Генератор ортогональных сигналов Советский патент 1984 года по МПК G06F1/02 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах, предназначенных для цифровой обработ ки сигналов. Известно устройство, которое может быть использовано для формирования N ортогональных сигналов, содержащее {N -1) пере.ключателей, (N -1) регистров сдвига и (N-1)линий задержек Cl. Однако известное устройство отличается большой аппаратурной избыточностью и сложностью схем переключения. Наиболее близким техническим реше нием к изобретению является генератор ортогональных сигналов, содержащий генератор тактов, счетчик дискретного интервала, счетчик номера функций Уолша, группу элементов И, сумматор по модулю два, триггер, причем единичные выходы всех разрядов счетчика дискретного интервала подключены к первым входам элементов И, а единичные выходы счетчика номера функций Уолша подключены ко вторым входам элементов И, выходы которых соединены со входами сумматора по модулю два, выход которого соединен со входом триггера 2J, Недостатком этого генератора явля ется его сложность. Цель изобретения - упрощение гене ратора ортогональных сигналов. Поставленная цель достигается тем, что генератор ортогональных сиг налов, содержащий генератор тактов, первый и второй счетчики, группу эле ментов И, сумматор по модулю два и триггер, причем выход генератора так тов подключен ко входу первого счетчика, выходы элементо.в И подключены ко входам сумматора по модулю два, выход которого подключен к счетному входу триггера, содержит регистр величины сдвига функции Уолша, регистр величины сдвига номера.функции Уолша делитель частоты, два блока поразряд ного суммирования по людулю два и блок преобразования прямого кода в инверсный, причем ВЕЛХОДЫ разрядов первого счетчика и регистра величины сдвига функции Уолша подключены соответственно к первой и второй группам входов первого блока поразрядного суммирования по модулю два, выход переполнения первого счетчика через 000 001 010 Oil 10 ©0000 Oil oil oil oil oi

0 0 1

oil

000

010 iB качестве составного сигнала в изобретении берется сигнал длины N, сформированный из функции. Уолша пол- 5

