Генератор дискретных функций уолша

 

«мрваюаа Ф фдыйМ 4аа, у Фв . :,6,а ЬИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<д 703797

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, с вид-ву (22) Заявлено 19.11.74 (21) 2076709/18-24 с присоединением заявки J% (51)М. Кл. (з 06 F 1/02

3Ъеуддрстееииый комитет

СССР ао делам изобретений н открытиЯ (23) Приоритет

Опубликовано 15.12,79. Бюллетень Ль 46 (53) УДК621.325 (088.8 ) Дата опубликования описания 17.12.79

Ф

Ю. М. Смирнов, Г, Н. Воробьев, E. С. Потапов и В. В. Сюзев (72) Авторы изобретения

Московское ордена Ленина и ордена Трудового Красного

Знамени Высшее техническое училище им. Н. Э. Баумана (71) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР ДИСКРЕТН61Х ФУНКЦИЙ УОЛША

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в аппаратуре спектрального анализа.

Известен генератор функций Уолша (ГФУ), содержащий генератор тактовых импульсов, zpyrmy из (1+ 1) триггеров, (4 tl 2) элемента И, (2п р 1) триг геров (11.

Известный ГФУ вырабатывает одйовре-ц менно все N=2 функций Уолша и, в случае последовательной обработки периодических сигналов, либо сигналов, представленных в форме, позволяющей многократное их воспроизведение (запись на магнитном носителе, табулирование в памяти. ЦВМ и т.д.), его использование приводит к большим аппаратурным затратам.

Наиболее близким техническим решени-ЗЗ ем к данному изобретению является гене- ратор дискретных функций Уолша, содержащий генератор тактовых импульсов и дво, ичный счетчик дискретного интервала (2), Недостатком его является то, что при восстановлении схтгнала по известному спектру, необходимо генерировать значение функций Уолша в конкретной точке, что можно достичь только последовательной подачей на вход счетчика числа импульсов, равного номеру заданной точки, это приводит к дополнительным аппаратурным затратам.

Целью изобретения является упрощение устройства и расширение его диапазона генерируемых функций. B изобретенном генераторе функций Уолша это достигается тем, что он содержит двоичный счетчик номера функций Уолша, группу элементов И, блок. свертки по модулю два, триггер, четыре управляющих элемента И и два элемента ИЛИ, причем выход генератора тактовых импульсов подключен к первым входам первого и второго управляющих элементов И, вторые входы которых подсоединены х соответствующим управляющим шинам, выход первого управляюще3, 703797 4 го алвмента И подключен к счетному вхо- записи информации параллельным кодам в ду счетчика дискретного интервала, а вы- счетчиках 2 и 4 позволяют обеспечи ь ход" второго уйравляющего элемента И под- работу генератора дискретных функций сббдййвн к первбму-входу первого алемен- Уолша в следующих четырех режимах. та ИЛИ, единичные выходы всех разря- 5 Х. Формирование всех М функций от дов счетчика дискретного интервала под-, %р до + q q на всем дискретном диапаключены к первым входам алвментов И зоне иэ определения, группы, а единичные выходы счетчика но- 2. Формирование одной конкретной функмвра функций Уолша подсоединены ко вто ции Уолша на всем дискретном интервале. рйм входам элементов И групцй, выходы t0 3. Последовательное формирование всех лша в одно конкретной дис которых подсоедйнейы ко входам блока N функций Уолша в одной к нк и свертки по модулю два, прямой и инверс- крвтной точка. нйй выходы блока свертки подключены со. 4. Формирование конкретной функции в ответственно ко входам записи нуля и еди- Фиксированной точке текущего времени. " "йй4й триггера, единичный выход старше- I5 Генератор дискретных функций Уолша го рааряда счетчика дискретного интерва- работает следующим образом.

" ла -подсоединен к первым входам третьего Первый режим устанавливается постуй g четвертого управляющих элементов И, лением из блока управления (БУ) раэре- втрфь4а входы которых подключены к соот- шающих единичных потенциалов на управ ветствующим управляющим шинам, причем о ляющие элементы 7 и 9 И соответственвыход тфетюго уйравляющего элеменга И но и запрещающих сигналов (нулввых уровподсоадинен к первому входу второго але- ней) на элементы 8 и 10 И. Сигналом мейта ИЛИ, а выход четвертого управляю обнуления, также поступающим из БУ, щего элемента И, подключен ко второму счетчики 2 и 4 устанавливаются в исховходу первого элемента ИЛИ, выход кото- йое нулевое состояние (шины обнуления

