Устройство для вычисления коэффициентов преобразования уолша

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УОЛ111А, содержащее первьй тактовый генератор , выход которого подключен к первому входу ключа, выход которого подключен к первому установочному входу первого триггера, первый выход которого подключен к входу сброса цифроаналогового преобразователя и первому входу первого элемента И, выход которого подключен к счетному входу цифроаналогового преобразователя , выход которого подключен к первому входу компаратора, выход которого подключен к второму установочному входу первого триггера, второй вход ключа подключен к выходу второго триггера, первый установочный вход которого является входом запуска устройства, а второй вход компаратора является информационньм входом устройства, второй тактовый генератор, отл и-чающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем вычисления амплитудного спектра Уолша, в него введены четьфе счетчика, реверсивный счетчик, третий-пятый триггеры , два элемента задержки, второйседьмой элементы И, три элемента ИЛИ, выход ключа подключен к счетным входам первого и второго счетчиков и входу первого элемента задержки, выход которого подключен к первому установочному входу третьего триггера , выход которого подключен к первому входу второго элемента И, выход которого подключен к управляющим входам второго и третьего счетчиков и счетному входу четвертого счетчика , выход переполнения которого подключей к второму установочному входу третьего триггера и первым вхоСО дам третьего и четвертого элементов И, выходы которых подключены соответственно к первому входу первого элемента ИЛИ и первому установочному входу четвертого триггера,- первый и второй выходы которого подключены соответственно к суммнрукицему и вы со to читающему входам реверсивного счетчика , информационный выход которого является информационным ВЕ ХОДОМ уст ройства, выходы младших разрядов Од . «торого и третьего счетчиков подключены к первому и второму входам пятого элемента И, выход которого подключен к тактовому входу пятого триггера, первый и второй выходы которого подключены к вторым входам соответственно третьего и четвертого элементов И, третьи входы которых подключены к второму выходу первого триггера, выход переполнения третьего счетчика подключен к первому входу шестого элемента И, выход которо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (бац G 06 Г 15!332

ОПИСЛНИК ИЗОЬГЯтЕНИЯ 1

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3660786/24-24 (22) 03. 10.83 (46) 07.04.85. Бюл. 11 13 (72) С.Г.Алексеев, 11.Б.Беляев и М.M.Ãåëüìàí (53) 681.32 (088.8) (56) 1.Хартмут Х. Теория секвентного анализа. M., "Мир", 1980.

2.Полупроводниковые кодирующие и декодирующие преобразователи. Под ред. В.Б.Смолова и H.À.ÑìèðíîBà. Л., "Энергия", 1967, с. 134, рис. 2-4 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ В11ЧИСЛЕНИЯ

КОЭФФИЦИЕНТОВ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УОЛ111А, содержащее первый тактовый генератор, выход которого подключен к первому входу ключа, выход которого подключен к первому установочному входу первого триггера, первый выход которого подключен к входу сброса цифроаналогового преобразователя и первому входу первого элемента И, выход которого подключен к счетному входу цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к первому входу компаратора, выход которого подключен к второму установочному входу первого триггера, второй вход ключа подключен к выходу второго триггера, первый установочный вход которого является входом запуска устройства, а второй вход компаратора является информационным входом устройства, второй тактовый генератор, о т л и.ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем вычисления амплитудного спектра Уолша, в

„„SU„„114927 А него введены четыре счетчика, реверсивный счетчик, третий-пятый триггеры, два элемента задержки, второйседьмой элементы И, три элемента

ИЛИ, выход ключа подключен к счетным входам первого и второго счетчиков и входу первого элемента задержки, выход которого подключен к первому установочному входу третьего триггера, выход которого подключен к первому входу второго элемента И, выход которого подключен к управляющим входам второго и третьего счетчиков и счетному входу четвертого счетчика, выход переполнения которого подключен к второму установочному входу третьего триггера и первым входам третьего и четвертого элементов

И, выходы которых подключены соответственно к первому входу первого элемента ИЛИ и первому установочному входу четвертого триггера, первый и второй выходы которого подключены . соответственно к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика, информационный выход которого является информационным выходом устройства, выходы младших разрядов, торого и третьего счетчиков подключены к первому и второму входам пятого элемента И, выход которого подключен к тактовому входу пятого триггера, первый и второй выходы которого подключены к вторым входам соответственно третьего и четвертого элементов И, третьи входы которых подключены к второму выходу первого триггера, выход переполнения третьего счетчика подключен к первому входу шестого элемента И, выход которо-

