Устройство для определения фазы спектральных составляющих

 

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к специализированным вычислительным устройствам , предназначено для вычисления фазы спектральных составляющих в реальном масштабе времени. Цель изобретения - расширение диапазона опре- . деления фазы спектральных составляющих (путем определения фазы в диапазоне от О до 360). Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит три регистра, пять элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, .три триггера, три сдвиговых регистра, семь мультиплексоров , четыре одноразрядных сум,- матора, блок сравнения, вычитатель, элемент ИЛ}1 и соответствующие связи между узлакш устройства. 1 ил. 1Йь оо &

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А2 (19) (И) (дц g С 06 I" 15/332

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flG ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 ЬИЬ . i-

Ф (61) 1080148 (21) 3859073/24-24 (22) 20.02 ° 85 (46) 30.07.86. Бюл. Â 28 (71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им; Ленинского комсомола (72) АЛ. Агизим и Е.Д. Горячева (53) 681.32(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1080148, кл. С 06 У 15/332, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФАЗЫ

СПЕКТРАЛЬНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ (57) Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к специализированным вычислительным устрой" ствам, предназначено для вычисления фазы спектральных составляющих в реальном масштабе времени. Цель изобретения — расширение диапазона определения фазы спектральных составляющих(путем определения фазы в диапазоне от 0 до 360 ). Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит три регистра, пять элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ,,три триггера, три сдвиговых регистра, семь мультиплексоров, четыре одноразрядных сумматора, блок сравнения, вычитатель, элемент ИЛ 1 и соответствующие связи между узлами устройства. 1 ил.

4О

Одновременно аналогичным путем ,осуществляется коррекция двоичного кода регистра 8 на сумматоре 12, мультиплексоре 10, триггере / и коррекция двоичного кода регистра 19 на

45 сумматоре 21, мультиплексоре 20 и триггере 18. Блок 13 сравнивает по абсолютной величине числа А(к) и

В(1"), определяет большее и управляет мультиплексором 14 (на его выходе появляется откорректированный двоичньп» код мантиссы большего числа) . На сумматоре 21 происходит одновременно коррекция мантиссы суммы и вычитание откорректированной мантиссы большего

3 i 2478

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к специ ализированным вычислительным устройствам, предназначено для вычисления фазы спектральных составляющих в ре- 5 альном масштабе времени и является усовершенствованием известного устройства по авт.св. Р 1080148.

Цель изобретения — расширение диапазона определения фазы спектраль- 10 ных составляющих(путем определения фазы в диапазоне от 0 до 360 ).

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

I.. 15

Устройство содержит регистры 1 и 2, элементы 3 и 4 НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, триггер 5, сдвиговый регистр 6, триггер 7, сдвиговый регистр 8, мультиплексоры 9 и 10, одноразрядные сумматоры 11 и 12, блок 13 сравнения, мультиплексор 14, одноразрядный сумматор 15, регистр 16, элемент 17

НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, триггер 18, сдвиговый регистр 19, мультиплексор 20, 25 одноразрядный сумматор 21, вход 22 задания количества сдвигов, тактовый вход 23, вычитатель 24, элементы

НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 25 и 26, мультиплексоры 27 и 28„. логический элемент

ИЛИ 29, мультиплексор 30, стробирующие входы 31 и 32.

Устройство работает следующим образом.

Выпрямленные коэффициенты преобразования Фурье А(1), В(1 ) в последовательном двоичном коде вводятся младшими разрядами вперед в регистры

1 и 2. Элемент 3 НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ анализирует два соседних разряда двоичного числа . A(k), При каж- .

С дом несовпадении разрядов на вьМоде элемента 3 появляется сигнал„ разрешающий занесение в регистр 6 содержимого регистра 1, не включая старший разряд, а также занесение следующего за старшим разряда в триггер 5. Последнее занесение имеет место, когда на входе элемента 3 находится первый знаковый и следующий за ним зна.— чащий разряды числа. Таким образом осуществляется нормализация числа

A(k). Число B(k) нормализуется аналогичным образом. Под управлением элемента 4 НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ происходит занесение мантиссы без старшей значащей единицы в регистр 8 и следующего за старшим разряда — в триггер

7. Когда процесс ввода чисел окончен, 0 в регистрах 6 и 8 содержатся значащие части (мантиссы) чисел A(k), B(k) без старших разрядов, а в триггерах 5 и 7 — содержимое старших регистров 6 и 8 соответственно.

Одновременно с процессом нормализации чисел A(k) и B(k) происходит нормализация их суммы. Последовательный код суммы A(k) + B(k) с выхода одноразрядного сумматора 15 вводится младшими разрядами вперед в регистр 16. Затем производится нормализация суммы описанным способом одновременно с нормализацией чисел A(k).

B(k). Элемент 17 НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ управляет занесением мантиссы суммы без старшей значащей единицы и следующего за старшим разряда мантиссы в регистр 19 и триггер 18 соответственно.

После окончания ввода чисел под действием сигнала на входе 22 происходит сдвиг регистров 6,8 и 19, во время которого осуществляется коррекция двоичных кодов, содержащихся в этих регистрах. Коррекция кода регистра 6 осуществляется путем поразрядного суммирования, начиная с младших разрядов, на одноразрядном сумматоре 11 двоичного кода регистра с прямым кодом поправки, если содержимое триггера 5 равно нулю, и с обратными, если равно единице. Прямой или обратный.код поправки передается в сумматор 11 через мультиплексор 9, которым управляет триггер 5. Поправка равна двоичному коду регистра 6, сдвинутому на 3 разряда в сторону младших разрядов. числа поразрядно. Полученный на выходе сумматора 21 результат вдвигается в регистр 19 по последовательно му входу на место старших разрядов.

1247890 4 ичный код, пропорциональный фазе в

0 пределах 0-45, После и сдвигов процесс коррекции окончен, в регистре 10 находится дво1

М, если 1 еМ 1,5; 3 =М + М

7М q -2М +3 если 1 М, (1,5; 1,5 M + M <2,,(1) 45

8 М2 если 1,5 M < 2; 1 5бМ + М(2

Код этого угла, дополненный тремя старшими разрядами, зависящими от сигналов ЗнА(1с), ЗнВ(1<) и B(k) > A(k), образует 11-разрядный код (при п=8) фазы 6, величина которого меняется в диапазоне от 0 до 360 .

Определение фазы в пределах от 0 до 360 осуществляется следующим образом.

После коррекции-начинается процесс 2б выдвижения прямого или обратного кода фазы из регистра 19.младшими разрядами вперед через мультиплексор

28. Прямой или обратный код появляется на выходе мультиплексора 28 в зависимости от управляющего входа, который образуется элементом 26 НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, сравнивающим между собой сигналы 3HA(k) 4 3mB(k) .. и

В (1с) ) А (k). Сигнал ЗнА(1с) >.,ЗнВ(1с) ЗО появляется на выходе элемента 25

НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, а сигнал B(k) ) A(k)— на выходе одноразрядного вычитателя

24, который реализует функцию А(к)—

-В(Е) (на вход вычитателя поступают выпрямленные величины A(k), В(1с) последовательным кодом младшими разряда— ми вперед) °

Далее код с выхода мультиплексора

28 поступает на первый вход мультип- 4p лексора 30 и за первые. 8 тактов появляется на последовательном выходе . устройства. B девятом такте на выходе мультиплексора 30 появляется нуль или единица соответственно появлению на 4 выходе мультиплексора 28 прямого или обратного кода фазы. В следующие 2 такта на выход мультиплексора 30 .под управлением элемента ИЛИ,29 пропускается значение с выхода мультиплексора 27. Во время действия сигнала на входе 31 на выход мультиплексора 27 пропускается сигнал с первого

его входа, а во время действия сигнала на входе 32 — с второго.

Устройство для определения фазы спектральных составляющих по авт.св.

N - 1080148, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона определения фазы, в него введены пятый, шестой и седьмой мультиплексоры, четвертый и пятый, элементы НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, эле1 мент ИЛИ и вычитатель, выход которо го подключен к первому входу четвертого элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, выход которого подключен к управляющему входу пятого мультиплексора, выход которого подключен к первому информационному входу шестого мультиплексора, второй информационный вход которого подключен к выходу седьмого мультиплексора, первый информационный вход которого объединен с вторым входом четвертого элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ и подключен к выходу пятого элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, первый вход которого объединен с вторым информационным входом седьмого мультиплексора и является входом знака реальной части спектральной составляющей устройства, входом знака мнимой части спектральной составляющей которого является второй вход пятого элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, первый и

Таким образом, в десятом и одиннадцатом тактах под управлением сигналов на входах 31 и 32 на выход мультиплексора 30 пропускается значение с выхода мультиплексора 27.

В таблице приведен код фазы О в пределах от 0 до 360 с учетом знаков спектральных составляющих A(k), B(k), представленных в декартовых координатах по осям абсцисс и ординат соответственно. Элементы 25 и 26 НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ и мультиплексоры 27-30 реализуют логические функции, представленные в таблице. Код р определяется по формуле (1).

Вычисление фазы ведется в реальном масштабе времени по мере вычисления коэффициентов Фурье A(k), B(k).

Формула изобретения

1247890 ется выходом фазы устройства, входами реальной и мнимой частей спектральной составляющей которого являются соответственно первый и второй входы вычитателя, а информационный вход пятого мультиплексора подключен к выходу п-го разряда третьего сдвигового регистра.

B(k) > А(1 ) Зн B(k) ЗнА (k) Код фазы по разряду

Алгоритм

11 10 9 (180 (90 ) (45 ) 8...1 (22,5...

0,175 ) 0

О

О

1 О О

270 — v

1 0 1.второй управляющие входы седьмого мультиплексора являются соответственно первым и вторым стробирующими входами устройства и объединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу шестого мультиплексора, выход которого являО О О

0 0 1

О 1 1

0 1 0

1 1 1

1 1 С

180 — р

90 +4

360 — е

270 — у

180 + y

1247890

Составитель А. Баранов

Техред М.Ходанич Корректор Е. Сирохман

Редактор И. Рыбченко

Заказ 4128/50 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул. Проектная, 4

9про

ЩИ/

empnEr арМг

8fir