25 тся в исход»

-рого подсоединен к счетному входу счет- счетчиков на чертеже не показаны). чика номера функций Уолша, при атом вы В результате поразрядного логическо"ход старшего разряда счетчика номера го умножения нулевых содержимых счетчифункций Уолша подключен ко второму вхо ков 2 и 4 на группе иэ и элементов ду второго элемента ИЛИ. Зо 3 И и подсчета числа единиц в полученНа чертеже представлена блок-схема ном двоичном коде, выполняемого в бло генератора дискретных функций Уолша. ке 5 свертки по модулю два, триггер 6

Генератор дискретных функций Уолша едийичным пботвнциалом, поступающим с вюйяавт в себя генератор 1 тактовых им- инверсного выхода блока 5 свертки на пульсов, цразрядный двоичный счетчик 55 вход записи единицы устанавливается в

2 дискретного йнтервала, группу 3 из И единичное состояние. На единичном выхоэлемантов И, l1-разрядйый двоичйый "сдет дв 13 трйггера 6 появится единичный чик 4 номера функций Уолша, блок 5 . уровень, соответствующий значению нулесвертки по=модулю два, триггер 6, эле- вой функции Уолша в нулевой точке. В менты 7, 8, 9, 10 И, алемант 11 ИЛИ, следующем такте с выхода генератора 1 ," элемент 12 ИЛИ, единичный выход 13 . тактовых импульсов через открытый уп триггере 6,является выходом устройства. Равляющий элемент 7 на счетный вход

Группа 3 из И элементов И и блок счетчика 2 дискретного интервала посту5 свертки по модулю два выйжняют опе- пит" импульс, который увеличит содержирации поразрядного логического умноже- мое счетчика 2 до 1". Так как счетчик

" ния- содержимых разрядов счетчиков 2 и . 4 находится в нулевом состоянии, то блок дискретного ийтервала и номера функ- 5 свертки по модулю два не изменит сигций Уолша и подсчета четности единиц по» налы а триггер 6 не изменит своего солучанного двоичного числа. ниггер 6 стояйия и на его выходе останется вдираалйзует функции Уолша, причем в уст ничный потенциал, что соответствует знаройствв принято следующее правило соот- чению No(1> Подобным же образом бу-. ветствия: значению функции Уолша Равном дут в последующих тактах оформлены всв единице соответствует единичное состоя- остальные значения .нулевой ф у .ну ево функции Уол ние триггера 6 (единичный потенциал на ша до фо (М-3)

55 выходе 13), а нулевому значению функ- К атому моменту все разряды счетчик и уолша — нулевое: состояние триггера ка 2 будут находиться в единичном состо6. Управляющие элементы 7, 8, 9, 10 И,;: янин (Н= 2." ). С поступлением N го элементы 11, 12 ИЛИ и наличие входов тактового импульса из генера ор 1 з генератора, счетГенератор дискретных функций Уолша, содержащий генератор тактовых импульсов. и двоичный счетчик дискретного ин- . тервала, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства и расширения диапазона генерируемых функций, в него введены двоичный счетчик номера функций Уолша, группа алементов И, блок свертки по модупю два, триггер, четыре управляющих элемента И и два алемента

ИЛИ, причем выход генератора тактовых импульсов подключен к первым входам первого и второго управляющего алемен5 7037 чик 2 обнулится, а H& выходе старшего разряда счетчика 2 сформируется сигнал, который через открытый алемент 9 И и элемент 12 ИЛИ поступит на счетный вход счетчика 4 номера функций Уолша и 5 увеличит его содержимое на 1 . По окончании времени задержки на группе 3 из

tl э л еoм еoн т оoв ИH, блоке 5 свертки и триггере 6 Hà его вйходе сформируется значение функций +< (О). В последующих тактах будут генерироваться значения функции М1 {1 ) Описанная процедура будет аналогичным образом повторяться и далее, причем при каждом перейолпении

-счет яка 2 дискретного интервала; содер- 5 жимое счетчика 4 номера функции Услша будет увеличиваться на 1

После Й (М = 1)-ro импульса с так-, тового генератора 1 на выходе устройства 20 будет сформировано значение последней функции 4/ в точке (Н = 1), а все разряды обоих счетчиков установятся в единичное состояние. Поступивший с генератора 1 на счетный вход счетчика 2 следующий импульс обнулит счетчики 2 и

4, а с выхода старшего разряда счетчика

4 через элемент 11 в блок управления выдается сигнал о начале нового периода генерирования функций Уолша. Второй режим устанавливается поступлением из БУ разрешающих сигналов на входы элементов 7 и 8 И и запрещающих сигналов на входы элементов 9 и 10 И..