114927б

10 к

8(к1 =- — E х;(- )

\ ) =0 гДе I = О, N- I—

"=0 й-1—

1 п-1 к -1З з

20 (2) го подключен к второму установочному входу второго триггера и первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к установочно)1у входу третьего счетчика, выход второго тактового генератора подключен к вторым входам первого и второго элементов И, выход переполнения пер-, вого счетчика подключен к третьему входу ключа, счетному входу третьего счетчика и первому входу седьмого элемента И, выход которого подключен к входу второго элемента задержки, выход которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ и к первому входу третьего элемента

ИЛИ, выход которого подключен к

Изобретение относится к технике аналого-дискретного преобразования процессов, обеспечивает преобразование непрерывных сигналов в кодированный амплитудный спектр Уолша, и может быть использовано для спект— рального анализа процессов в базисе функций Уолша.

Преобразование Уолша выполняется в соответствии с. выражением текущий номер дискретного значения измеряемой величины (процесса); номер составляющей амплитудного спектра процесса 8», целое число, и= од N т. е. является суммой поразрядных произведений двоичных представле—

25 . ний указанных индексов.

Известны процессоры Уолша с входньм АЦП (1) .

Недостатком данных процессоров является принципиальная.необходи30 мость последовательного во времени преобразования и обработки данных, а также сложность. установочным входам первого, второго и четвертого счетчиков, установочному входу пятого триггера, второму входу шестого элемента И и установочному входу реверсивного счетчика, счетный вход которого подключен к выходу первого элемента И, второй установочный вход четвертого триггера подключен к выходу первого элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с вторыми входами второго и третьего элементов ИЛИ и является входом сброса устройства, вход второго элемента задержки является входом разрешения считывания устройства, выход компаратора подключен к второму входу седьмого элемента И.

Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности является аналого-цифровой преобразователь последовательного ступенчатого уравновешивания, содержащий цифроаналоговый преобразователь, входы которого соединены с выходами счетчика, а выход подключен к опор— ному входу компаратора, измеритель— ный вход которого соединен с измери— тельной шиной устройства, а выход с входом первого триггера управления, первый выход которого через элемент

И, с другим входом которого соединен тактовый генератор, подсоединен к счетному входу счетчика, выход которого соединен с кодовым выходом устройства, второй вход первого триггера управления через ключ подсоединен к генератору сигналов циклов, первый управляющий вход ключа соединен с выходом второго триггера управления, первый вход которого соединен с шиной сигналов запуска (2) .

Недостатком известного устройства является ограниченность функциональных ьозможностей.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей устройства путем вычисления амплитудного спектра Уолша.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее первый

3 114 тактовый генератор, выход которого подключен к первому входу ключа, выход которого подключен к первому установочному входу первого триггера, первый выход которого подключен к входу сброса цифроаналогового преобразователя и первому входу первого элемента И, выход которого подключен к счетному входу цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к первому входу компаратора, выход которого подключен к второму установочному входу первого триггера, второй вход ключа — к выходу второго триггера, первый уста- 15 ! новочяый вход которого является входом запуска устройства, а второй вход компаратора-- информационным входом устройства, второй тактовый генератор, введены четыре счетчика, реверсивный счетчик, третий, четвертый и пятый триггеры, два элемента задержки, второй, третий, четвертый, пятый, шестой н седьмой элементы И, три элемента ИЛИ, выход ключа подключен к счетным входам первого н второго счетчиков и входу первого элемента задержки, выход которого подключен к первому установочному входу третьего триггера, выход которого подключен к первому входу вто1 рого элемента И, выход которого подключен к управляющим входам второго и третьего счетчиков и счетному вхо.ду четвертого счетчика, выход переполнения которого подключен к второму установочному входу третьего триггера и первым входам третьего и четвертого элементов И, выходы которых подключены соответственно к пер- щ вому входу первого элемента ИЛИ и первому установочному входу четвертого триггера, первый и второй выходы которого подключены соответственно к суммирующему н вычитающему входам реверсивного счетчика, информационный выход которого является информационным выходом устройства, выходы младших разрядов второго и третьего счетчиков подключены со- gp ответственно к первому и второму входам пятого элемента И, выход которого подключен к тактовому входу пятого триггера, первый и второй выходы которого подключены к вторым входам соответственно третьего и четвертого элементов И, третьи входы которых подключены к второму вы9276 ходу первого триггера, выход переполнения третьего счетчика — к первому входу шестого элемента И, выход которого подключен к второму установочному входу второго триггера и первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к установочному входу третьего счетчика, выход второго тактового генератора — к вторым входам первого и второго элемента И, выход переполнения первого счетчика — к третьему входу ключа, счетному входу третьего счетчика и первому входу седьмого элемента И, выход которого подключен к входу второго элемента задержки, выход которого подключен к второму входу первого элемента

