Генератор дискретных ортогональных полиномов кравчука
Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может применяться в системах обработки измерительных данных для решения задач аппроксимации, интерполяции, экстраполяции сигналов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей генератора за счет подстройки масштаба и формы полиномов Генератор содержит счетчики 2, 15, схему 5 сравнения, вычитатели 6, 9, 11, 12. умножители 7, 8, 13, блоки 10 деления , регистры 14, элементы 3, 16 ЕЙ- держки Подстройка масштаба и формы полиномов, достигаемая благодаря дополнительным аппаратурным затратам, позволяет учитывать особенности исследуемых сигналов дня повышения точности их представления. 3 ил. е
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН ц1)g G 06 F 1/02, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4458505/24 (22) 23.05,88 (46) 15.01.91. Бкп. N - 2 (72) А.Ф. Дедус, Ф.Ф. Педус, И.В. Лавриненко и А.Ф. Романенко (53) 681.3(088.8) (56) Хармут Х.Ф, Передача информации ортогональными функциями, N.: Связь, 1975, с. 65, рис ° 2.6.
Мановцев А.П. Основы радиотелеметрии. N. Энергия, 1973, с. 260, рис. 7-12. (54) ГЕНЕРАТОР JIHCI Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может применяться в системах обрабо-.ки из-.. мерительных данных для решения задач аппроксимации, интерполяции и экстраполяции сигналов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей генератора за счет подстройки масштаба и формы полиномов. На фиг. 1 представлена функциональная схема генератора; на фиг. 2, 3 показаны графики генерируемых сигналов. Генератор содержит генератор 1 тактовых импульсов, счетчик 2, элемент 3 задержки, входы 4ч — 4 параметров, схему 5 сравнения, вьтчитатели 6, умножители 7, 8, вычитатели 9, блоки 10 деления, вычитатели 11, „„ЯЦ„„1621 О18 А 1 2 применяться в системах обработки измерительных данных для решения задач аппроксимации, интерполяции, экстраполяции сигналов. Цель изобретения расширение функциональных возможностей генератора за счет подстройки масштаба и формы полиномов. Генератор содержит счетчики 2, 15, схему 5 сравнения, вычитатели 6, 9, 11, 12. умножители 7, 8, 13, блоки 10 деления, регистры 14, элементы 3, 16 задержки. Подстройка масштаба и формы полиномов, достигаемая благодаря дополнительным аппаратурным затратам, позволяет учитывать особенности исследуемых сигналов для повышения точности их представления . 3 ил . умнож тели 13, регистры 14, счетчик 15, элементы 16 задержки. В основу работы генератора дискретных ортогональных полиномов © Кравчука положена рекуррентная формула >(j*1} (,}=(т (с; }((4 -1}-(ри-грц})— Y, (t,}pq((N+I}-jg}}/Cj+}} (}} Q0 где j — номер полинома, который в устройстве соответствует но" меру каскада (О, n); р q — масштабные коэффициенты, 9 причемр )О, qO0, p+q = 1; д, текущее время; N — число отсчетов времени (1 = — 1,N). Несколько первых полиномов Кравчука имеют вид: 1621018 Ко(t ) 1В К,(,) - - Np, К (t ) = р2/2(N-t ) (N-t;-1)-pq х 5 «(N-t )+q /2(е; -1), и теда От изменения значений р и q существенно зависит сам характер полиномов, На фиг. 2 и 3 показано, что чем меньше р и больше q, тем ближе к оси ординат смещается экстремум функции скачков. Ортогональные функции при этом возврастают к концу промежутка, а их нули группируются в его левом конце. Если же увеличивать р и уменьшать q, то максимум функцйи скачков перемещается вправо от оси ординат, а значения полиномов Кравчука к концу промежутка уменьшаются. Нули полиномов перемещаются к правому концу промежутка ортогональности. Наличие параметров р и q позволяет настраивать генератор Кравчука для -генерации полиномов, наиболее подходящих по форме исследуемому сигналу. Работа устройства начинается с ввода значения N в счетчик 15 (шина 4 ). После этого устройство гото- 30 во к работе. Ввод исходных данных (И+1); p+q (pN-2pq) осуществляется пс шинам 4. —;4 в вычитатели 6 —;6(„ ), умножители 71 —. 7(„,), вычитат ели, разделяемые логикой работы блоков 61-,61 2), 35 71 „7(), 121 1?(п- ) и устройства в целом. Запуск устройства осуществляется IIo команде "Пуск". По этой команде запускается гене- 40 ратор 1 тактовых импульсов, импульсы с которого (с заданной частотой квантования) поступают на вход счетчика 2 и на вход элемента 3 задержки. Счетчик 2 осуществляет суммирова- 45 ние импульсов с перезаписью. В результате на выход счетчика выдают. ся значения дискретных моментов времени и t<, ..., t, которые посту1) пают на вход вычитателя 6 и — через 50 элементы задержки 161 —, 16(„)- на входы вычитателей 11 —. 11(„, Рассмотрим работу устройства по формированию коэффициентов разложения 55 для момента времени t„, т.е. после появления на выходе генератора 1 первого импульса, При появлении второго и последующих импульсов цикл работы устройства будет повторяться, т.