Устройство для вычисления коэффициентов фурье

 

СОЮЗ 4:ОВВХСййй

СОЦИВн ЙЙУкчюбйн и

Ржиублни

jj дД (»()» С»(9»»1У <",Я1ДЕХ(:ЛЬСТВУ (6l) ДОРО.»ни»и " Bëüèoe v. авт, сВил-Bti (51) М. Кл.

G 06 Г 15/34 (22) ЬЙРд и»1 280577>2t) 2530351/18-24 с»»Р»исОВлинвй»»В»»1 зййвки № (23) Йриоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений

»t OTKPbVfH»t

С»П»У1:Д»»ибвап»0 2 = 02,79. »с»»»Л»Л1,т». НЬ,% 7

P3) УЙК 681. 327 (088.8) Дата on, бликований описания 250279

Л.К. Золотков,. »„Г. Никитин и А.С. Чабан (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ФУРЬЕ

ИВОбретение ОтнОситсЯ к вычислительной технике.

Известно устройство для Вычисле-= ниЯ коэффициентОВ Фурье» соДержащее дВа умнОжителя» HB кОтОрые пОступает анализируемый сигнал,- и Одноканальный блок триГанаметрических KoeôôHциентов, косинусный выход которого падкJQOQBH K одному умножителю, нусный — к другом (1) .

К этому устройству предъявляются жесткие требования по быстродействию, KOTOPBtB He ВСЕГДа ВЫПОЛИ»1г1Ы, Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройt5 ство для вычисления коэффициентов

Фурье, содержащее регистры действительнОЙ и мнимОЙ частей первОГО и второго операндов, информационные входы ко-орых являются входами устройства, а выходы соединены с первой группой входов арифметического блока, вторая группа входов которого ""оединена с выходами регистров табличных коэффициентов, выходы арифмети25 ческого блока являются выходами устройства (2) .

Однако при использовании арифметического устройства, работающего с фиксированной запятой, масштабиро30 вс.ние сильнО $ ìeHьшает динамический диапазон анализируемых сигналов. Использование арифметическОГО бЛОка с плавающей запятой значительна увеличивает Время вычислений.

Цель изобретения — расширение ди»1аМИЧЕСКОГО ДиаПаЗОНа Сигиалав» ПОДвергаемых преобразованию Фурье.

Это дости-ается тем, что устройство содержит элемент ИЛИ и первый и в ОрОЙ НОследовательнО сОединенные дОполнительные реГистры» причем ВхОды элемента HJIH соединены с выходами устройства, выход элемента ИЛИ соединен со входом первого дополнительного регистра, выход второго дополнительного регистра соединен с управляющиЬЖ s>ХОДа»tHi РЕГИСТРОВ ДЕЙСТВИTЕЛЬНОЙ мнимой частеЙ первогo H BTopolo операндов.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит регистры 1, 2, 3, 4 действительной и мнимой частей первого и второго операндов, два регистра 5, 6 табличных коэффициентов, арифметический блок 7, входы которого соединены с выходами регистров 1-6, а выходы соединены со входами элемента ИЛИ 8, выходы которого соединены со входами первого дополнительного регистра 9, выходы регистра 9 соединены со входами,цополнительного регистра 10, выходы которого соединены с управляющими входами регистров 1,2,3,4, входы 11-16 и выходы 17-20 устройства.

Работа устройства заключается в следующем.

Входные операнди А, В, A„., В„. длиной и+к разрядов, (где п — разрядность слов входной и выходной информации; к — 0,1,. ° .п и выбирается иэ условия пикфактора во входных сигналах, подвергаемых преобразованию

Фурье) подаются в параллельном коде на регистры 1,2,3,4. С выхода регистров п-разрядов каждого из операндов в последовательном коде подается в арифметический блок 7, оперирующий с п-разрядными словами. Табличные коэффициенты W,W„. длиной в и-разрядов подаются в йараллельном коде через регистры 5, 6 в блок 7. В блоке 7 производится вычисление величин:

С A + W В -Ы„. В

С„= А„+ W В„- + W„. B

П„ = А — Х„ В + WÄ В

D1 = А„- W  — W„Â

С выходов 17, 18, 19, 20 блока 7 считываются онерайды длиной в н+к разрядов и подаются в запоминающее устройство. Кроме того, выходные операнды через элемент ИЛИ 8 подаются на регистр 9, который формирует маску в течение итерации и обнуляет командой начало новой итерации в процессе вычисления коэффициентов Фурье.

Причем регистр 9 построен так, что в случае установки в единичное состояние триггера старшего разряда происходит установка в единичное состояние всех триггеров младших по отношению к нему разрядов.

Таким образом, в единичное состояние установятся триггеры регистра 9 в случае, если в соответствующих разрядах слов С к D C „. D появится 1 эа время данной йтераций. Передним фронтом команды начала новой итерации состояние регистра переписывается в регистр 10 — маску, который управляет регистрами 1,2,3,4,в данной итерации. Управление регистрами производится следующим образом: если в старшем разряде регистра 10 на предыдущей итерации записан О, то информация в регистрах 1-4 подается на выход в обход старшего разряда и весь массив чисел, поступающих в арифметический блок 7, оказывается сдвинутым на один разряд в сторону старших разрядов.

Аналогичным образом происходит

3Î сдвиг массива на к-разрядов, если в .старших к-разрядах п+к разрядных слов записаны 0 °

Таким образом, устройство работает с поблочно плавающей запятой, хотя арифметический блок работает в режиме с фиксированной запятой. При этом увеличивается динамический диапазон анализируемых сигналов. формула изобретения

И

Устройство для вычисления коэффициентов Фурье, содержащее регистры . действительной и мнимой частей первого и второго операндов, информационные входы которых являются входами устройства, а выходы соединены первой группой входов арифметического блока, вторая группа входов которого соединена с выходами регистров табличных коэффициентов, выходы арифметического блока являются выходами устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона сигналов, подвергаемых преобразованию Фурье, оно соМ держит элемент.ИЛИ и первый и второй послецовательно соединенные дополнительные регистры, причем входы элемента ИЛИ соединены с выходами устройства, выход элемента ИЛИ соединен со входом первого дополнительного регистра, выход второго дополнительного регистра соединен с управляющи-. ми входами регистров действительной и мнимой частей первого и второго операндов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 9 3881097, кл. 235155, 1972 °

2. Зарубежная радиоэлектроника, Р 2, 1969, с. 52, рис. 6.

648989

Редактор N. Рогова

Заказ 599/46

Составитель Л. Золотков

Текоед Н . Бабурка Корректор Л. Василина

Тираж 779 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра шская наб.< g. 4 5

Филиал ППП Патен, r. Ужгород, ул. Проектная, 4