Устройство для реализации дискретного преобразования Фурье в радиотехнических системах Советский патент 1986 года по МПК G06F17/14 

S, так, чтобы на входы регистров 10 и 11 сдвига подавались соответственно действительные (группа 10) и мнимые (группа 11) части последовательности з , , определяемой выражением

. fs. ПРИ i i-N-1;

S J in 1. -1

10

11226485

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при обработке сигналов.

Цель изобретения - увеличение быстродействия эа счет предварительной перестановки и частичной инвер- сии входной последовательности выбо- рок сигнала, что позволяет свести Фурье-преобразование к фильтрации с конечной импульсной характеристикой и получать одновременно за каждый такт по два частотных отсчета.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства, вьшолняющего 2N -точечное ДПФ, где IV 2.

Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, (М +1)-разрядный двоичный счетчик 2 ( ), блок 3 постоянной памяти, два блока А и 5 памяти ва коммутатора 6 и 7, два ключа 8 и 9, две группы из N последовательно соединенных регистров ТО и 11 сдвига, два элемента НЕ 12 и 13, четыре группы из N умножителей (первая и вторая группы - блок 14, третья и четвертая - блок 15), четыре N-входовых сумматора 16-19, вы- читатель 20, два сумматора 21 и 22,

Генератор 1 тактовых импульсов управляет работой счетчика 2 и регистров 10 и 11 сдвига. В блоках 4 и 5 упорядо енно записаны комплексные выборки 5,п 6,м г входного сигнала: N действительных- в блоке 4 и N мнимых - в блоке 5,

Блок 3 запрограммирован таким образом, чтобы осуществлять перестановку и частичную инверсию выборок

ши бл ра ди пр во

ши же кл кл пе

15 ед по ки бо

20 но гд

ле

25 вы до в сд в ка ро де зо че Вс сд

30

35

40

Ф

но ни ву

ди вы сд вх ци

I-SI..

-j- (mod2N)r

i (tnod N );

П

h 0,

II - любое нечетное число;

.ч: 4r + 1;

г- любое начетное число Блок 3 последовательно выдает (М+1)-разрядные числа i, ,, М млад

ших разрядов которых задают адреса блоков 4 и 5, а старший разряд уп- равл-яет работой коммутаторов 6 и 7 (если он равен единице, то производится инверсия входного сигнала, в противном случае инверсия не производится.

Адреса блока 3 задаютсяМ младшими разрядами счетчика 2, старший же его разряд управляет работой ключей 8 и 9 - когда он равен нулю, ключи находятся в положении 1 и обеспечивают заполнение групп регистров 10 и 11 сдвига, когда же он равен

5 единице, ключи 8 и 9 переключаются в положение 11 и обеспечивают циклический сдвиг через элементы 12 и 13 выборок в регистрах 10 и 11 сдвига. Умножители 14 и 15 производят ум0 ножение выборок на числа с,-, Ь(,,), гдесх рСоз (liijN); b Sin (ijN); определено формулой (1).

Устройство начинает работать пос- ле сигнала обнуления счетчика 2. Пер5 вые N тактов преобразованная последовательность выборок 41. заводится в регистры 10 и 11 сдвига, следую1цие N/2 тактов производится циклический сдвиг через элементы 12 и 13 выборок в регистрах 10 и 11 сдвига и после каждого такта сдвига на выходах устройств 20 н 22 и 2} к 23 формируются дейс гвительна я и мнимая части сумм t(S) и2:(5), с точностью до фа- зозого множителя совпадающих со значениями ДПФ последовательности &,,ч. Всего за 3N /2 тактов циклического сдвига выдается N значений ДПФ.

0

5

40

Формула изобретения

Устройство для реализации дискретного преобразования Фурье в радиотехнических системах, содержащее первую группу из N последовательно сое диненных регистров сдвига, причем выход 1-го ( 1 -0,N -) регистра сдвига первой группы подключен к входам 1 -X умножителей на коэффициент первой и второй групп, первый

50 сумматор, отличающееся тем, что, с целью увеличения быстродействия, в него введена вторая группа из N регистров сдвига, третья и четвертая группы умножителей на

55 коэффициент, второй, третий, четвер- тьш, пятый и шестой сумматоры, пер- вьй и второй вычитатели, первый и второй ключи, первый и второй комму

J .

таторы, первый и второй блоки памяти первый и второй элементы НЕ, блок постоянной памяти, счетчик и генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к счетному входу счетчика, информационный выход которого подключен к адресному входу блока постоянной памяти, выход которого подключен к адресным входам первого и второго блоков памяти, выходы которых подключены к информационным входам соответствен 1о перв ого и второго коммутаторов, выходы которых подключены к первым информационным входам соответственно первого и второго ключей, выходы которых подключены к информационным входам первых регистров сдвига соответственно первой и второй групп, выходы ) -X регистров которых подключены к входам соответственно первого и второго элементов НЕ, выходы которых подключены к вторым информационным входам соответственно.первого и второго Ключей, выход i-го регистра сдвига второй группы подключен к входам i-х умножителей на коэффициент третьей и четвертой групп, выходы i-х умножителей на коэффициент первой и третьей групп подключены к i -м входам соответственно первого и второго сумматоров, причем выходы первого сумматора подключены к первым входам первого вычитателя и третьего сумматора

а второго сумматора - к первым входам четвертого -сумматора и второго .вычитателя, выходы i -х умножителей на коэффициент второй и четвертой групп подключены к -м входам соот- ветственно пятого и шестого сумматоров, причем входы пятого сумматора подключены к вторым входам четвертого сумматора и второго вычитателя, а шестого сумматора - к вторым входам первого вычитателя и третьего сумматора, выход генератора тактовых импульсов подключен к тактовым входам регистров сдвига первой и второй групп, выход переноса счетчика подключен к управляющим входам первого и второго ключей, выход старшего разряда блока постоянной памяти подключен к управляющим входам первого и второго коммутаторов, вход обну- . ления счетчика является установочным входом устройства, входами реальной и мнимой частей операндов которого являются информационные входы соответственно первого и второго блоков памяти, выход первого вычитателя и выход третьего сумматора являются выходами соответственно реальной и мнимой частей первого операнда уст- ройства, выходами реальной и мнимой частей второго операнда которого являются соответственно выход четвертого сумматора и выход второго вычитателя.

Изобретение относится к области вычислительной и радиоизмерительной техники для обработки сигналов. Цель изобретения - повьшение быстродействия . Для ее осуществления устройство дополнительно содержит группу из N регистров сдвига, сумматоры, умножители, вычитатели, элементы НЕ, блоки, памяти, ключи, коммутаторы, счетчик и т.д. с соответствующими связями. Благодаря предварительной перестановке и частичной инверсии входной последовательности выборок сигнала устройство позволяет свести Фурье-преобразование к фильтрации с конечной импульсной характеристикой и получить одновременно за каждый такт по два частотных отсчета. 1 ил. (Л to 10 О5 4 00 ел

Редактор О. Бугир

Составитель А. Баранов

Техред Л.Олейник Корректор О. Луговая

Заказ 2136/50 . Тираж 671Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035i Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

,.-

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4