е. будут получены коэффициенты разложения Yo(t, ) †: Y„(t,) для моментов времени,, t» й11. Импульс с выхода генератора 1 через элемент 3 задержки (поступает на запись. Таким образом в регистре 14О оказывается записанным число "1", что соответствует значению полинома Y<(t,). С выхода вычитателя 6 значение Y1(t ) = t1 — Np поступает на запись ! в регистр 141. С выхода регистра 14 вычисленное значение Y (t ) поступа1 ет на выход устройства. Рассмотрим работу устройства при формировании коэффициентов разложения Yg(tl) -. Y g(Q ) На входы вычитателей с шины 4 поступает значение (И+1) . Каждый из вычитателей 6, 11 имеет постоянное значение вычитаемого, равное 1-номеру каскада, поэтому для упрощения схемы устройства все они имеют только один вход, по которому поступают значения уменьшаемого. На выходы вычитателей 6 — 6(21 выдаются численные значения t(N+1)-j) которые поступают на входы умножителей 71 — 7(I, ), на вторйе входы которых по шине 4 поступают значения рс(. С выходов умножителей 71— 71 ) значения ра f(N+1) -j) поступают на входы умножителей Я вЂ” „, ), на вт орые входы кот ор ых поступают вычисленные значения коэффициентов разложения 7(„0() соответственно. С выходов умножителей Я вЂ” Я() вычисленные значения Y ) ч 1 «pq ((N+i)-j 1 поступают на входы выи .тателей 9, — 9„ . В вычитателях 111- 11(n ) вычисляются значения (;-j) которые поступают на входы вычитателей 12,-12(„ ) на вторые вхо-: ды которых по шине " поступают значения (pN-2pq). С выходов вычитателей 12 - 12(„ K) вычисленные значения p(t; -.j)-(pN-2pq)g поступают на входы умножителей 13 †; 13(„ 1, на вторые входы которых поступают вычисленные значения коэффициентов разложения >(t 1). С выходов умножителей 13, — : . -13(1, ) вычисленные значения Y (t)« « (; — j)-(pN-2рс())поступают на вторые входы умножителей 91-, 9(„a). С выходов, уйножителей 91-9 (ь-Ij значения 7 (й1) 18 6 «Pt< -)) "РМ-2рц))-7(. ) (1 )pq((N+1) Ц поступают на блоки деления 10 -;10 „, соответственно. С выходов блоков 10 —; -:10(д 1 деления значения коэффициен5 тов разложения Y (1gi) (t1), вычисленные в соответствии с формулой (1), поступают на запись в регистры 14 -. 14 ь и далее на выход устройства. Таким образом происходит формирование коэффициентов разложения 7 (й < ) —,7 (t ) для момента вр емени t т. е. прй появлении на выходе р генератора 1 первого импульса. После появления на выходе генера- 15 тора 1 N ãо импульса кодовые комбинации на выходах счетчиков 2 и 15 совпадут и на выходе схемы 5 появится сигнал, которым обнулятся счетчик 2, счетчик 15, а также регистры 14 - .14, „20 Ф о р м у л а и з о б.р е т е и и я ключением постоянной составляющей) соединен с входом второго параметра генератора, выход R-ro вычитателя первой группы соединен с первым входом R-ro умножителя первой группы, второй вход каждого умножителя первой группы соединен с входом третьего параметра генератора, выход R-ro умножителя первой группы соединен с первым входом R-го умножителя второй группы, выход 1-го элемента задержки группы (1= =1,п-3) соединен с входом (1+1)-го элемента задержки группы, выход R-ro элемента задержки группы соединен с входом В.-ro вычитателя второй группы, выход R-го вычитателя второй группы соединен с суммирующим входоМ R-го вычитателя третьей группы, вычитающие входы всех вычитателей третьей группы соединены с входом четвертого параметра генератора, выход R-ro вычитателя третьей группы соединен с первым входом R — го умножителя третьей группы, выходы R-x умножителей второй и третьей групп соединены соответственно с вь1читающим и суммирующим входами R-гп вычитателя четвертой группы, выход R — ro вычитателя четвертой группы соединен с входом R-го блока деления, выход В-го блока деления соединен с информационным входом (R+2) -го регистра, информацио иный вход R-го регистра объединен с вторым входом R-ro умножителя второй группы, информационный вход (R+1)-ro регистра объединен с вторым входом R-ro умножителя третьей группы, информационный вход второго счетчика является входом числа отсчетов аргумента генератора, выходы первого и второго счетчиков соединены с входами схемы сравнения, выход схемы сравнения соединен с установочными входами первого и второго счетчиков и всех регистров, выходы регистров являются выходами генератора Генератор дискретных ортогональиых полиномов Кра вчука, содержащий г енератор тактовых импульсов и первую 25 группу умножителей, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью расширения функциональньм возможностей 3;1 счет подстройки масштаба и формы полиномов, он содержит два счетчика, gp схему сравнения, вычитатель, четыре группы вычитателей, вторую и третью группы умножителей, блоки деления, регистры, элемент задержки, группу элементов задержки, причем выход генератора тактовых импульсов соединен со счетным входом первого счетчика и через элемент задержки — с информационным входом первого регистра, выход первого счетчика соединен с входом 4О первого элемента задержки группы и с суммирующим входом вычитателя, вычитающий вход вычитателя является входом первого параметра генератора, выход вычитателя соединен с информационным входом второго регистра, вход R-г вьиитвтеле первой группы (R=1,ï-2, п — число полииоиов вв ис1621018 1621018 Составитель В, Байков Техред Л.Сердокова Редактор А. Маковская Корректор В. Гирняк Заказ 4247 Тирах Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101
