Устройство для быстрого преобразования фурье

 

Сеюз Советским

Сециенистичесннх

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<я656070 (63) Дополнительное к авт. свид-ву(22) ЗаЯвлено 190477 (2l) 2479112/18-24 с присоединением заявки И (23) Приоритет—

{5%) М. Кл.

606 F 18/34

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК681.325 (088. 8) Опубликовано 050479. Бюллетень ¹13

Дата опубликования описания 0504.79 (72) Авторы изобретения

В.Д. Гусев и В.Н.Иорозов

Специальное конструкторское бюро Виброприбор

{ 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЫСТРОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ФУРЬЕ

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в процессорах для спектрально-корреляционного анализа сигналов.

Известно устройство для быстрого преобразования Фурье, содержащее регистры реальной и мнимой части комплексного весового коэффициента, регистры вещественной и мнимой части © первого числа, четыре множительных блока, шесть одноразрядных комбинационных сумматоров и регистры реальной и мнимой части второго числа (1).

Однако, это устройство требует большого количества оборудования.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство, которое, как и данное устройство, содержит множительные блоки, первые входы первых двух из которых подключены к соответствующим входам задания постоянных коэффициентов устройства, а вторые входы этих блоков подключены соответственно ко входам вещественной и мнимой части первого комплексного числа устройства, сумматоры и регистры 12

Однако, это устройство является сложным.

Цель изобретения — упрощение устройства.

Указанная цель достигается тем, что устройство содержит два сумматора-вычитателя, первые входы которых подключены соответственно ко входам вещественной и мнимой части второго комплексного числа устройства, а выходы этих блоков соединены со входами соответствующих регистров, выходы которых являются выходами устройства, входы вещественной и мнимой части первого комплексного числа устройства и входы заданияпостоянных коэффициентов устройства соединены соответственно со входами первого и второго сумматоров, выходы которых соединены со входами третьего множительного блока, выход которого соединен с первыми входами третьего и четвертого сумматоров, вторые входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго множительного блока, а выходы третьего и четвертого сумматоров соединены со входами соответствующих сумматоров-вычитателей.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства для быстрого преобразования Фурье; на фиг.2 приведена

656070 4 блок-схема одного разряда суммато-" ра-вычитателя.

Устройство содержит сумматоры 1 и 2, множительные блоки 3, 4 и 5, сумматоры 6 и 7, сумматоры-вычитатели 8 и 9, регистры 10-13, входы

14 и 15 вещественной и мнимой части первого комплексного числа, входы

16 и 17 задания постоянных коэффициентов, входы 18 и 19 вещественной и мнимой части второго комплексного числа и выходы 20-23 10

Один разряд сумматора-вычитателя

9 (или 8) содержит суммирующий разряд 24, двоичный вычитатель 25, входы 26 и 27 разрядов чисел а и в, представленных парафазно, входы 28 и

29 перенсса из предыдущего разряда, выходы 30 и 31, выходы 32 и 33 переноса в следующий разряд, выходы

34 и 35 переноса в следующий разряд и входы 36 и 37 переноса из предыдущего разряда.

Суммирующий разряд 24 содержит сумматор 38 по модулю 2 и двоичный сумматор 39.

Устройство работает следующим образом. На s-ой итерации на входы

14 и 15 падается число В, а на входы 18 и 19 число А>, где

В =4 -В 4. 30

1<4 1 1 4<

W — значение текущего тригонометри1 .ческого множителя. На входы 16 и 17 подаются числа

Rew„+ +Хп w„., 35

Re ХЧ„- Jrn%t„.

Сумматор 1 вычисляет

ReB„+ ЛвЭ„, Сумматор 2 выделяет вещественную

40 часть тригонометрического множителя °

Получающееся при этом выражение

2ReW на выходе сумматора 2 поступает на вход множительного блока 4 в виде ReW, так как сдвигается впра45 во на один разряд. Этот сдвиг выполняется конструктивно: второй разряд выхода сумматора 2 соединен с первым разрядом входа блока 4, соответственно третий разряд соединен со вторым, четвертый — с третьим и т.д.

