Генератор дискретных функций

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 060478 (21) 2601562/18-24 с присоединением заявки Мо (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 070780.6 a>eTe» "@ 25

Дата опубликования описания 07.0780 (72) Авторы изобретения

А. Я. Шпильберг, В. И. Нестеренко, Г. С. Агроник и Ю. Кроне (71) Заявитель

Харьковский политехнический институт (54) ГЕНЕРАТОР ДИСКРЕТНЫХ ФУНКЦИЙ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, и предназначено для генерирования дискретных функций и может найти применение при создании систем управления раз- 5 личными процессами, а также при разработке устройств для генерирования сигналон дискретных функций.

Известны устройства для генерирования дискретных функций, которые 10 построены на базе сднигоного регист-, ра с обратной; связью и предназначены для генерирования узкого класса сигналов, а именно псевдослучайных сигналов (1) . 15

Более близким к предложенному является генератор дискретных функций, включающий устройство для решения линейных над полем действительных чисел однородных разностных уравнений, 20 состоящие из последовательно соединенных элементов памяти, выходы которых через блоки весовых коэффициентов подсоединены к входам суммирующего устройстна, выход которого, соединен-25 ный со входом перного элемента памяти, позволяет генерировать сравнительно узкий класс сигналов, являющихся решениями линейных однородных разностных уравнений (2) . 30

Целью изобретения является расширение класса генерируемых функций за счет генерирования функций псевдослучайных стационарных процессов, нестационарных процессов, периодичеоких и непериодических функций над полем действительных чисел периодических двоичных функций.

Эта цель достигается тем, что в генератор дискретных функций, содержащий первую группу элементов памяти, блоки весовых коэффициентов и сумматор, причем элементы памяти первой группы соединены последовательно, а их выходы подключены ко входам соответствующих блоков весовых коэффициентов, выходы которых соединены с соответствующими входами сумматора, выход которого соединен со входом первого элемента памяти первой группы, введены, потенциирующий преобразователь, умножитель, вторую группу 1Элементов памяти и сумматор по модулю

2, причем выход сумматора подключен ко входу потенциирующего преобразователя, ныход которого соединен с первым входом умножителя, второй вход которого подсоединен к выходу сумматора по модулю два и входу первого элемента памяти второй группы, эле74 64-77 менты памяти второй группы соединены последовательно, а их выходы подключены к соответствующим входам сумматора по модулю два, а выход умножителя

-является выходом генератора.

Схема предлагаемого(устройства представлена на (чертеже

Предлагаемый генератор состоит из устройства 1, предназначенного для решения линейных над полем действительных чисел однородных раэностных . уравнений, линейной последовательностной машины 2, предназначенной для решения линейных над полем QF(2) однородных разностных уравнений, по-. тенциирующего преобразователя 3, знакового умножителя 4. 15 ,Устройство 1 образовано последовательно соединенными элементами 5,6,7 памяти, выходы которых через блоки 8, 9,10 весовых коэффициентов подсоединены к входам суммирующего, устройства 39

ll Выход сумматора соединен с входом первого элемента памяти, образуя »1впв обратной связи, и одновременно является выходом 12 устройства 1 °

Линейная последовательностная машина 2 состоит из сдвигового регистра, образова«нкого элементами 13,14, 15 памяти с двумя. устойчивыми состояниями (например, тригге«раМиj,"« в«ыходы которых подключены к сумматору 16 по модулю два. Выход сумматора соединен со входом первого элемента 13 памяти, образуя цепь обратной связи, и одновременно является выходом 17 устройства 2.

Выход 12 устройства 1 соединен со входом преобразователя 3, а выход последнего подключен к первому входу умножителя 4, второй вход которого связан с выходом 17 линейной последовательностной мамины 2. 4О

Работа устройства основана на решении .нелинейного мультипликативного однородного раэностного уравнения

ll к. 1.

Х (»). () (y (» -j 1) > (1)

45 с начальными условиями x(-j) = х ;

3 — 1,2,...n, 1 = 0,1,2,... - номер такта;

Kj - йоказатель степени (рациональное число), может быть равным нулю. 50

Рассмотрим случай ненулевых начальных условий х> ф 0 для всех,j

В таком случае (1) можно предста-: вить в виде

«()-(.П t«Üâ(«(t-() ).(П «tgtt («(- ) ).ta>. и

В уравнений (2) первый сомножи-. тель в квадратных скобках определяет абсолютную величину xfij, а второйее знак, т.е. (1) распадается на два независимых уравнения аЬь x(»)=.П аЬБ(хt»-j))

)-1 и .. y

g»gn xj»j" П 5»ДП (х (»-jj) и (-4) 65 ,(=1

При х:,(-j} 1 для j 1,2, ...,n решение (1) определяется только урав нением (4) и является телеграфным сигналом, применяющим два значения.

Логарифмируя (3), получим линейное однородное раэностиов уравнение относительно Ь аЬе х(» )

8n ebs xj»j -",KKjkn аЬв $»-j j 5)

)=1

Как известно, решение уравнения определяется корнями характеристического уравнения.. и: .Z ; .0 (6)

)аО

Если {6) имеет a " действительных корней, простых b различных действительйых корней кратности 7, »x, - пар комплексных сопряженных корней, то решение (5) имеет вид

»-1

ЬОЬьх(») » (: я +Q (Qc»j )д»».

