Генератор дискретных базисных функций

 

ГЕНЕРАТОР ДИСКРЕТНЫХ БАЗИСНЫХ ФУНКЦИЙ, содержащий генератор тактов, выход которого соединен со входом счетчика, (п 1) коммутаторов и п нормирующих элементов ( П число генерируемых функций), отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей генератора путем обеспечения возможности настройки на заданное число базисных функций, введены два регистра, сумматор, два цифроаналоговых преобразователя, блок инвертирования , дешифратор, одновибратор и (п - 1) триггеров, причем выход генератора тактов соединен с тактовыми входамирегистров, выход первого регистра подключен к информационному входу второго регистра, к первому информационному входу сумматора и к входу первого цифроаналогового преобразователя, выход второго регистра подключен к второму информационному входу сумматора, выход сумматора подключен к информационному входу первого регистра и к Bxofty второго цифроаналогового преобразователя , выход счетчика подключен к входу дешифратора, первый выход дешифратора подключен к входу переноса сумматора и к входу одновибратора, выход одновибратора подключен к входам установки в О регистров и триггеров , выход первого цифроаналогового преобразователя подключен к входу блока инвертирования, выход второго цифроаналогового преобразователя и выход блока инвертирования подключены Соответственно к первым и вторым информационным входам всех коммутаторов , цервый и второй управляющие входы i -го i 1 - (и - 1) коммутатора подключены соответственно к инверсному выходу ( -го триггера и к (i + 1)-му выходудешифратора, соединенному с входом установки в 1 i -го . триггера, третий управляющий вход 1-го коммутатора, кроме ( п- 1)-го коммутатора, подключен к прямому выходу ( i + 1)-го триггера, третьи информационные входы всех коммутаторов, а также третий управляющий вход ( И - 1)го коммутатора подключены к входу нулевого потенциала генератора, вы .ход i -го коммутатора подключен к входу 1 -го нормирующего элемента, выход второго цифроаналогового преобразователя подключен к входу П -го нормирующего элемента, выходы нормирующих элементов являются выходами генератора .

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИ4ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК „„SU„„1117621

f зов 0 06 F 1/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР г л

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

1 ссг г г г

1 „,.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ",; f31

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ В (21) 3512016/18-24 (22) 15.11.82 (46) 07. 10.84. Бюл. Ф 37 (72) А.В.Ивашко и А.Я.Шпильберг (71) Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. B.È.Ëåíèíà (53) 681. 3(088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 456268, кл. Q 06 F 1/02, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 446050, кл. g 06 F 1/02, 1972 (прототип). (54)(57) ГЕНЕРАТОР ДИСКРЕТНЫХ БАЗИСНЫХ ФУНКЦИЙ, содержащий генератор тактов, выход которого соединен со входом счетчика, (Й вЂ” » коммутаторов и п нормирующих элементов (t3 число генерируемых функций), о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей генератора путем обеспечения воэможности настройки на заданное число базисных функций, введены два регистра, сумматор, два цифроаналоговых преобразователя, блок инвертирования, дешифратор, одновибратор и (tl — » триггеров, причем выход генератора тактов соединен с так. товыми входами регистров, выход первого регистра подключен к информационному входу второго регистра, к первому информационному входу сумматора и к входу первого цифроаналогового преобразователя, выход второго регистра подключен к второму информационному входу сумматора, выход сумматора подключен к информационному входу первого регистра и к входу второго цифроаналогового преобразователя, выход счетчика подключен к входу дешифратора, первый выход дешифратора подключен к входу переноса сумматора и к входу одновибратора, выход одновибратора подключен к входам установки в "0" регистров и триггеров, выход первого цифроаналогового преобразователя подключен к входу блока инвертирования, выход второго цифроаналогового преобразователя и выход блока инвертирования подключены соответственно к первым и вторым информационным входам всех коммутато- Я ров, первый и второй управляющие входы 1 -го t = 1 — (Л - ») коммутатора подключены соответственно к инверсному выходу -го триггера и к (1 + 1)-му выходу дешифратора, соеди- Я ненному с входом установки в "1" q -го . триггера, третий управляющий вход

1-го коммутатора, кроме (и — 1)-го коммутатора, подключен к прямому выходу (1 + 1)-го триггера, третьи информационные входы всех коммутаторов, а также третий управляющий вход (n — 1)- р р го коммутатора подключены к входу нулевого потенциала генератора, вы,ход < -го коммутатора подключен к входу j --го нормирующего элемента, выход второго цифроаналогового преобразова- теля подключен к входу О -го нормирующего элемента, выходы нормирующих . элементов являются выходами генератора.

