Устройство для определения фазы спектральных составляющих Советский патент 1986 года по МПК G06F17/14 

12

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к специализированным вычислительным устройствам, предназначено для вычисления фазы спектральных составляюищх в реальном масштабе времени и является усовершенствованием известного устройства по авт.св. N 1080148,

Цель изобретения - расширение диапазона определения фазы спектральных составляющих(путем определения фазы в диапазоне от О до 360°).

На чертеже п редставлена функциональная схема устройства. I,- , . . Устройство содерж 1Т регистры и 2,

элементы 3 и 4 НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, триггер 5, сдвиговый регистр 6, триггер 75 сдвиговый регистр 8, мультиплексоры 9 и 10, одноразрядные сумматоры 11 и 12, блок 13 сравнения, мультиплексор 14, одноразрядный сумматор 15, регистр 16, элемент 17 . НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, триггер 18, сдвиговый регистр 19, мультиплексор 20, одноразрядный сумматор 21, вход 22 задания количества сдвигов, тактовый вход 23, вычитатель 24, элементы НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 25 и 26,.мультиплексоры 27 и 28, логический элемент ИЛИ.29, мультиплексор 30, стробирую- щие входы 31 и 32.

: Устройство работает следующим о.б- разом.

Выпрямленные коэффициенты преобразования Фурье A(k), B(k) в последовательном двоичном коде вводятся младшими разрядами вперед в регистры 1 и 2. Элемент 3 НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ анализирует два соседних разряда двоичного числа A(k). При каж-- дом несовпадении разрядов на вьжоде элемента 3 появляется сигнал,, разрешающий занесение в регистр 6 содержимого регистра 1, не включая старший разряд, а также занесение следуюш;его за старшим разряда в триггер 5. Последнее занесение имеет место, когда на входе элемента 3 находится первый знаковый и следующий за ним значащий разряды числа. Таким образом осущ ествляется нормализация числа A(k). Число B(k) нормализуется аналогичным образом. Под управлением элемента 4 НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ происходит занесение мантиссы без старшей значащей единицы в регистр 8 и следующего за старшим разряда - в триггер 7. Когда процесс ввода чисел окончен

890

в регистрах 6 и 8 содержатся значащие части (мантиссы) чисел A(k), B(k) без старших разрядов, а в триг- герах 5 и 7 - содержимое старших регистров 6 и 8 соответственно.

Одновременно с процессом нормализации чисел A(k) и B(k) происходит нормализация их суммы. Последовательный код суммы A(k) + B(k) с выхода одноразрядного сумматора 15 вводится младшими разрядами вперед в регистр 16. Затем производится нормализация суммы описанным способом одновременно с нормализацией чисел A(k).

5 B(k). Элемент 17 НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ управляет занесением мантиссы суммы без старшей значащей единицы и следующего за старшим разряда мантиссы в регистр 19 и триггер 18 соотзетствен0 но.

После окончания ввода чисел под действием сигнала на входе 22 происходит сдвиг регистров 6,8 и 19, во время которого осуществляется коррек5 ция двоичных кодов, содержащихся в этих регистрах. Коррекция кода регистра 6 осуществляется путем поразрядного суммирования, начиная с младших разрядов, на одноразрядном сум0 маторе 11 двоичного кода регистра с прямым кодом поправки, если содержимое триггера 5-равно нулю, и с обратными, если равно единице. Прямой или обратный, код поправки передается

в сумматор 11 через мультиплексор 9, которым управляет триггер 5. Поправка равна двоичному коду регистра 6, сдвинутому на 3 разряда в сторону младших разрядов.

40

Одновременно aнaJ roгичным путем

осуществляется коррекция двоичного кода регистра 8 на сумматоре 12, мультиплексоре 10, триггере 7 и коррекция двоичного кода регистра 19 на сумматоре 21, мультиплексоре 20 и триггере 18. Блок 13 сравнивает по абсолютной величине числа A(k) и B(k), .определяет большее и управляет мзшьтиплексором 14 (на его выходе появляется откорректированньй двоич- ньш код мантиссы большего числа). На сумматоре 21 происходит одновременно коррекция мантиссы суммы и вычитание откорректированной мантиссы большего 55 числа поразрядно. Полученный на выходе сумматора 21 результат вдвигается в регистр 19 по последовательному входу на место старших разрядов.

45

50

После n сдвигов процесс коррекции окончен

, в регистре 10 находится дво- 9

М

,- если 1 йМ i1,5;

45

7М -2М,+3

.если 1 М, 1,5; 1, + М,2, .(1)

М, если 1,5 М , 1,5 М + М 2.

