Устройство для преобразования по функциям Уолша Советский патент 1984 года по МПК G06F17/14 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах передачи и обработки информации, при построении цифровых фильтров, анализаторов.и функциональных преобразователей в системах управления.

По основному авт. св. № 918952 известно устройство для преобразова;ния по функциям Уолша, содержащее последовательно соединенные группы сумматоров, коммутатор информационных сигналов, группу сумматоров-вычитателей, а также коммутатор, выходы Которого подключены к тактовым входам блока формирования функций Уолша-Радемахера и регистра сдвига соответственно.

Ланное устройство предназначено для формирования коэффициентов Уолша при разложении исследуемого процес.са в ряд по функциям Уолша. Множество функций Уолша, соответственно и коэффициентов Уолша, обычно разделяются на три группы отличающиеся порядком расположения отдельных функций в системе. Общеприняты следующие упорядочения: упорядочение по Уолшу, по Пэли и по Адамару 1J.

В известном устройстве на выходе формируются только коэффициенты, упорядоченные по Уолшу, однако на практике желательно иметь коэффициенты Уолдаа, но упорядоченные по Пэли.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет формирования коэффициентов, упорядоченных по Пэли.

Поставленна я цель достигается тем, что в устройство введены первая и вторая группы элементов И, первая и вторая группы преобразователей длительности импульса в двоичный код, первьй, второй и третий элементы ИЛИ, группа регистров, ;элемент И, первый и второй многофазные мультивибраторы, i-e ( 1 1, N) выходы которых подключены к информационным входам i-x преобразователей длительности импульса в двоичный код соответственно первой и второй групп, выходы которых подключены к ,i-M входам соответственно первого и второго элементов ИЛИ, выходы которых подключены соответственно к входу преобразователя двоичного кода в. код Грея и первому входу блока сравнения, выход которого подключен

к первому входу элекента И, выход которого подключен к первому входу -го элемента И второй группы, выход которого подключен к информационному входу i-ro регистра, информационный выход которого является i-м информационным выходом устройства, второй вход i-ro элемента И подключен к 1-му выходу второго многофазного мультивибратора, вход запуска которого подключен к выходу третьего элемента ИЛИ, i-й вход которого, соединен с первым входом элемента И первой группы и с i-м выходом первого многофазного мультивибратора, вход запуска, которого является входом запуска устройства, второй выход коммутатора тактовых сигналов подключен к тактовых входам преобразователей длительности импульса в двоичный код первой и второй групп, второй вход элемента И подключен к выходу i-ro элемента И первой группы, второй вход которого подключен к выходу i-ro сумматора-вычитателя, выход преобразователя двоичного кода в код Грея подключен к второму входу блока сравнения.