В первом такте работы устройства в данном режиме происходит обнуление счетчика 2 по сигналу из БУ и запись номера генерируемой функции Д. = ф в счетчик

4 по входам записи информации.

B дальнейшем генерация значений функций 4l+ (1) протекает так же, как s в первом режиме. С приходом К -го импульса с тактового генератора 1 сигнал переполнения.с выхода И-го разряда . счетчика 2 через открытый элемент 7 И и элемент 11 HIIH пойдет в БУ как сигнал начала нового периода генерации функции %lд °

Третий режим, задается установкой из

БУ на входах элементов 8, 9, 10 И за50 пирающих сигналов, а на входе элемента

10 И-открывающего потенциала. В первом такте счетчик 4 обнуляется, а на счетчик

2 по входам записи заносится параллель55 ным кодом двоичный эквивалент требуемой точки дискретного интервала 1= k u на выходе 13.формируется значенйе нулевой функции Уолша %ОЖ В последующих

97 6 тактах работы устройства тактовые импульсы с генератора 1 пройдут через открытый элемент 10 И и элемент 12 ИЛИ сразу на счетный вход счетчика 4 и станут изменять его содержимое от 0 до

N-1, в то время как содержимое счетчика 2 останется без изменения. Генератор дискретных функций Уолша будет генерировать значения всех функций % (в заданной точке К.М -ый тактовый импульс обнулит содержимое счетчика 4 и с выхо» да р --го старшего разряда счетчика 4 через элемент 11 ИЛИ пройдет сигнал о начале генерации следующей серии функций. йля установки четвертого режима работы устройства из БУ на все управляющие элементы И подаются запрещающие потенциалы. Номер генерируемой функции и точка дискретного интервала, в которой данная функций Уолша определяется, записывается параллельным кодом в счетчики

4 и 2. Результат, как и прежде, на выходе 13.

Поскольку для реализации одной схемы сумматора по модулю два требуется два элемента И, два элемента НЕ и один элемент ИЛИ, а реализация одного разряда двоичного счетчика на основе OК-триггера выполняется на четырех алемептах

И-HE и четырех элементах ИЛИ, то 00пользование изобретенного устройства позволяет сократить общие аппаратурные затраты в

5 2 - l1 - 1 ) з . (4и+9

Возможность работы изобретенного генератора функций Уолша в четырех ре..кимах позволяет использовать его в спектроанализаторах различных назначений и кон ст рук ци й.

Формула и зоб рот ения с

7037 тов И, вторые входы которых подсоединены к соответстЬующим управляющим шинам, выход первого управляющего элемента И подключен к счетному входу счетчика дискретного интервала, а выход второго управляющего элемента И подсоединен к первому входу первого элемента ИЛИ, едийичные выходы всех разрядов счетчика дйскретного интервала подключены к первым входам элементов И группы, а единнчные выходы счетчика номера функций

Уолшв подсоединены ко вторым входам элементов И группы, выходы которых под " """сбедйнены ко входам блока свертки по модулю два, прямой и инверсный выходы блока свертки подключены соответственно ко входам записи нуля и единицы триггера, единичный выход старшего разряда с етчика дискретного интервала подсоединен к первым входам третьего и четвер"того управляющйх элементов И, вторые

97 входы которых подключены к соответствующим управляющим шинам, причем выход третьего управляющего элемента И под соединен к первому входу второго элемента HJIH, в выход четвертого управляющего элемента И подключен ко второму входу первого элемента ИЛИ, выход которого подсоединен к счетному входу счетчика номера функций Уолша, при этом выход старшего разряда счетчика номера функций Уолша подключен к второму входу второго элемента ИЛИ.

Источники информации, принятые Во внимание при экспертизе

1, Бессветтер К. "Генерирование функций Уолша". Зарубежная радиоэлектрикв", М 11, 1972, с. 77, рис. 6.

2. Авторское свидетельство СССР

М 221757, кл. 6 06 7/26, 1967 (прототип ).

Составитель В. Жуков

Редактор М, Минаев Техред М, Келемеш Корректор Я. Веселовская

Заказ 7813/41 Тираж 780 Подпи сное

ЫНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская нвб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4