Код этого yrjra-, дополненный тремя старшими разрядами, зависящими от сигналов 3HA(k), 3HB(k) и B(k)A(k) образует 11-разрядный код (при ) фазы 0 , величина которого меняется в диапазоне от О до 360,

Определение фазы в пределах от О до 360° осуществляется .следующим образом.

После коррекции начинается процес вьщвижения прямого или обратного кода фазы из регистра 19. младшими разрядами вперед через мультиплексор 28. Прямой или обратный код появляется на выходе мультиплексора 28 в за- висимости от управляющего входа, который образуется элементом 26 НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, сравнивающим между собой сигналы 3HA(k) 3HB(k) : и В (k)A (k). Сигнал 3HA(k) 9 ,3HB(k) появляется на выходе элемента 25 НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, а сигнал B(k) A(k) на выходе одноразрядного вычитателя 24, который реализует функцию A(k) - -B(k) (на вход вычитателя поступают выпрямленные величины A(k), B(k)-последовательным кодом младлшми разрядами вперед).

Далее код с выхода мультиплексора 28 поступает на первый вход мультип- лексора 30 и за первые. 8 тактов появляется на последовательном выходе устройства. В девятом такте на выходе Мультиплексора 30 появляется нуль или единица соответственно появлению на выходе мультиплексора 28 прямого или обратного кода фазы. В следующие 2 такта на выход мультиплексора 30 под управлением элемента ИЛИ,29 пропускается значение с выхода мультип- лексора 27. Во время действия сигнала на входе 31 на выход мультиплексора 27 пропускается сигнал с первого его входа, а во время действия сигнала на входе 32 - с второго.

Таким образом, в десятом и одиннадцатом тактах под управлением сигналов на входах 31 и 32 на выход

12478904

ичный код, п ропорциональный фазе в

пределах 0-45,

мультиплексора 30 пропускается значение с выхода мультиплексора 27.

В таблице приведен код фазы & в пределах от О до 360° с учетом знаков спектральных составляющих A(k),. B(k), представленных в декартовых координатах по осям абсцисс и ордина соответственно. Элементы 25 и 26 НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ и мультиплексоры 27-3 реализуют логические функции, представленные в таблице. Код определяется по формуле (1).

Вычисление фазы ведется в реальном масштабе времени по мере вычисления коэффициентов Фурье A(k), B(k).

Формула изобретения

Устройство для определения фазы спектральных составляющих по авт.св. № 1080148, отличающееся тем, что, с целью расширения диапа.зо на определения фазы, в него введены пятый, шестой и седьмой мультиплексоры, четвертьй и пятый элементы НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, элемент ИЛИ и вычитатель, выход кото1Э9 го подключен к первому входу четвертого элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, выход котор.ого подключен к управляющему входу пятого мультиплексора, выход которого подключен к первому информационному входу шестого мультиплексора, второй информационный вход которого подключен к.выходу седьмого мультиплексора, первый информационный вход которого объединен с вторым входом четвертого элемента НЕРАВ- НО ЗНАЧНОСТЬ и подключен к выходу пятого элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, nfep- вый вход которого объединен, с вторым информационным входом седьмого мультиплексора и является входом знака реальной части спектральной состав- ляющей устройства, входом знака мнимой части спектральной составляющей которого является .второй вход пятого элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, первый и

второй управляющие входы седьмого мультиплексора являются соответствен- но первым и вторым стробирующими входами устройства и объединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу шестого мультиплексора, выход которого является выходом фазы устройства, входами реальной и мнимой частей спектральной составляющей которого явля- ются соответственно первый и второй входы вычитателя, а информационный вход пятого мультиплексора подключен к выходу п-го разряда третьего сдвигового регистра.

Редактор И. Рыбченко

Составитель А. Баранов

Техред М.Ходанич Корректор Е.Сирохман

Заказ 4Т28/50Тираж 671 ; Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

Ст(ю51

о нМк) о (K

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к специализированным вычислительным устройствам, предназначено для вычисления фазы спектральных составляющих в реальном масштабе времени. Цель изобретения - расширение диапазона опре- . деления фазы спектральных составляющих (путем определения фазы в диапазоне от О до 360). Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит три регистра, пять элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, .три триггера, три сдвиговых регистра, семь мультиплексоров, четыре одноразрядных сум,- матора, блок сравнения, вычитатель, элемент ИЛ}1 и соответствующие связи между узлакш устройства. 1 ил. 1Йь оо &