ИЛИ и первому входу третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к установочным входам первого, второго и четвертого счетчиков, установочному входу пятого регистра, второму входу шестого элемента И и установочному входу резистивного счетчика, счетный вход которого подключен к выходу первого элемента И, второй установочный вход четвертого триггера — к выходу первого элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с. вторыми входами второго и третьего элементов ИЛИ и является входом сброса устройства, вход второго элемента задержки является входом разрешения считывания устройства, выход компаратора подклю ен к второму входу седьмого элемента И.

На чертеже изображена функциональная схема устройства.

Устройство содержит информационный вход 1, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 2 (с внутренним счетчиком), компаратор 3, вход 4 запуска, реверсивный счетчик 5, счетчик

6 циклов, тактовый генератор 7 (сйгналов, циклов), ключ 8, тактовый генератор 9, элемент И 10, триггер 11 управления, счетчики (со сдвигом)

t2 и 13, элементы И 14 и 15, элемент 16 задержки, триггеры 17 и 18, счетчик 19, элементы И 20-22, элемент 23 задержки, элемент ИЛИ 24, триггер 25, информационный выход 2ф выход 27 разрешения считывания,тригнер 28 управления, элемент И 29, эле. менты ИЛИ 30 и 31, вход 32 сброса.

Устройство работает следующим образом.

1149276

По вне«r«r«erry сигналу сброса (по целH «»««e«««r«er. A Ã.>or а триггеров 11, 17, 28 и ЦАП 2 не обозначены) устройство;,ереключается в исходное состоя— ние, при котором: содержимое всех с етчиков становится равным нулю; триг ер 25 устанавливается R положение, обеспечив",êè««åå прямой счет импульсов в счетчике 5;триггер 18 находится в положении, при котором на

10 вход э:«емента И 20 пос"упает единичный сигнал этого триггера„ напряжение 1(АП 2 равно нулю; элементы И 10 и 14 блокированы нуле>зь«ми сигналами соответствующих триггеров 11 и 17; клн> «8 закрь«т сигналом триггера 28.

По сигналу внешнего запуска триггер 28 переключается, деблокирует клк>ч 8, и первым появившимся импульсом цикла генератора 7 переключаются 20 триггеры 11 и 17, а в первый разряд

>1 >> счетчика 1 2 з а п и с ь«в а ет с я 1 . П ачин а е r C ;« цикл определения величины н ул е в ой (К= О ) составляющей амплитуд—

H r>« c «« å ê ò р à У олша для L = О, N 1 .

Б каждом К вЂ «.r ««H«!»« e определяется

3 нач с;«и е Б „ в соответствии с В«.«р лж е— ни см (1 > . (J: ÿ этого к одир уют с я з на«е«««»я Х .и во время кодирования опре-! деляется энач! ние Р в соответ- з0 (+ 1«> ствии с. выражением (?) .

Кодирование Х выполняется из1 вестным образом путем последовательного уравновешива«иг ступенчато †из няющим-.я напряжением, формируемым 3»

ЦАП 2 (который управляет внутренним счетчиком) ««o c.::,г:«ала««та«;тового генератора 9. В момент уравновешивания комтаратор 3 переключает триггер

1 1 «» Yicx0pHoe cостояние, r! B c Me!>«и- 40 ке 5 (в первом цикле кодирования при i =О) ока".ыва ется записанным код Х . а ЦАП 2 переключается в 0 исхоп ное с ос тоян«tp .

