Анализатор спектра по функциям уолша

 

О П И "((. А Н -И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ (п)640305

Со)ов Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.03.76 (21) 2336261/!8-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М Кл

G 06F 15/34

Госудааственный комитет

СССР (43) Опубликовано 30.12.78. Бюллетень № 48 (53) УДК 681.14 (088.8) по делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 30.12.78 (72) Автор изобретения

М. Д. Жариков (71) Заявитель (54) АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА ПО ФУНКЦИЯМ УОЛША

Анализатор спектра по функциям Уолша относится к вычислительной технике и может найти применение в устройствах цифровой фильтрации, системах связи, а также других устройствах, где необходимо получать спектральный состав используемых сигналов.

Известен анализатор, содержащий и

1од,п идентичных блоков, осуществляющих одновременную реализацию операций суммирования и вычитания двух исходных сигналов и соединенных между собой в соответствии с принятой идеологией вычислений (1).

Известные устройства обладают сравнительно низкой точностью работы, что объясняется широким использованием в них аналоговой техпики или характеризуются относительной сложностью их реализации.

Известно также устройство для вычисления коэффициентов разложения функций в ряд (2), содержащее аналого-цифровой преобразователь, генератор импульсов и и блоков регистрации.

Недостатком известного устройства явля- 25 ется аппаратурная сложность и невысокая точность работы, обусловленные тем, что анализируемый сигнал записывается и обрабатывается в аналоговой форме, а также необходимостью использования многовхо- 30 довых сумматоров.

Целью изобретения является повышение точности работы анализатора.

Для этого в предлагаемое устройство введены двоичный счетчик, и регистров и п блоков анализа, каждый из которых содержит сумматор по модулю «2», блок свертки по модулю «2» и накапливающий сумматор-вычитатель, причем вход аналогоцифрового преобразователя является входом устройства, а выход аналого-цифрового преобразователя, соединен со входами и накапливающих сумматоров-вычитателей, выходы и накапливающих сумматоров-вычитателей соединены со входами и блоков регистрации, выход генератора импульсов соединен со вторым входом аналого-цифрового преобразователя и входом двоичного счетчика, выход двоичного счетчика соединен с первыми входами и сумматоров по модулю «2», вторые входы и сумматоров по модулю «2» соединены с выходами и регистров, а выходы zz сумматоров по модулю «2» соединены соответственно со входами и блоков свертки по модулю «2», выходы которых соединены соответственно с управляющими входами п накапливающих сумматоров-вычитателей.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Анализатор спектра по функциям Уолша содержит аналого-цифровой преобразова6403() 5 где

3 тель 1, двоичный счетчик 2, генератор импульсов 3, и регистров 4, и блоков регистрации 5 и и блоков анализа 6, каждый из которых, в свою очередь, содержит сумматор по модулю «2» 7, блок свертки по модулю

«2» 8 и накапливающий сумматор-вычитатель 9.

Устройство работает по следующему алгоритму:

V — 1

F (U, V) =- y (t) H(U, t)+- (V) X =о у О(U, V) = F(U, V — 1)+u>(V).H(U, V), V — номер очередного цикла суммирования О, 1, ..., т — 1;

F (U, V) — и-я спектральная составляющая Уолша;

W(t) — t-я выборка анализируемогосигнала;

К 1

H(U, t) = (— 1) ; 71,.

1=0

На вход аналого-цифрового преобразователя 1 подается первая выборка анализируемого сигнала. Синхронизирующий генератор импульса 3 вырабатывает первый импульс, в результате чего на выходе аналогоцифрового преобразователя формируется двоичный код 1, соответствующий /=0 и однозначно определяемый величиной анализируемого сигнала в данный момент времени. Одновременно первый импульс с генератора 3 подается на вход двоичного счетчика 2 (предварительно установленного в состояние, когда все его разряды единичны) и переводит все его разряды в нулевое состояние, т. е. вызывает выработку выходного двоичного кода счетчика V=O-разрядности К. В регистры 4 предварительно записываются в виде двоичных кодов числа