1117621

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах передачи и обработки информации, а также при построении анализаторов и синтезаторов сигналов.

Известен генератор дискретных .базисных функций, содержащий два счетчика, группы элементов И и сумматоров по модулю два, а также многовхо- 10 довый сумматор по модулю два (1) .

Наиболее близким к предлагаемому является генератор дискретных базисных функций, содержащий генератор тактов, подключенный к входу счетчика, t5 выходы разрядов которого через элементы НЕ и элементы взвешивания соединены с входом коммутаторов, выходы которых являются выходами генератора P) .

Недостатком известных генераторов является невозможность перестройки на заданное число базисных функций, в частности, не равное 2 (1й натуральное число). 25

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей генератора путем обеспечения возможности настройки на заданное число базисных функций. 30

Поставленная цель достигается тем, что в генератор дискретных базисных функций, содержащий генератор тактов, выход которого соединен с входом счетчика, (й — 1) коммутаторов и 0 норми-З5 рующих элементов (n — число генерируемых функций), введены два регистра, сумматор, два цифроаналоговых преобразователя, блок инвертирования, дешифратор, одновибратор и (И вЂ” 1) триг40 геров, причем выход генератора тактов соединен с тактовыми входами регистров, выход первого регистра подключен к информационному входу второго регистра, к первому информационному входу сумматора и к входу первого цифроаналогового преобразователя, выход второго регистра подключен к второму информационному входу сумматора, выход сумматора подключен к информацион50 ному входу первого регистра и к входу второго цифроаналогового преобра— зователя, выход счетчика подключен к вр оду дешифратора, первый выход дешифратора подключен к входу переноса сумматора и к входу одновибратора, выход одновибратора подключен к входам установки в "О" регистров

k„P) при i <1 j >1 (mod п) Р при i i ) (rood n) (1)

О при < 1 ) (mod n) f;(s) = где р -1-ое число Фибоначчи

У р1 р = 1р Pj = р17 + р f p — нормирующий-- коэффициент, равный при 1(п

- р; р;,, 1 при 1 = и, Р, и триггеров, выход первого цифроаналогового преобразователя подключен к входу блока инвертирования, выход второго цифроаналогового преобразователя и выход блока инвертирования подключены соответственно к первым и вторым информационным входам всех коммутаторов, первый и второй управляющие входы -го — 1 — (и — 1)) коммутатора подключены соответственно к инверсному выходу j -го триггера и к (i + 1)-му выходу дешифратора, соединенному с входом установки в "1" -го триггера, третий управляющий вход q -ro коммутатора, кроме (Il — 1) -го коммутатора, подключен к прямому выходу (1 + 1)-го триггера, третьи информационные входы всех коммутаторов, а .также третий управляющий вход (и—

1)-ro коммутатора подключены к входу нулевого потенциала генератора, выход 1 -го коммутатора подключен к входу 1 -го нормирующего элемента, выход второго цифроаналогового преобразователя подключен к входу И-ro нормирующего элемента, выходы нормирующих элементов являются выходами генератора.

На чертеже приведена функциональная схема генератора дискретных базисных функций.

Схема содержит генератор 1 тактов, счетчик 2, регистры 3 и 4, сумматор

5, цифроаналоговые преобразователи 6 и 7, блок 8 инвертирования, дешифратор 9, одновибратор 10, 11 — 1 триггеров 111 — 11„, и — 1 коммутаторов 12 — 12 n-< l1 нормирующих эл еме нт ов 13 4 — 13 и.

Генератор формирует периодические дискретные базисные функции с произвольным периодом и . Значение -й базисной функции на 1 -м такте выражается следующим соотношением:

1117

Генератор дискретных базисных функций работает следующим образом.

В исходном состоянии счетчик 2, регистры 3, 4 и триггеры 11< — 11П установлены в нуль, на вход переноса сумматора 5 поступает единичный сигнал с первого выхода дешифратора

9. С выхода генератора 1 на тактовые входы счетчика 2 и регистров 3 и 4. поступают импульсы. На информацион- 10 ный вход первого регистра 3 поступает код с выхода сумматора 5, определяемый суммой кодов регистров 3 и 4 и сигнала переноса с первого выхода дешифратора 9, на информационный вход15 второго регистра 4 поступает код с выхода первого регистра 3. Таким образом, с приходом 1 -го тактового импульса на тактовые входы регистров

3 и 4 в регистр 4 записывается код 20 р1 1, в регистр 3 код Г„

Таким образом на выходе сумматора

5 формируется последовательность чисел Фибоначчи:

На выходе регистра 3 в 1 -м такте формируется (1 — 1)-е число Фибоначчи.