1 1 0

1 0

111

1 0 0 делитель частоты подключен ко входу второго счетчика, выходы разрядов второго счетчика и регистра величины сдвига номера функции Уолша подключены соответственно к первой и второй группам входов второго блока поразрядного суммирования по модулю два, выходы одноименных разрядов первого и второго блоков поразрядного суммирования по модулю два через соответствующие элементы И подключены ко входам сумматора по модулю два, выход триггера подключен к информационному входу блока преобразования прямого кода в инверсный, управляющий вход и выход которого являются соответственно управляющим входом задания вида генерируемой последовательности и выходом генератора ортогональных сигналов, На чертеже представлена функциональная схема генератора ортогональных сигналов. Он содержит генератор тактов 1, регистр 2 величины сдвига функции Уолша, счетчик 3, блоки 4, 5 поразрядного суммирования по модулю два, группу 6 элементов И, счетчик 7, регистр 8 величины сдвига номера функции Уолша, делитель частоты 9, сумматор по модулю два 10, триггер 11, блок 12 преобразования прямого кода в инверсный, В основе формирования ортогональных сигналов в -изобретении лежит диадный сдвиг составного сигнала. Алгоритм диадНого сдвига последовательности из восьми элементов следующийДля получения диадно двинутой последовательности необходимо порядковый номер каждого элемента исходной последовательности, записанный в двоичной форме, сложить по модулю два с величиной диадного сдвига, записанной также в двоичной форме. Ниже приведен пример диадного сдвига на три последовательности из восьми элементов 0 101 llOilll 000 0 1 1 l oil Oil ной систегиъ размера (Eoi N(2-«)i Составной сигнал строится путем 4-кратного повторения каждой Функции, записанной в виде последовательнос знаков, с обязательной инверсией функции при одном из 4-х повторени Составной сигнал длины N 16 из полной системы функций Уолша разме п 2 имеет вид + + + + + + -- + - + - + -- + Диадный сдвиг этого сигнала дает 16 ортогональных сигналов 0: ++++++--+-+-+--+ 1: + + + + + + --- + - + - + + 2: + + + + -- + + + - + --++3: + + + + -.- + + - + - + + -- + 4: ++--+++++--++-+5: ++--++++-++--+-+ 6: -- + 4- + + + + - + + - + - + 7:-- + + + + + + + -- + - + -+ 8: +- + - + -- + + + + + + + -9: -+-+-++-++++++-10:+ - + -- + + - + + + + -- + + 11:-+-++--+++++--++ 12:+ --++-+-++--++++ 13:- + + -- + - + + +-- + + + + 14: -+ + - + -+--- + + + + + + 15:+-- + - + -. + --+ + + + + + Величина диадного сдвига равна порядковому номеру соответствующего ортогонального сигнала. При этом ес ли порядковый номер записать в двоичной форме, то К младших разрядов номера, где (с - всх определяют диадный сдвиг элементов внутри функ ции Уолша. Единица в (K+l) и (К+2) разрядах означает смену места инвер сии функций Уолша в диадносдвинутом составном сигнале. Значения же двоичных разрядов номера, начиная с (К+3) и старше, определяют величину диадного сдвига самих функций Уолша составного сигнала. Форг шрование функций Уолша в пре лагаемом генераторе основано на поразрядном умножении значений дискре ного интервала на порядковый номер функции Уолша и свертки этого произ дения по модулю два. Диадный сдвиг составного сигнала можно осуществить, если к значениям дискретного интервала и порядковым номерам функци-й Уолша прибавить по модулю два соответствующую величину диадного сдвига, записанную в двоичной форме. При этом к значениям дискретного интервала прибавляются по модулю два К младших разрядов величины диадного сдвига, а к порядковому номеру функции Уолша прибавляются старшие, начиная с (К+3), разряды двоичного представления величины диадного сдвига. Генератор ортогональных сигналов работает следующим образом. В исходном состоянии счетчик 3 (аргумента), делитель 8 (на четыре), счетчик 7 {номера-функции Уолш) находятся в состоянии все единицы. В регистре 2 и в регистре 8 записаны соответственно значения величины диадного сдвига элементов функции Уолша и величины диадного сдвига самих функций Уолша. Первый тактовый импульс, поступающий с выхода генератора 1 тактов на счетный вход счетчика 3, переводит счетчик 3, делитель 9 (на четыре) и счетчик 7 в нулевое состояние. Нулевое состояние счетчика 3 и величина диадного сдвига элементов функции Уолша, записанная в регистре 2, поразрядно складываются по модулю два Б блоке 4. В результате образуется значение дискретного интервала, с которого начинает формироваться диадносдвинутый составной сигнал. Нулевое состояние счетчика 7 поразрядно Складывается по модулю два в блоке 5 с величиной диадного сдвига функций Уолша, записанной в регистре 8. В результате получается номер функции Уолша, являющийся первой в формируемом ортогональном сигнале. Содержимое блоков 4 и 5 поразрядно перемножается на элементах И группы 6. В сумматоре 10 по модулю два полученные произведения складываются по модулю два и результат сложения определяет состояние триггера 11, выходной сигнал триггера 11 череэ блок 12 преобразования прямого кода в инверсный поступает на выход устройства как первое значение функции Уолша, с которой начинается формируемый ортогональный сигнал. Второй тактовый импульс увеличивает содержимое счетчика 3 на единицу. При этом содержимое счетчика 7 не изменяется. Этим обеспечивается формирование очередного значения дискретного интервала при неизменном номере функции Уолша. Аналогичным образом в течение П тактов формируются все значения первой функции Уолша. На (п +1) такте счетчик 3 переходит в нулевое состояние, в делителе 9 записывается единица, счетчик 7 остается в нyлeвo. состоянии. Таким образом, начинается повторное формирование первой функ5-10ции Уолша. Далее эта функция повторяется третий и четвертый раз. На (4р +1) такте счетчик 3 и делитель 9 переходят в нулевое состояние, а в счетчике 7 записывается первая единии а.,. которая определяет номер второй функции Уолша, Начнется 4-кратное формирование значений второй функции Уолша, после чего в счетчик 7 эаг1йсываётся вторая единица и формируется номер третьей функции Уолша. Итак, в течение, N тактов формируется полностью ортогональный сигнал. На последнем 4п2 такте счетчики 3 и 7, делитель 9 переходят в состояние все единицы. Со следующего такта начинается повторное формирование ортогонального сигнала, если в регистрах 2 и 8 не сменить величину диадного сдвига. Инверсия функций Уолша происходит в блоке 12 при подаче на управляющий вход сигнала инверсии согласно алгоритму диадного сдвига. Упрощение конструкции данного генератора по сравнению с прототипом достигнуто благодаря вдвое меньшей разрядности используемых регистров, сумматора по модулю два и числа элементов И.

ГЕНЕРАТОР ОРТОГОНАЛЬНЫХ СИГНАЛОВ, содержащий генератор тактов, первый и второй счетчики, группу элементов И, сумматор по модулю два и триггер, причем выход генератора тактов подключен к входу первого счетчика, выходы элементов И подключены к входам сумматора по модулю два, выход которого подключен к счетному входу триггера, о т л и ч а ющ и и с я тем,что, с целью упрощения конструкции генератора ортогональных сигналов, он содержит регистр величины сдвига функции Уолша, регистр величины сдвига номера функции Уолша, делитель частоты, два блока поразрядного суммирования по модулю два и блок преобразования прямого кода в инверсный, причем выходы разрядов первого счетчика и регистра величины сдвига функции Уолша подключены соответственно к первой и второй группам входов первого блока поразрядного суммирования по модулю два, выход переполнения первого счетчика через делитель частоты подключен к входу второго счетчика, выходы разрядов второго счетчика и регистра величины сдвига номера функции Уолша подключены соответственно к первой и второй группам входов второго блока поразрядного суммирования по модулю два, выходы одноименных разрядов § первого и второго блоков поразрядно- (Л го суммирования по модулю два через соответствующие элементы И подключены к входам сумматора по модулю два, выход триггера подключен к информационному входу блока преобразо- g вания прямого кода в инверсный, управляющий вход и выход которого являются соответственно управляющим входом задания вида генерируемой пос ледовательности и выходом генератора со ортогональных сигналов. 1 О5 а: