Устройство для моделирования функций с помощью частных сумм сигналов уолша

 

Изобретение предназначено для моделирования и исследования влияния искажений величин коэффициентов разложения Уолша-Фурьена частные суммы сигналов Уолша, аппроксимирующие отрезки заданных функций, и может быть использовано при исследовании реальных систем передачи информации

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (sr)s G 06 F 1/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1483444 (21) 4817773/24 (22) 09.02.90 (46) 15.06,92, Бюл. ¹ 22 (71) Северо-Западный политехнический институт (72) О.Л.Соколов (53) 681.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1483444, кл. G 06 F 1/02, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ФУНКЦИЙ С ПОМОЩЬЮ ЧАСТНЫХ СУММ

СИГНАЛОВ YOJlLLIA (57) Изобретение предназначено для моделирования и исследования влияния искажений вели- чин коэффициентов разложения Уолша-Фурье на частные суммы сигналов Уолша, аппроксимирующие отрезки заданных функций, и может быть использовано при исследовании реальных систем передачи информации

1741121 с разделением каналов по форме, Целью изобретения является расширение класса решаемых задач за счет формирования оценки коэффициента искажения формы частных сумм сигналов Уолша. Устройство содержит тактовый генератор 1, генератор 2 сигналов Уолша, коммутатор 3, делители 41...4-N, сумматор 5, инверторы 6-1...6-N, переключатели 7-1...7-N, управляемые делители 8-1„,8-N, умножитель 9, интегратор 10, ключ 11, вычитатели 12-1„,12-N, сумматор 13, формирователи 14-1 и 14-2, Изобретение может быть использовано как техническое средство для излучения влияния величин коэффициентов разложения Уолша-Фурье при передаче сигналов по каналу связи, а также при исследовании реальных систем передачи информации с разделением каналов по форме, и является дополнительным к авт,св, N 1483444, Цель изобретения — расширение класса решаемых задач за счет формирования оценки коэффициента искажения формы частных сумм сигналов Уолша.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит тактовый генератор 1, генератор 2 сигналов Уолша, коммутатор 3, N делителей 4, первый сумматор 5, N инверторов 6, N переключателей 7, N управляемых делителей 8, умножитель 9, интегратор 10, ключ 11, N вычитателей 12, второй сумматор 13, два формирователя 14 импульсов.

Устройство содержит также первый 151 и второй 15-2 квадраторы, N+1 дополнительные интеграторы 16, дополнительный вычитатель 17, N блоков 18 вычисления абсолютной величины, умножитель 19 на константу, формирователь 20 обратной величины, дополнительный блок 21 инверсии, (N+1)-й переключатель 22, блок 23 деления, дополнительный ключ 24, группу N умножителей 25, блок 26 задания коэффициентов разложения Уолша-Фурье, третий сумматор 27, элемент 28 задержки, третий формирователь 29 импульсов, Устройство работает следующим образом.

При моделировании искажений формы сигналов в виде частных сумм сигнала Уолша "переключатель функции" коммутатора

3 устанавливается в одно из выбранных положений, В этом случае на выходе первого квадраторы 15-1 и 15-2, дополнительные интеграторы 16-1„,16-(N+1) группы, дополнительный вычитатель 17, блоки 18-1...18-N вычисления абсолютной величины группы, умножитель 19 на константу, формирователь 20 обратной величины, блок 21 инверсии, (N+1)-й переключатель 22, блок 23 деления, дополнительный ключ 24, группу умножителей 25, блок 26 задания коэффициентов разложения Уолша-Фурье, третий сумматор 27, элемент 28 задержки и третий формирователь 29 импульсов. 1 ил. сумматора 5 образуется частная сумма сигналов Уолша, представляющая отрезок заданной функции.

5 Пр;-дположим, что введены искажения

i-го коэффициента (где i=1, 2,...N) с помощью инвертора б-i, переключателя 7- или делителя Я-i, На выходе второго сумматора 13 в этом

10 случае образуется частная сумма сигналов

Уолша, уже не совпадающая с частной суммой на выходе первого сумматора 5.

Умножение этих двух сумм Sg() (t) и

S (т), и последующее интегрирование в

15 интеграторе 10 дает результат в текущий момент времени в виде

U(r) = (Sg (t) Яы (t) dt. (1) о

Текущее значение 0,(т) поступает на вход вычитателя дополнительного вычитателя 17, на вычитаемый вход которого посту7 пает текущее значение J (Бм (t)) dt с выхода о

25 интегратора 16-(N+1), поскольку на вход интегратора 16-(N+1) поступает квадрат частотной суммы сигналов Уолша с выхода квадратора 15-1.

В результате на выходе блока 17 вычи30 тателя в каждый момент времени образуется разность текущих значений вида

Л(т) = (Ям }(т)) dt-j SN(}(t) SN (}(t) dt. (2)

35 о о

Разность (2) поступает на объединенные входы функциональных преобразователей умножителя 19 на константу К;

40 формирователя 20 обратной величины; дополнительный блок 21 инверсии; квадратор

15-2.

1741121

55

Данные преобразователи предназначены для подчеркивания контрастности накопленно-взвешенного текущего коэффициента искажения формы частных сумм:. сигналов Уолша на выходе блока 23 деления.

Подчеркивание контрастности коэффициента осуществляется оператором с помощью (N+1)-ro переключателя 22 переключения контраста, т,е. выбора такого функционального преобразования в соответствующем р-м положении переключателя 22 (где р = 4), при котором наилучшим образом (в том или ином смысле) оттеняется разность (2) на выходе блока 23 деления по отношению к суммарным искажениям коэффициентов разложения Уолша-Фурье на выходе третьего сумматора 27.