Ь1

)»

+Е p)(c(

1 И где (C>, С С " коэффициенты,,зависящие от начальййх условий, Я,М» - амплитуда и частота гармонической составляющей, корни характеристического уравнения.

Из (7) нетрудно найти

abs х(») =ехр(ь» > (11 (8)

Выражение (4) определяет зйак величины х(17

Рассмотрим (4 )

Пусть упри(х(»-jl) О

Y (»-)1 -(5»йп (Х »-j))

gj

-(()p(»(xt»-»1) 0

Тогда н И=п >(» д

»=1

Введем новую nepeMeHHyto

v (-j)=,(."())) (9) (10) такую, что

v (t-j)c(l,0)при 1 (i-j)c(-l,l), Иэ {9) и (10) имеем

Y (<7 2 Y (t-j7; (mad 2) ,) 1

Линейное над полем GF (2) разностное уравнение (11) позволяет определить знак величины x(i) и может быть реа диеовано с помощью лкнейной последо зателыпэстной машины.

746477

Устройство работает следующим образок.

Сначала в элементах 5,6,7 памяти устройства 1 и 13,14,15 линейно последовательностной машины 2 производит- . ся установка начальных условий 5

8пОЪя x(j l sin и х(j J°.

Затем оба устройства, работая синхронно, генерируют на своих выходах

12 и 17 сигналы 1п abs x(1) (выход 12) и (5) и (1.1) соответственно. В процес- о се работы в элементах 5,6,7 памяти и регистре линейной последовательностной машины (элементы 13,14,15) осуществляется сдвиг информации вправо.

Таким образом в такте 1 в ячейках

5,6,7 записаны величины

1п abs х -k), Ь abs x(-2 (,..., fn abs х(1 — п), а в ячейках 13,14,15

sip n x (1-1), si g n х (1-2), ° ° °, sip n x (i —. n)

В соответствии с (5) и (11) на выходах сумматоров 8 и 15 имеем

Епabe x(1) и sign x(iJ, которые в

+ 1 такте записываются в освободившиеся в результате сдвига ячейки 5 и 13 соответственно. Сигнал Рп оЬв x(1) поступает также в потенциирующий пре" образователь 3, где в соответствии с уравнением (8) преобразуется в аbs x(1) и поступает на первый вход знакового умножителя 4, на второй вход которого поступает "сигнал

sign x(1) с выхода 17 линейной последовательностной машины 2. На выходе

18 знакового умножителя имеем выходной сигнал устройства

x(i) = abc х Я 5 gn > (<), причем

obs (if при sign х (i) О

OILS x (i) при sign х (i) 3

Предлагаемое устройство позволяет генерировать сигналы, являющиеся реше-4 ниями линейных над полем действительных чисел и над полем GF (2) однород" ных разностных уравнений, а также сигналы, являющиеся решениями нелинейных мультипликативных однородных разностных уравнений, за счет чего происходит значительное расширение классов генерируемых сигналов.

Таким образом, устройство позволяет генерировать псевдослучайные стационарные процессы, псевдослучайные нестационарные процессы, периодичес- . кие и непериодические функции над полем действительных чисел, периодические сигналы над полем GF (2) (телеграфные сигналы).

При этом, внутри каждого класса возможен широкий выбор конкретных параметров сигналов с помощью соответствующего выбора порядка уравнения, начальных условий и коэффициентов °

Формула изобретения

Генератор дискретных функций, содержащий первую группу элементов памяти, алоки весовых коэффициентов и сумма тор, причем элементы памяти первой руппы соединены последовательно, а их выходы подключены ко входам соответствующих блоков весовых коэффициентов, выходы которых соединены с соответствующимй входами сумматора, выход которого соединен со входом первого элемента памяти первой группы, отличающийся тем, 4то, с целью расширения класса гейе рируемых функций за счет генерирования функций псевдослучайных стационарных процессов, нестационарных процессов, периодических и непериодических функций над полем действительных чисел, периодических двоичных функций, он содержит потенциирующий преобразователь, умножитель, вторую группу элементов памяти и сумматор по модулю два, причем выход сумматора подключен ко входу потенциирующего . преобразователя, выход которого соединен с первым входом умножителя, второй вход которого подсоединен к выходу .сумматора по модулю два и входу первого элемента памяти второй группы, элементы памяти второй группы соединены последовательно, la их выходы подключены к соответствующим входам сумматора по модулю 2, а выход умножителя является выходом генератора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

Р 436340, кл. G Об F 1/02, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 219914, кл. G 06 F 1/02, 1966 . (прототип).

74б477 (py од,у И Д

Составитель В.Субботин

Техред М. Кузьма Корректор М.Демчик

Редактор И. Ковальчук

Подписное филиал ППП Патент, г. Ужгород. Ул. Проектная, 4

Заказ 4103/17 Тираж 751

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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