U разрядности К, представляющие собой каждое — номер соответствующей вычисляемой спектральной составляющей. Выход двоичного счетчика 2 и выходы соответствующих регистров 4 подключены к различным входам сумматоров по модулю «2» 7, входящих в состав блоков анализа 6. Таким образом, в нулевой момент времени (V=O) мы имеем на одних входах соответствующего сумматора по модулю «2» определенные коды номера спектральной составляющей, а на других — выходной сигнал счетчика 2, представляющий собой все нулевые разряды. В результате на выходе всех сумматоров по модулю «2» также будут все нулевые разряды. Эти разряды, попав на блоки свертки по модулю «2» 8, вырабатывают в результате на выходе каждого блока свертки сигнал, соответствующий логическому нулю. Выходной сигнал с блоков свертки по модулю «2» 8 подается на управляющие входы соответствующих накапливающих сумматоров-вычитателей 9, и в момент времени t=O, настраивает их всех

4,3

65 на выполнение операции суммирования. В результате код, образовавшийся на выходе аналого-цифрового преобразователя и поданный на входы всех накапливающих сумматоров-вычитателей, запишется в регистр каждого из них. На этом первый цикл обработки заканчивается. Далее генератор импульсов 3 вырабатывает второй импульс, на выходе аналого-цифрового преобразователя появляется код очередной выборки анализируемого сигнала, соответствующий

t= 1. Двоичный счетчик переходит в очередное состояние, соответствующее У= 1, в результате чего сумматоры по модулю «2»

7 реализуют выполнение поразрядного умножения U и V, т. е. U; V;. Результат перемножения подается на соответствующие блоки свертки по модулю «2», на выходе каждого из которых образуется сигнал, соответствующий H(U, V) и используемый для настройки соответствующих накапливающих сумматоров-вычитателей на выполнение либо операции сложения, либо вычитания. В итоге код, имеющийся вданный момент времени t=1, на выходе аналого-цифрового преобразователя будет либо просуммирован с содсржимым регистра накапливающего сумматора-вычитателя, либо подвергнут вычитанию из содержимого соответствующего накопительного регистра.

Описанный цикл повторяется и раз, по числу отсчетов анализируемой функции, после чего в накопительных регистрах каждого сумматора-вычитателя оказывается сформированным двоичный код, представляющий собой искомый коэффициент разложения функции в ряд Уолша. Рабочий цикл устройства завершается переписыванием кодов из регистров накапливающих сумматоров вычитателей в соответствующие блоки регистрации.

Предлагаемое устройство реализуется полностью на цифровых микросхемах широкого применения, что значительно снижает стоимость и обеспечивает высокую технологичность изготовления устройства.

Формула изобретения

Анализатор спектра по функциям Уолша, содержащий аналого-цифровой преобразователь, генератор импульсов и и блоков регистрации, отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы устройства, в него введены двоичный счетчик, и регистров и и блоков анализа, каждый из которых содержит сумматор по модулю «2», блок свертки по модулю «2» и накапливающий сумматор-вычитатель, причем вход аналого-цифрового преобразователя является входом устройства, а выход аналогоцифрового преобразователя соединен со входами накапливающих сумматоров-вычитателей, выходы и накапливающих сумматоров-вычитателей соединены со входами и блоков регистрации, выход генератора ими403о5 — - ..г — —

Составитель Н. Палеева

Редактор Ю. Челюканов Текред A. Камышникова Корректор Т, Добровольская

Заказ 263776 Изд. № 142 Тираж 799 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5Ê-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр, Сапунова, 2 пульсов соединен со вторым входом аналого-цифрового преобразователя и входом двоичного счетчика, выход двоичного счетчика соединен с первыми входами п сумматоров по модулю «2», вторые входы и сумматоров по модулю «2» соединены с выходами и регистров, а выходы и сумматоров по модулю «2» соединены соответственно со входами и блоков свертки по модулю «2», выходы которых соединены соответственно с управляющими входами и накапливающих сумматоров-вычитателей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Журнал. «Зарубежная дадноэлектронпка», № 5, 1972, ст. Бесветторга «Анализ и синтез сигналов с помощью функций

Уолша».

2. Авторское свидетельство СССР

1O № 470812, кл. G 06F 15/34, 1974.