Так как (- I ) х в выражении (1) 45

> всегда рагно + или — 1, то определение 8 к сводится к алгебраическому сум«жрованию текущих кодов Х . Поэтому с увеличением i код,ы в счетчике

5 (числа импульсов) алгебраически сумм«руются в соответствии с текущим значением Р;„, и при i = N — 1 содержимое счетчика 5 становится равным 9„

Для возведения в целую неотрицательную степень величины (— 1) надо знать не значение показателя степени Р, „, а только его кратность 2 (т. е. четность или нечетность Р:

Ф

Поэтому, в соответствии с выражением (2), вычисляются произведения отдельных разрядов содержимых счетчиков 12 и 13 — двоичнь«х представлений текущих значений индексов 1 и

К. Четность (нечетность) суммы этих произведений определяется триггером

18. Поразрядное умножение двоичных чисел выполняется в элементе H 15 последоватепьно (разряд за разрядом) путем одновременного сдвига содержимого счетчиков 12 и 13, Если после сдвигов состояние триггера 18 ока".,-! г«r>C Ь аиаЛОГИ-«..«Ü«!» ПЕРВОНаЧаЛЬНОМУ, это говорит о том, что четность

Р„„1 не изменилась по отношению к

Р(,,01к и поэт у - ач е Х,! суммируется с содержимьм счетчика 5 с тем >ке знаком, с которым суммировалось значение Х . В противном слу-! чае з цак с уммирова ния меня ется HB г>ротивоположн«.п«, что достигается переключением счетчика 5 на противоположное направление алгебраического суммирования. Анализ состояния триг— гера 18 и требуемое переключение реверса счетчика 5 выполняется после завершения кодирования текущего

««.«÷eHèÿ Х„ и выполнения и сдвигов

c>«åòчиков l2 и 13. Анализ состояния триггера 18 выполняется элементами

И 20 и 21, единичный сигнал одного из которых подтверждает состояние триггера 25 или переключает его.

Этот триггер управляет реверсом счетчика 5.

Указанным образом определяют N значений Х; измеряемой величины и выполняют их алгебраическое сумми— рование с учетом значения (— 1)

При каждом определении Х и Р ! 1! «1) К вь«ходнь«м сигналом и — ro разряда счетчика l9 переключается триггер 17 и блокирует элемент И 14 и тем самым блокируется передача тактовых импульсг>B на входы сдвига счетчиков 12 и

13 и счетный вход счетчика 19. Их деблокирование производится последующим импульсом цикла генератора 7.

Зле««ент и5 задержки обеспечивает запись ть.кущего сигнала цикла в счетчики 12 и 13 до появления тактовых импульсов сдвига.

С появлением N-1 — rr> сигнала цикла дискретизации входным сигналом счетчика 6 блокируется ключ 8, подготавливается к передаче элемент И 22 и

1149276

Составитель" А. Баранов

Редактор В.Данко Техред И. Гергель Корректор С.Черни

Заказ 1901/36 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,4 выполняется кодирование Х; при

N — 1. С появлением сигнала уравновешивания компаратора 3 на выходе элемента И 22 появляется единичный сигнал. По этому сигналу на выходе

27 выполняется считывание в процессор или ЗУ кода 8 с выхода 26 счетчика 5. После этого с задержкой в элементе 23 выполняется сброс всего устройства за исключением счетчика 13 в исходное состояние. В счетчике

13 при этом содержимое оказывается увеличенным на

Указанным образом определяют составляющие спектра с индексами от 0 д о N-1.

С появлением сигнала переполнения на выходе счетчика 13 (соответствует N-й составляющей спектра) выполняется последний цикл определения N-й составляющей. После считыва" ния кода 8 все устройство сигналом элемента 23 сбрасывается в исходное состояние, единичным сигналом элемента И 29 переключается триггер

28, который блокирует ключ 8 и тем самым работу всего устройства.

Таким образом, введение указанной выше совокупности узлов и связей между ними позволяет расширить функциональные возможности предлагаемого устройства за счет вычисления амплитудного спектра Уолша.

Устройство для вычисления коэффициентов преобразования уолша Устройство для вычисления коэффициентов преобразования уолша Устройство для вычисления коэффициентов преобразования уолша Устройство для вычисления коэффициентов преобразования уолша Устройство для вычисления коэффициентов преобразования уолша 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к цифровой обработке сигналов и может быть использовано при реализации преселекторов - полосовых фильтров, выделяющих сигнал в рабочем диапазоне частот, либо пространственных фильтров - формирователей характеристик направленности в фазированных антенных решетках, например в системах связи, а также других системах цифровой обработки сигналов в реальном масштабе времени

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для вычисления скользящего спектра Фурье

Изобретение относится к способам обработки цифрового сигнала

Изобретение относится к области обработки информации и может быть использовано в анализаторах речевых сигналов

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для преобразования сигналов

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при анализе случайных сигналов

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при анализе случайных сигналов
Наверх