Таким образом, на входы множительных блоков 3, 4 и 5 поступают для перемножения соответственно следующие пары чисел: 55

Re N+ Хю% и ЙеВ„, Res,+Ъ В; и яеЭ, ReW- 7m N < TrnВ;.

На выходах блоков 3,4 и 5 образуются произведения в соответствии с выражениями (яеж у п Ю )яеВ„. =Re 8,. Rem i Re B„"E%, (4)

Полученные величины обрабатываются сумматорами 6 и 7, работающими в режиме вычитания. Сумматор 6 производит вычитание выражения (1) из (2), при этом на его выходе образуется сумма вВ-Rew-ReS x w <4) образуется, например, на левом его выходе и фиксируется регистром 10.

Тогда у, A,.— и Es„-ч 1= Тп Ь;+.< образуется на правом его выходе и заносится в регистр li. Аналогично для (5), которое является вещественной частью произведения В;.Ф (т.е.

ReÏ .;w):), получаем на левом выходе блока 9- Re A„. + Не 1 В; % = е" 1+ (эта величина запоминается регистром 12), а на правом выходе блока 9-йеА,-не(Врч)=йе,З;,„(регистр 13) .

Из фиг.2 следует, что применение сумматора-вычитателя 8 (9) для одновременного получения суммы (а+в) и разности (а-в) выгодней применения двух отдельных сумматоров, так как в последнем случае сумматоры наполовину дублируют друг друга, выполняя идентичную операцию, — суммирование по модулю. 2 . Например, в блоке 8 суммирующий разряд 24 есть, по существу, один из таких сумматоров. Двоичный вычитатель 25, расширяющий функцию сумматора и содержащий всего два двухвходовых элемента И, два элемента ИЛИ и инвертор, есть незначительная добавка, позволяющая совместить функцию двух сумматоров в одном сумматоревычитателе.

Формула изобретения

Устройство для быстрого преобразования Фурье, содержащее множительные блоки, первые входы первых двух из которых подключены к соответствующим входам задания постоянных коэффициентов устройства, а вторые входы этих блоков подключены соответственно ко входам вещественСУ тор 7 производит вь и выражения (3) из (2), при этом на его выходе образуется сумма

Re t:В„- и) = ReВ Reю+ XmВ Xrn 4!. <5)

Поскольку (4) есть мнимая часть произведения первого комплексного числа В на комплексный тригонометрический множитель W т.е. Хв(В; ° W), она должна просуммироваться со знаками )- и - с мнимой частью второго комплексного числа А, что и выполняет сумматор-вычитатель 8, Сумма

Ъ A„т (и„"м 3 = Хп А .+1

656070

М 17 ной и мнимой части первого комплексного числа устройства, сумматоры и регистры, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит два сумматора-вычитателя, первые входы которых под ключены соответственно ко входам ве-. щественной и мнимой части второго комплексного числа устройства, а выходы этих блоков соединены со входами соответствующих регистров, выходы которых являются выходами устройства, входы вещественной и ,мнимой части первого комплексного числа устройства и входы задания постоянных коэффициентов устройства соединены соответственно со входами первого и второго сумматоров, выходы которых соединены со входами третьего множительного блока, вы-. ход которого соединен с перными входами третьего и четвертого сумматоров, вторые входы которых подключены соответственно к выходам

Ь первого и второго множительного блока, а выходы третьего и четвертого сумматоров соединены со входамн соответствующих сумматоров-вычитателей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. авторское свидетельство СССР

9 480079, кл. G06 F 15/34, 1973.

2. авторское свидетельство СССР

9 421994, кл. 906 F 15/34, 1971.

6 6070 гв гу

N У7

А>г

Составитель Г.Сорокин

Редактор С.Равве Текред H.ÁàáÓÐKà Корректор Д.Мельниченко

Заказ 1528/40 Тираж 779 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва й-35 Раушская наб. д.4/5

Филиал ППП Патент,г.ужгород, ул.Проектная,4