Анализатор спектра Уолша Советский патент 1984 года по МПК G06F17/14 G01R23/16 

Ьд

of Изобретение относится к вычислительной технике и обработке информа ции и может быть использовано в сис мах передачи данных. Известно устройство для вычисления коэффициентов преобразования Уолша, содержащее log2N ступеней единичного преобразования, каждая и ступеней содержит регистр сдвига,вх и выход которого соединен с входами сумматора-в ьнислителя,отдельных груп элементов и блок управления Cl. Однако данное устройство сложно в конструктивном отношении. Наиболее близким к изобретению является устройство для ортогонального разделения, содержащее генератор функций Уолша, умножителей знака и 2 интеграторов, выходы которых являются выходами устройства, а входы подключены к выходам соответствующих умножителей знака 25. Однако известное .устройство сложно по конструкции. Цель изобретения - упрощение конструкции анализатора спектра Уолша. Поставленная цель достигается тем, что анализатор спектра Уолша, содержащий m-разрядный двоичный счетчик, тактовый вход которого является тактовым входом анализатора, N интеграторов (N 2 ), выход i-ro ( i I,N) интегратора является i-ым информационным выходом анализатора, содержит m групп умножителей знака, 2 умножителей знака в j-й группе, причем выход k-ro ( 1 2 ) умножителя знака .j-й ( j 1 ,) группы подключен к первому входу (21t-1)i 2 j- )-го ( 2 j4-1,rn) умножителя знака 1-отл группы и входу {(2V. -1) х ) -го интегратора, выход k-ro ( k 1, умножителя знака т-Ьй группы подключен к входу (2k-1)-ro интегратора, первый вход умножителя знака первой группы соединенс первым входом ()-го умножителя знака С-го ( . 2,т) группы и является информационным входом анализатора, выход 1-го разряда m-разрядного двоичного счетчика под1слючен к второ му входу k-го (k 1,) умножителя знака i-ой группы. .На чертеже представлена структурная схема анализатора спектра Уолша. Анализатор спектра содержит (tnразрядный) двоичный счетчик 1, m групп 2 умножителей знака, по 2 ( 1 ,т) умножителей 3 знака, в 6 каждой группе N интеграторов 4, вход 5 является информационным входом анализатора, а вход 6 является его тактовым входом. Анализатор спектра работает следующим образом. . На входы 5 и 6 одновременно, подаются исследуемый сигнал и тактовые импульсы, поступающие соответственно на входы групп-счетчика 2 и счетчика 1 .С выходов счетчика 1 соответственно снимаются сигналы Радемахера R .поступающие на вторые входы умножителей 3 знака группы 2. При этом, учитывая соединения умножителей 3 знака группы 2, разрядов счетчика 1 и интегратора 4, в момент времени сигналы интеграторов 4, поступающие на выходы, окажутся соответственно пропорциональными коэффициентам .. В известных конструкциях анализаторов спектра Уолша, используемых, например, в многоканальных системах для ортогонального разделения каналов, содержится генератор сигналов Уолша, блок умножителей знака и блок интеграторов. Анализируемый сигнал X(t) поступает на первые входы знаковых перемножителей, на вторые входы которых пода1отся сигналы Уолша Wj(t)yx ( 1 1,2N-1), снимаемые с выходов генераторов сигналов Уолша. Текущие значения произведений исследуемого сигнала и сигналов Уолша интегрируются на заданном интервале времени (о,т) в блоке интеграторов, выходные сигналы которого в момент времени t Т оказываются пропорциональными спектральным коэффициентам С,С,0, , .., преобразования Уолша. C,- jX(t)W(t|olt . (1), (UO,...N-1 Предлагаемый анализатор спектра Уолша требует для своей реализации Ц(т), (2) умножителей знака и: L2(m)2 нтеграторов. Анализ конструкции прототипа и его налогов показал, что основной прииной их конструктивной сложности вляется попытка реализовать про3цесс вычислений, в соответствии с системой уравнения (1). . В соответствии с (1) процесс вычисления спектральных коэффициентов в прототипе распадается на следующие этапы. На первом этапе множество сигналов Радемахера КЛ (,N-1 ) преобразуется в множество сигналов Уолша(ЛЛ ( )- О, N-1 ), а затем преобразуется во множество сигналов (г о;м-1 )j где X - анализируемый сигнал. На третьем этапе множество сигналов XWj (j 0,N-i ) преобразуется во мно жество спектральных коэффициентов Cj-yt-j O.N-i ). В изобретении предлагается использовать иной подход к процессу вьиисления спектральных коэффициентов Уолша, который также состоит из трех этапов. На первом этапе множество сйгналов Радемахера G-O, m ) преобразуется BO множество сихналов tXR(,m). Ha втором этапе сигналы ХЯ;и в o,m ) преобразуются в сигналы XW;(j 6,N-i). На третьем этапе множество сигналов Х«Ч(,Н-1 преобразуется во множество спектральных коэффициенTOB C:J(j 0,N-1 ) . Из сравнения т в чО ТЧ1ГЧ-ПГ ТЛ rt известного и предлагаемого процессов вычисления спектральных коэффициенто Уолша следует, что об|цим из них является только третий этап. Третий этап вычислений спектральных коэффициентов производится блоком интеграторов, содержащим 2 автономных интеграторов. Предлагаемый процесс вычисления спектральных коэффициентов реализует следующую систему уравнений: 26 X(t)R..lt)Jt , x()«., xw«,(tiRatio t, I I Cn-i XCt1R(t|R(t),....R(t)dt. которая с формальной точки зрения тождественна системе (1). Системы уравнений (1) н (7) обраг зуют множества, отличающиеся друг от друга лишь порядком размещения спектральных коэффициентов. В прототипе для реализацю первого и второго этапов известного процесса вычислений используКУГ соответственно (логический) блок умножителей знака, входящий в состав генератора сигналов Уолша, и отдельньШ блок умножителей знака, осуществляющий перемножение входного сигнала X(i) и сигналов Уолща ГVjJ(,N-i), В предлагаемом анализаторе спектра, реализующем описанный процесс вычисления, для выполнения первого и второго этапов используют блок умножителей знака, который выполнен та:ким образом,что он имеет один вход и 2 выходов. Содержит знаковых перемножителей, объединенные в № групп, причем каждая -тая ( k 1,2,...,m) группа содержит 2 умножителей знака. Предлагаемый анализатор обладает простой структурой.

АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА УОЛША, содержащий rri-разрядный двоичный счетчик, тактовый вход которого является тактовым входом анализатора,N интегг раторов (N 2), выход i-ro ( i 1,N) интегратора является i r-м информационным выходом ан,ализатора, о т л ичающийся тем, что, с целью упрощения анализатора, он содержит tn групп умножителей знака, по Умножителей в j-и группе, причем выход 1«-го ( К 1,2 Р умножителя знака j-й ( j 1, ) группы подключен к первому входу