Код с выхода регистра 3 поступает З1 на вход цифроаналогового преобразователя,б, а код с выхода сумматора 5— на вход цифроаналогового преобразователя 7, с выхода которого в 1 -м такте на первый информационный вход каж-З5 дого из коммутаторов 12 1 — 12„ 1 поступает потенциал, численно равный р (р 1 --е число Фибоначчи). Потен4 циал, численно равный р„ 1, с выхода цифроаналогового преобразователя 4О

6 поступает на вход блока 8, где он меняет полярность. Таким образом на вторые информационные входы коммутаторов 12 — 1.2 1 в i -м такте работы устройства поступает потенциал 45

-р; 1, на третьи информационные входы коммутаторов 1."1 — 12п подан нулевой потенциал.

Каждый коммутатор 12„ — 12 „ 1 имеет три информационных входа и три уп-59 равляющих. При наличии высокого потенциала на 1-м управляющем входе и низких потенциалов на остальных управляющих входах f-й информационный вход подключается к выходу коммутато -55 ра. Счетчик 2 осуществляет подсчет импульсов генератора 1, при этом в

1-м такте в счетчике содержится код

621 числа 1 — 1 и на < -м выходе дешифратора 9 формируется потенциал, соответствующий логической единице. Этот потенциал устанавливает в единичное состояние триггер 11„ „, на инверсном выходе которого устанавливается уровень логического нуля. Инверсный выход -го триггера подключен к первому управляющему входу коммутатора 12;, второй управляющий вход которого подключен к (i + 1)-му выходу дешифратора 9, а третий управляющий входк прямому выходу триггера 11;

Таким образом, в течение тактов на инверсном выходе -го триггера

11; присутствует высокий потенциал, который поступает на первый управляющий вход 1 .-го коммутатора 12. и

1 разрешает прохождение на его выход сигнала с первого информационного входа. В (1 + 1) такте высокий потен Ък циал, появившийся на (1 + 1) выходе дешифратора 9, подключает к выходу коммутатора 12; его второй информационный вход, соответственно в

+ 2, i + 3, ... и тактах к выходу коммутатора 12 ° высоким потенциа1 лом с прямого выхода (1 + 1)-го триггера 111 1 подключен третий информационный вход.

С учетом изложенного сигнал на выходе 1 -го коммутатора 12 в 1 -м

1 такте работы устройства определяется величиной

Р при j + 1)j > 1, () Р при 1+ 1 )

0 пРи 11> 1.о I+1, Поскольку для (П вЂ” 1)-ro коммутатора 12 1 случай s + 1 сI невозможен,третий управляющий вход коммутатора 121, подключен к общей шине источника питания. Сигнал с выхода

1-го коммутатора 12, поступает на вход 1 -го нормирующего элемента 131 который осуществляет умножение сигнала на постоянный коэффициент 1, . °

На вход нормирующего элемента 13ä сигнал подается непосредственно с выхода цифроаналогового преобразователя 7.

Таким образом, на выходе 1 -го нормирующего элемента 13 в течение

1 тактов формируется 1 -я базисная функция в соответствии с соотношением (1).

Счетчик 2 осуществляет подсчет им-, пульсов по модулю и, и и -й импульс

17621

ВНИИПИ

Тираж 698

Заказ 7220/32

Подписное

5 11 переводит счетчик 2 в нулевое состояние. На. первом выходе дешифратора 9 появляется положительный перепад напряжения, которым запускается одновибратор 10. На выходе одновибратора 10 формируется короткий импульс, которым сбрасываются в нулевое состояние регистры 3 и 4 и триггеры 111 — 11„

Таким образом, устройство переходит к исходное состояние и начинается новый период генерирования базисных функций.

Перестройка генератора на задан.ное число функций (rl) достигается . простым изменением коэффициента сче та счетчика 2 с использованием необходимого числа выходов.

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Технико-экономические преимущес тва предлагаемого устройства заключаются в возможности генерирования системы ортогональных базисных

5 функций с произвольным периодом и (й,любое натуральное число, и = 2, 3,....)..

Тем самым достигается расширение функциональных возможностей устройства, а также повышается точность ре-. шения задач обобщенного спектрального анализа и синтеза путем лучшего согласования длины периода обрабатываемого сигнала с Длиной периода базисных функций и представления сигнала малым числом коэффициентов преобразования по системе базисных функций.