2.Авторское свидетельство СССР 532863,:кл. G 06 F 15/34,1976.