На фиг. 1 показана таблица соотношений между коэффициентами Уолша, упорядрченными по Уолшу и упорядоченными, по Пэли; на фиг 2 - эпюры напряжений одного цикла -второго многофазного мультивибратора; на фиг. .3 структурная схема второго многофазного мультивибратораJ на фиг.. 4 эпюры напряжений одного цикла первого многофазного мультивибратора; на фиг. 5 - структурная схема первого многофазного .мультивибратора; на фиг. 6 - структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство (фиг. 6) содержит сумматоры, 1, коммутатор 2 информационньк сигналов, сумматоры-вычитатели 3, коммутатор 4 тактовых импульсов, регистр 5 сдвига, блок б фopмиpoвa |ния функций Уолша-Радемахера, первая группа элементов И 7, первая . группа преобразователей 8 длительности импульса в двоичный код, первый многофазньй мультивибратор 9, элемент ИЛИ 10, преобразователь 11 двоичного кода в код Грея, элемент ИЛИ 12, элемент И 13, блок 14 сравнения, элемент ШИ 13j вторая группа преобразователей 16 длительности импульса в двоичный код, второй многофазный мультивибратор 17, вторая группа элементов И 18, группа (регистров 19. Рассмотрим работу предлагаемого устройства в статике, В известном устройстве на сумматорах-вычитателях 3 формируются коэ фициенты Уолша, Задачей предлагаемого устройства является получение также и коэффициентов Уолша, упорядоченных по Пэли. Коэффициенты Пэли получаются из коэффициентов Уолша по определенному правилу. Если, например, получено восемь коэффициентов Уолша, которые расположены в сумматорах-вычитателях в следующем порядке С(0), С(1), С(2),...,С( то для получения из коэффициентов Уолша C(i), i . коэффициентов Пэли Cp(i), 1 0,7, необходимо вос пользоваться следующим соотношением Cp(i) )}, i о;у, (1) где; b(i) - переход от двоичного код к коду Грея с индексом I На фиг. 1 в таблице показан этот переход. Например, для определения номера коэффициента Пэли, соответст вующего четвертому номеру коэффициента Уолша С(4), поступают следующим образом. Десятичный номер преобразуют в двоичный номер Далее его преобразуют в код Грея b(i) 110 и, наконец, в десятично число tCi )-,(, 6. Таким образом, четвертому коэффициенту Уолша соответствует шестой номер коэффициента Пэли. За счет введенных элементов, и своеобразного соединения их с элементами известного устройства реализуется алгоритм (1). На выходе данного устройства получена последо вательность коэффициентов Пэли: Ср(7). Ср(0), Ср(1), Работу предлагаемого устройства можно пояснить с помощью двух циклов: внешнего и внутреннего. При внешнем цикле последовательно вырабатываются двоичные числа, затем они преобразуются в код Грея и подаются для сравнения на вход блока сравнения. Во внутреннем цикле выра батываются двоичные числа и подаютс последовательно для сравнения на другой вход блока сравнения. В случае совпадения двоичных чисел на блоке сравнения открьшаются соответ ствующие элементы И и соответствующий коэффициент Уолша записьгоается в нужный регистр, где получают коэф фициенты Уолша, упорядоченные по Внешний цикл осуществляется на первом многофазном мультивибраторе 9 (фиг. 6), элементе ИЛИ 12, преобразователе 11 двоичного кода в код Грея, блоке 14 сравнения, первой группе элементов И 7, первой группе преобразователей 8 длительности импульса в двоичный код, элементе ИЛИ 10. Внутренний цикл осуществляется на втором многофазном мультивибраторе 17, второй группе.преобразователей 16 длительности импульса в двоичный код, элементе ИЛИ 15, второй группе элементов И 18 и регистрах 19 чисел.: Первый многофазный мультивибратор 9 вьфабатьшает серию импульсов раз- i ной длительности, следующих один за другим (фиг. 4), при этом конец предыдущего импульса является начало для запуска последующего мультивибратора. Эти импульсы снимаются с co-j ответствующих мультивибраторов многофазного мультивибратора. На фиг. 4 . :показаны эпюры напряжений одного цикла первого многофазного мультивлибра-; тора для случая упорядочения восьми коэффициентов Уолша. многофазный мультивибратор содержит в этом случае шестнадцать мультивибра-, торов (фиг. 5). Нечетные мyльтивибpa торы вьфабатывают импульсы разной длительности и подаются на первую группу преобразователей длительности импульсов в двоичный код (фиг. 6). пительность импульса на нулевом выходе первого многофазного мультивибратора 9 (фиг. 5 и 6) такова, что в преобразователе 8 длительности импульса в двоичный код не фиксируется ни одного импульса, поступающего от коммутатора 4 тактовых импульсов, .т.е. формируется двоичная цифра 000. Длительность импульса на первом выходе первого многофазного мультивибратора 9 такова, что на выходе преобразователя В длительности импульса в двоичный код формируется цифра 001, так как проходит один импульс с коммутатора 4 тактовых импульсов. Наконец, длительность импульса на седьмом выходе первого многофазного мультивибратора 9 такова, что на выходе преобразователя 8 длительности импульса в двоичный код формируется двоичная цифра 111. На выходе четных мультивибраторов первого многофазного мультивибратора 9 (фиг. 5) вьфабатьгоаготся импуль равной длительности. Длительность этих импульсов ;равна интервалу цикла второго многофазного мультивибратора Тц (фиго 2). На фиг. 2 показаны эпюры напряжений одного цикла второго многофазного мультивибратор Рассмотрим случай, когда происхо дит упорядочение восьми коэффициент Уолша. Второй многофазный мультивибратор (фиг. 3) в этом случае содержит восемь мультивибраторов. Длительность импульсов на выходах второго многофазного мультивибратора такая же, как и на выходах первого многофазного мультивибратора, т.е. длительность импульсов, необходимая для формирования на выходе второй группы преобразователей 16 длительности импульса в двоичный код двоичных цифр 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111, что соответствует десятичным цифрам О, 1,2 3, 4, 5, 6, 7. Рассмотрим работу предлагаемого устройства в динамике. Пусть коэффициенты Уолша С (i), i О, 1,2, ..., 7, сформированы и находятся в сумматорах-вьиитателях 3 в последовательности, обозна ченной на фиг. 1 в первом столбце. Задача состоит в том, чтобы их упо рядочить по Пэли Cp(i), , 1, 2, .-.., 7 (последний столбец). По делению оператора запускается перв многофазный мультивибратор 9. Он вырабатьшает серию импульсов разно длительности, следующих последовательно один за другим. Каждый импульс с соответствующего выхода пе вого многофазного мультивибратора подается одновременно на элемент И на преобразователь лервой группы преобразователей 8 длительности им пульса в двоичньй код и через элемент ИЛИ 12 запускает второй много фазный мультивибратор 17. Последовательно в тексте появлением импул сов на выходах первого многофазног мультивибратора 9 на выходах преоб разователя 8 длительности импульса в двоичный код получают двоичные цифры 000, 001, 010, 011, 100, 101 110, 111, которые последовательно подан)тся через элемент ИЛИ 10 на преобразователь 11 двоичного кода код Грея и далее на входблока 14 сравнения. На другой вход блока 14 поступают также последовательно двоичные цифры 000, 001, 010,..., 111 с частотой в восемь раз больше, чем на первый вход. Рассмотрим случай, когда на третьем выходе первого многофазного мультивибратора 9 формируется импульс. Этот импульс открывает соответствующий элемент И 7 и число, соответствующее коэффициенту С(2), подается на первый вход отдельного элемента И 13. Этому импульсу соответствует двоичная цифра 010 на входе элемента ИЛИ 10 и двоичная цифра 011 на первом входе блока 14 сравнения (фиг. 6). Импульс с третьего выхода многофазного мультивибратора 9 поступает через элемент ИЛИ 12 и запускает второй мно(Гофазный мультивибратор 17. Он аналогично первому многофазному мультивибратору, вырабатывает серию из восьми импульсов разной длительности (фиг. 2), которые поступают на соответствующие входы второй группы преобразователей t6 длительности импульса в двоичный код. На выходах преобразователей получают двоичные цифры 000, 001, 010, 011, 100, 110, 111, которые через элемент ИЛИ 15 поочередно поступают на вход блока 14 сравнения. В случае совпадения двоичных чисел в блоке 14 на его выходе получают импульс, который подается на элемент И 13. Если на вход блока 14 поступает двоичная цифра 011, то в блоке 14 происходит совпадение чисел, открывается элемент И 13 и число С(2) . поступает на все входы второй группы элементов И 18. На выход элемента И 18 пройдет число С(2) только тогда, когда в этот момент времени на второй вход ее поступит импульс с второго многофазного мультивибратора 17. В этот момент времени поступит импульс с четвертого выхода второго многофазного мультивибратора 17. Таким образом, Су(2) запишется в третий регистр 19, т.е. второй коэффициент Уолша С(2) стал третьим по счету коэффициентом Пэли Ср(3). Аналогичным образом осуществляется упорядочение коэффициентов Уолша по Пэли и других коэффициентов Уолша ( i) , i 0,7, согласно фиг. 1, где указана нумерация коэффициентов Уолиа слева и коэффициентов Пэли справа.

71129619. 8 .

Таким образом, предлагаемое устрой- возможность получать наряду с кoэффи ство имеет расширенные функциональ- , циентами Уолша коэффициенты Уолша, ные возможности, а именно дает упорядоченные по Пэли.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПО ФУНКЦИЯМ УОЛША по авт. св. :№ 918952, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет формирования коэффициентов, упорядоченных по Пэли, в него введены первая и вторая грзгапы элементов И, первая и :вторая группы преобразователей длн;тельности имйульса в двоичный код, :Первый, второй и третий элементы ;ШШ, грзшпа регистров, элемент И, первый и второй многофазные мульти,вибраторы, i-e ( i 1, /N ) выходы .которых подключены к информационным входам Н-х преобразователей длительности импульса в двоичный код соответственно первой и второй групп, :выходы которых подключены к 5-м ;входам соответственно первого и втогрого элементов ИЛИ, выходы которых подключены соответственно к входу преобразователя двоичного кода в код Грея и первому входу блока сравнения, вькод которого подключен к первому входу элемента И, выход которого подключен к первому входу -то . элемента И второй группы, выход которого подключен к информационному входу i-ro регистра, информационный выход которого является i-м информационным выходом устройства, второй вход i-ro элемента И подключен к i-му выходу второго многофазного мультивибратора, вход запуска кото- рого подключен к выходу третьего элемента ИЛИ, i-й вход которого соединен с первым входом элемента И первой группы и с i-м выходом пер(Л вого многофазного мультивибратора, вход запуска которого является входом запуска устройства, второй выход коммутатора тактовых сигналов подключен к тактовым входам преобразователей длительности импульса в двоичньй код первой и второй групп, второй вход элемента И подключен к выходу 1-г6 элемента И первой группы, второй вход которого подключен к выходу i-ro сумматора-вычислите{ля, выход преобразователя двоичногр кода в код Грея подключен к второму входу блока сравнения.

Й/2./

Щ ЦО 101 100 011 010 001 000

Л. Л Л. Л JL Л Ш 2(016} 3(011)

mi)

joo ,oin

Ж.

Вы)(

/7//y/iy/yy l

Ш 111fttr

Фиг.5 , НнауйК Sn/t цикиа Smopoto ннт. . 170 Tiifcmoft/e импульсы iniiiffliiifflfiiiiminmiiinniiiiiiH