Запишем выражения для функциональных преобразований в преобразователях.

Для умножителя 19 на константу К в виде

U19= К Д(г); для формирователя 20 обратной величины в виде

U20 . -)-, для дополнительного блока инверсии 21 в виде

Ог1 = Л(г); для квадранта 15-2 в виде

U

Теперь рассмотрим как формируется накопленно-взвешенный суммарные искажения коэффициентов разложения УолшаФурье на выходе третьего сумматора 27.

При введении только искажения 1-го коэффициента на выходах всех вычитателей

12-1„,12-N, кроме 12-!, получаемом нулевое напряжение.

На выходе вычитателя 12-i получаем напряжение, равное разности напряжений с выходов делителей 4-i и 8-i

На выходе блока 18-i вычисления абсолютной величины получим напряжение в виде

01з-; = С1 А (т) !, (3) где Cj. — коэффициент преобразования, Разность (3) поступает на вход интегратора 16-i, на выходе которого происходит накопление в каждый момент времени t значение

U ы-l(t) = f С< h; (т) бт. (4) о

Накапливаемое напряжение (4) поступает на первый вход умножителя 25-i, на второй вход которого поступает напряжение, отображающее в заданном масштабе соответствующий коэффициент разложения

Уолша-Фурье подвергшийся искажению в управляемом делителе-8-i, Данный коэффициент поступает с соответствующего выхода блока 26 задания 26 коэффициентов разложения Уолша-Фурье, который переключается оператором в заданное положение "переключателем функции", Таким образом, на выходе умножителя

25-i формируется накопленно-взвешенной

i-й коэффициент искажения разложения

Уолша-Фурье, который затем поступает на соответствующий вход третьего сумматора

27, Отметим, что введение искажения и-го коэффициента (где п=1,...,N) с помощью инвертора 6-п, переключателя 7-и или делителя 8-и также приводит к формированию аналогичным образом накопленно-взвешенного и-го коэффициента искажения разложения Уолша-Фурье на соответствующем п-м входе третьего сумматора 27.

Сумма всех накопленно-взвешенных коэффициентов искажения разложения Уолта-Фурье с выхода сумматора 27 поступает на вход делимого блока 23 деления. На выходе блока 23 деления получаем оценку квазиконтрастного накопленно-взвешенного текущего коэффициента искажения формы частотной суммы сигналов Уолша, выбранного с помощью "переключателя функций".

Выбор фиксированного момента времени, принадлежащего интервалу от 0 до Т, производит оператор с помощью регулируемого элемента 28 задержки, устанавливая заданный момент времени, Выходной импульс элемента задержки 28 поступает на вход формирователя 29, выходной импульс которого открывает ключ 24.

В момент открытия ключа 24 на его выходе получаем оценку квазиконтрастного накопленно-взвешенного коэффициента искажения частотной суммы сигналов Уолша в заданный момент времени t Я (О, Т), Формула изобретения

Устройство для моделирования функций с помощью частотных сумм сигналов

Уолша по авт,св. N. 1483444, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач путем формирования оценки коэффициента искажения формы частотных сумм сигналов Уолша, оно содержит, первый и второй квадраторы, группу из N+1 дополнительных интеграторов, дополнительный вычитатель, группу блоков вычисления абсолютной величины, умножитель на константу, формирователь обратной величины, блок инверсии, (N+1)-й переключатель, блок деления, группу умно1741121

35

50

Составитель О. Соколов

Техред М.Моргентал Корректор М. Кучерявая

Редактор М. Келемеш

Заказ 2085 Тираж 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 жителей, блок задания коэффициентов разложения Уолша-Фурье, третий сумматор, дополнительный ключ, третий формирователь импульсов и элемент задержки, причем выход первого сумматора соединен с вхо- 5 дом первого квадратора, выход которого соединен с информационным входом (N+1)-го дополнительного интегратора группы, выход которого соединен с входом уменьшаемого дополнительного вычитателя, вход 10 вычитаемого которого соединен с выходом интегратора, выход дополнительного вычитателя соединен с входами умножителя на константу, формирователя обратной величины, блока инверсии и второго квадратора, 15 выходы которых соединены соответственно с информационными входами (N+1)-го переключателя, выход которого соединен с входом делителя блока деления, выход которого соединен с информационным вхо- 20 дом дополнительного ключа и является выходом коэффициента устройства, выходы с первого по й-й вычитателей соединены с входами соответствующих блоков вычисления абсолютной величины группы, выходы 25 которых соединены с информационными входами соответствующих дополнительных интеграторов группы, выходы которых соединены с входами первых сомножителей соответствующих умножителей группы, входы вторых сомножителей которых соединены с соответствующими выходами группы блока задания коэффициентов разложения Уолша-Фурье, вход которого соединен с управляющим входом коммутатора, выходы умножителей группы соединены с входами соответствующих слагаемых третьего сумматора, выход которого соединен с входом делимого блока деления, выход первого формирователя импульсов соединен с информационным входом элемента задержки, выход которого соединен через третий формирователь импульсов с управляющим входом дополнительного ключа, выход которого является выходом коэффициента в фиксированный момент времени устройства, входы задания режима и задания временного интервала которого соединены соответственно с управляющим входом (N+1)-ru переключателя и входом регулировки элемента задержки, выход второго формирователя импульсов соединен с входами сброса дополнительных интеграторов группы.