Спектроанализатор

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для спектрального анализа случайных процессов, г также в аппроксимирующих устройствах кусочно-линейного типа, в устройствах сжатия информации. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет анализа в базисе обобщенных инрегральных функций. Устройство представляет собой иерархическую наращиваемую структуру из элементарных операционных блоков 1, управляемых разрядами регистра 2 и счетчика 3 через элементы ИЛИ 4. Использование кусочно-линейных базисных функций, полученных в результате однократного интегрирования кусочно-постоянных функций Уолша, позволяет достигнуть цели изобретения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. о 9 СЛ Риг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4 А1 (19) (11) (5!) 4 G 06 F 15/332

Зс(;ГАВРЯ)Л Ф Я

Ц„ . „13 и%.A È 1ИБ! А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ иг.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4004486/24-24 (22) 19.11.85 (46) 07.04.87. Бюл. У 13 (71) Институт технической кибернетики АН БССР (72) П.M. Чеголин, P Х. Садыхов, А.В. Шаренков и С.А. Золотой (53) 681.3 (088 .8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1015392, кл. G 06 F 15/332, 1981.

Авторское свидетельство СССР

У 620974, кл. G 06 F 15/332, 1976. (54) СПЕКТРОАНАЛИЗАТОР (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для спектрального анализа случайных процессов, также в аппроксимирующих устройствах кусочно-линейного типа, в устройствах сжатия информации. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет анализа в базисе обобщенных инрегральных функций.

Устройство представляет собой иерархическую наращиваемую структуру из элементарных операционных блоков 1, управляемых разрядами регистра 2 и счетчика 3 через элементы ИЛИ 4. Использование кусочно-линейных базисных функций, полученных в результате однократного интегрирования кусочно-постоянных функций Уолша, позволяет достигнуть цели изобретения.

1 з.п. ф-лы, 2 ил.! 0 0 0 а 100

СССС = ХХХХ 1а10 а1а1

1 1 0 0

1-10 0

0 0 1 1

0 01-1

С С, . С С

1 0 0

1-10 0

0 0 1 1

0 01-1

= jx. х, х x,) а= (-!) (, Ь = (-1), р, р, младшие разряды кода параметра преобразования.

На втором шаге имеем где Х х, Х, (Х о

ХЗ j х2 +

Х, +

Х. +

I аХ,; аХ; аХ, В

1 0 1 0

0 0

1 0 -1 0 1. о (г. 3"

0 1 0-1

1 О 0 0

О 1 0 0

Ъ 0 1 0

0 Ь 0 1 (c,c, c,c,j

1 0 1 0

0 1 0 1

1 0-1 0

0 1 0-1

l(и и и lI ff n ( — Х+Х-X — Х-Х+Х-X-X j о 2 о 2 (3 ( СоСС С ) (3) 1 1302294 2

Изобретение относится к автомати- ный вход 5, вход 6 параметра преобке и вычислительной технике и может раэования, первый тактовый вход 7, быть использовано для спектрального второй тактовый вход 8, вход 9 упанализа случайных процессов, а также равления режимом работы. Операционв аппроксимирующих устройствах ку- 5 ный блок 1 содержит сумматоры-вычисочно-линейного типа.,татели 10 и 11, регистр 12 сдвига, Цель изобретения — расширение функ- коммутатор 13. циональных воэможностей спектро. анализатора за счет анализа в бази- Использование кусочно-линейных басе обобщенных интегральных функций 10 зисных функций, полученных в резульУолша. тате однократного интегрирования куНа фиг. 1 представлена функциональ- сочно-постоянных функций Уолша,позная схема спектроанализатора, на воляет существенно расширить класс фиг.2 — функциональная схема опера- исследуемых процессов и повысить точционного блока. ность аппроксимации. Система обобщенСпектроанализатор содержит опера- ных интегральных функций (ОИФУ) Адационный блоки 1, регистр 2, счет- мара в дискретном виде определяется чик 3, элементы ИЛИ 4, информацион- следующим образом

Н- -1

К (р,m,t) = /N waE (р,(,) waI (m,I +t) (1) (у У У

iO

Из (1), видно, что система ОИФУ р — разряды двоичного кода, Х вЂ” векявляется параметрической и для раз- тор исследуемого процесса, С вЂ” вектор мерности преобразования N будетиметь коэффициентов разложения в базисе

N функций ОИФУ, т.е. имеется возмож- 25 ОИФУ. ность выбрать базис из N дИФУ, наиболее полно отвечающий поставленной за- Рассмотрим механизм преобразовадаче. ния входного сигнала Х = (Х, K<,..., Параметр преобразования р, олре- - Х„,) для N=4. деляющий номер системы из N функций 30 На первом шаге вычислительной проОИФУ, задается двоичным кодоми где цедуры имеем (! где X> = Сз — СЗ ч I

Х,= С, +Ьс,, 5

Аналогичным образом строятся процедурь быстрого преобразования,в базисе ОИФУ для N=2, где n — произвольно (n=1,2...).

Спектроанализатор может работать fO в двух режимах.

Рассмотрим режим вычисления коэффициентов по ортогональному базису

Уолша. На управляющие входы 9 процессоров 1 и установочные входы счет-!5 чика 3 подается "О", при этом счетчик 3 устанавливается в "О" и тактовые импульсы не изменяют его выходное состояние. "О" на выходах коммутатора 13 блоков 1 приводит к тому,20 что входная информация проходит сквозь сумматоры-вычитатели 10 блоков 1. без изменения. Тактовые импульсы подаются на входы 8 и 7 устройства, что обеспечивает тактирование регистров

12 блоков 1 на каждый такт, тем самым предлагаемое устройство реализует алгоритм вычислений аналогичный известному спектроанализатору. Значения дискретного сигнала последова- 30

: тельно поступают на вход 5 устройства. В регистре 12 сдвига первого блока 1 отсчет Х, задерживается на один такт, потому.на выходе блока 1 первой группы во втором такте формиру- 35 ются значения (Х, + Х ), (Х, — Х ).В третьем такте на выходе блока 1 первой группы формируются значения (Х +

+ Х ) (Х Хэ), a eTaePToM (Хз+

+ Х ), (Х вЂ” Х), и т.д. Аналогично 40 работают блоки 1 в последующих группах (n = 2,3...), с той разницей,что блок 1 и-й группы задерживает сигнал л- и на 2 .такта. В результате на 2 -м такте, т.е. в момент поступления 45 входного сигнала Х на выходах блоков

1 и-й группы одновременно сформированы 2 коэффициентов преобразоваи ния последовательности

50 (Х, 3 = Х, Х, ° ° ° «Õöó где N = 4 имеем

1302294 4

Аналогично в (2" +1) — м такте вычисляются все коэффициенты для входной последовательности fX ) и т.д.

Рассмотрим режим вычисления коэффициентов в базисе ОИФУ. На входы кода операции блоков 1 и установочные входы счетчика 3 подается ".1", а на вход 8 — "О". В регистр 2 записывается код параметра преобразования P.

Разряды P кода параметра преобразования управляют сумматорами-вычислителями 10 блоков 1 ("О" соответствуют сложению, 1" — вычитанию). Значения дискретного сигнала X Х„, ...Х поступают на вход 5 в обратном порядке. В регистре первого блока 1 сигнал задерживается на один такт и через коммутатор 13 поступает на второй вход сумматора-вычитателя 10, на выходе которого формируется выражение Х „ + а Х„, согласно (2), которое далее преобразуются сумматоромвычитателем 11 согласно (3). Полученный результат поступает на вход следующей группы из блоков 1, которая работает аналогично и реализует (3).

Поскольку истинные коэффициенты разложения формируются на выходах блои ков 1 п-й группы по 2 -му такту, то необходима временная синхронизация записи в регистры 12 ординат процесса. Временная синхронизация обеспечивается счетчиком 3, и-й выход которого тактирует регистры 12, т.е. в регистр первого блока 1 запись происходит в каждом такте, в регистры блоков 1 второй группы через такт. В регистры блоков 1 и-ой группы - по 2"-му такту. Таким образом, на выходах блоков 1 и-й группы через 2 тактов и сформированы 2 коэффициентов разложения в базисе ОИФУ с заданным параметров P. При обнулении регистров 12 блоков 1 и счетчика 3 спектроанализатор снова готов к работе.

Таким образом, предлагаемое устri ройство позволяет на 2 тактов -сформировать коэффициенты преобразования в базисе ОИФУ с заданным параметром.

Формула изобретения

Х,+Х,+Х,+Х, 55 х,+х -х -х

Х1 Х + Х вЂ” Х

Х-Х-Х+Х4

1. Спектроанализатор, содержащий п групп 2 -1 операционных блоков в и

i-й группе (i=1-п, 2 — порядок преобразования), причем информационный вход операционного блока первой группы является информационным входом

1302294 спектроанализатора, выходы суммы и разности j-ro операционного блока

К

1с-й группы (j = 1,...,2 -1,1с=1,..., и-1) подключены к информационным входам (2j-1)-го и 2j-го соответственно операционных блоков (k+1)-й группы, выходы операционных блоков и-й группы являются выходами спектроанализато" ра, отличающийся тем,что, с целью расширения функциональных возможностей спектроаналиэатора за счет анализа в базисе обобщения интегральных функций Уолша, он содержит регистр, счетчик, и-1 элементов ИЛИ, причем вход регистра является входом параметра преобразования спектроанализатора, выход i-ro разряда регистра подключен к знаковым входам операционных блоков i-й группы,тактовый вход операционного блока пер- 20 вой группы и счетный вход счетчика подключены к первому тактовому входу спектроаналиэатора, установочный вход счетчика является установочным входом спектроанализатора, выход k-го разряда счетчика подключен к первому входу k-ro элемента ИЛИ, выход которого подключен к тактовым входам операционных блоков (k+1)-й группы, вход кода операций каждого операционного блока всех групп подключен к входу задания режима работы спектроанализатора, вторые входы всех элементов ИЛИ подключены к второму тактовому входу спектроаналиэатора.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что каждый из операционных блоков i-й группы содержит два сумматора-вычитателя, i-разрядный регистр сдвига, коммутатор, причем первый информационный вход и знаковый вход первого сумматора-вычитателя являются соответственно информационным и знаковым входами блока, выход первого сумматора-вычитателя подключен к первому информационному входу второго сумматора-вычитателя и через регистр сдвига к второму информационному входу второго сумматора-вычитателя и к информационному входу коммутатора, выход которого подключен к второму информационному входу первого сумматора-вычитателя,тактовый вход регистра сдвига является тактовым входом блока, управляющий вход коммутатора является входом кода операции блока, выходы второго сумматора-вычитателя являются выходами суммы и разности блока.

1302294

Составитель В. Байков

Техред А.Кравчук Корректор С. Черни

Редактор Г. Волкова

Заказ 1218/49 Тираж 673 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