Устройство для вычисления свертки

 

Изобретение может быть использовано для предварительной обработки сигналов в радиотехнических измерителях дальности и радиальной скорости. Цель изобретения состоит в упрощении устройства путем исключения зависимости его конструкции от длины входной последовательности N. Цель достигается за счет использования преобразователя входного временного спектра F(T<SB POS="POST">I</SB>) в более компактный спектр из M составляющих Z = [Z<SB POS="POST">0</SB>, Z<SB POS="POST">1</SB>, ... , Z<SB POS="POST">M</SB>], где M = LOG<SB POS="POST">2</SB>N. Для этих спектральных преобразований используется специальный базис ортогональных функций S, образуемый из M-мерного базиса Радамахера. Устройство содержит преобразователь спектра входной последовательности, M умножителей и сумматор. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 06 F 15/353

ГОСУ4АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4728423/24 (22) 08.08.89 (46) 07.07.91. Бюл, N. 25 (72) Ю.Г. Серик и А.В. Рудович (53) 681.32(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 1430965, кл. G 06 F 15/353, 1988.

Авторское свидетельство СССР

М 1248050, кл. G 06 F 15/353, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ

СВЕРТКИ (57) Изобретение может быть использовано для предварительной обработки сигналов в радиотехнических измерителях дальности и

Изобретение относится к цифровой измерительной и вычислительной технике и может быть использовано в качестве устройства для предварительной обработки динамичных и зашумленных сигналов, например, при измерениях дальностей и радиальных скоростей.

Цель изобретения — упрощение устройства.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит преобразователь

1 спектра входной последовательности, сумматор 2, m умножителей 3, блок 4 памяти коэффициентов, элементы И 5 и 6.

Преобразователь 1 содержит счетчик 7, блок 8 памяти ортогональных функций, счетчик 9, m реверсивных счетчиков 10, и триггер 11.

Устройство имеетсигнальный 12, пучковый 13 и тактовый 14 входы, а также выход

15 готовности результата.

Я2, 1661795 Al радиальной скорости. Цель изобретения состоит в упрощении устройства путем исключения зависимости его конструкции от длины входной последовательности N Цель достигается за счет использования преобразователя входного временного спектра

f(ti) в более компактный спектр из m составляющих Z= (2о,21,..„2 ), где m = logzN.

Для этих спектральных преобразований используется специальный базис ортогональных функций S, образуемый из m-мерного базиса Радамахера. Устройство содержит преобразователь спектра входной последовательности, m умножителей и сумматор. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

В устройстве используется алгоритм быстрого преобразования в m-мерном ортогональном базисе функций S, являющийся дискретным аналогом разложения в базисе коэффициентов степенного полинома, ана- логично как базис функций Радамахера является дискретным аналогом разложения в тригонометрический ряд.

Результат свертки входной последовательности является линейной комбинацией, размер которой не зависит от длины входной последовательности

8o = < (Zo — В21+ В222 ... Вв2щ), 1 где нормированные для различных m u N (N — длина входной последовательности) коэффициенты Вк могут быть вычислены заранее, т.е. одно и то же устройство может обрабатывать входные последовательности различной длины, для чего достаточно изменить значения Вк постоянных коэффициентов в блоке регистров.

1661795

В исходном состоянии триггер 11 и счетчик 7 находятся в нулевом состоянии, следовательно, на вторых входах обоих элементов И нулевой потенциал, входной сигнал f(tI) и тактовые сигналы Гт на выходе этих схем отсутствуют. На выходе устройства может быть любое произвольное значение, например предыдущий результат свертки.

Работа устройства начинается с подачи короткого пускового сигнала на пусковой вход 13, Этот сигнал обнуляет все счетчики преобразователя 1 спектра и переводит триггер 11 в единичное состояние, а выходной потенциал этого триггера открывает оба элемента И, после чего входной сигнал в виде непрерывной последовательности или пачек импульсов начинает поступать с выхода элемента И 5 на счетные входы счетчиков

9 и 10. Одновременно тактовые импульсы с входа 14 начинают проходить на счетный вход счетчика 7, Параллельный двоичный код с выхода счетчика 7 начинает управлять считыванием функций S из блока 8 памяти, На первом выходе блока 8 формируется функция $1(Х); нд Втором Я2(Х) и т.gÄ (m+1jй выход блока 8 предназначен для формирования сигнала окончания мерного интервала, который считывается на N-и такте обработки. Этот сигнал обнуляет триггер и счетчик 7 и поступает на выход устройства для организации считывания результата во внешние устройства. Реверсивные счетчики работают так, что при наличии на их управляющем входе единичного потенциала осуществляется вычитание поступающих на счетный вход импульсов, а при нулевом потенциале происходит суммирование входных импульсов, т.е. на выходе счетчика 9 образуется сумма Zo, а на выходах всех реверсивных счетчиков — соответственно суммы Z>,Zz,... 5 . Деление Hà N осуществляется отбрасыванием K=logaN младших разрядов каждого результата. В умножителях 3 осуществляется безынерционное умножение полученных составляющих спектра на постоянные коэффициенты, хранящиеся в блоке 4. Все результаты перемножения с выходов реверсивных счетчиков поступают соответственно на входы сумматора 2. Путем изменения записанной информации в блоке 8 и смены постоянных коэффициентов в блоке 4 регистров можно перестроить устройство для свертки входной последовательности другой длины или привязать результат свертки к другому моменту времени.

Формула изобретения

1. Устройство для вычисления свертки, 5 содержащее m умножителей, первые входы и выходы которых подключены соответственно к входам коэффициентов устройства и с первого по m-й входам сумматора, выход которого является выходом устройства, 10 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит преобразователь спектра входной последовательности, первый, второй и третий входы которого подключены соответственно к

15 сигнальному, пусковому и тактовому входам устройства, с первого по (m+1)-й информационные выходы преобразователя спектра входной последовательности подключены соответственно к (m+1)-му входу

20 сумматора. и вторым входам m умножителей, управляющий вход преобразователя спектра входной последовательности является выходом готовности результата устройства.

25 2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что преобразователь спектра входной последовательности содержит два элемента И, триггер, блок памяти ортогональных функций, два счетчика и m ревер30 сивных счетчиков, входы сброса первого счетчика и m реверсивных счетчиков и единичный вход триггера соединены с вторым входом преобразователя, счетные входы первого счетчика vi m реверсивных счетчи35 ков подключены к выходу первого элемента

И, первый вход которого соединен с первым входом преобразователя, а второй с выходом триггера и с первым входом второго элемента И, второй вход и выход которого

40 подключены соответственно к третьему входу преобразователя и к счетному входу второго счетчика, выход которого соединен с адресным входом блока памяти ортогональных функций, с первого по m-й выхо45 ды которого подключены соответственно к управляющим входам m реверсивных счетчиков, выходы которых подключены соответственно к выходам преобразователя со второго по (m+1)-й, выход первого счетчика

50 является первым выходом преобразователя, (m+1)-й выход блока памяти ортогональных функций подключен к входу сброса второго счетчика, к нулевому входу триггера и является управляющим выходом преобра55 зователя.

Составитель Л. Логачева

Редактор А. Козориз Техред М.Моргентал Корректор И, Муска

Заказ 2126 Тираж 411 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101