Спектроанализатор Советский патент 1987 года по МПК G06F17/14 G01R23/16 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть исхтользовано для спектрального анализа случайных процессов, а также в аппроксимирующих устройствах кусочно-линейного типа.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей спектро- . анализатора за счет анализа в базисе обобщенных интегральных функций Уолша,

На фиг.1 представлена функциональная схема спектроанализатора; на фиг.2 - функциональная схема операционного блока.

Спектроанализатор содержит опера- . ционный блоки 1, регистр 2, счетчик 3, элементы ИЛИ 4, информационN-t-1

ный вход 5, вход 6 пар разования, первый так второй тактовый вход равления режимом рабо 5 ный блок 1 содержит с татели 10 и 11, регис коммутатор 13.

Использование кусоч fO зисных функций, получ тате однократного инт сочно-постоянных функц воляет существенно ра исследуемых процессов 5 ность аппроксимации. С ных интегральных функц мара в дискретном вид следующим образом

K(p,m,t) 1/N Ц waf (р,) waf (m,t+t) (1) . .

Из (1), видно, что система ОИФУ

является параметрической и для размерности преобразования N будет иметь N функций ОИФУ, т.е. имеется возмож- ность выбрать базис из N ЙИФУ, наиболее полно отвеча1ощий поставленной задаче.

Параметр преобразования р, определяющий номер системы из N функций ОИФУ, задается двоичнь гм кодом, где

KC;C:C; ,Х,Х,

где X,

Хх;

х:

СоСгС,С,, (3)

ный вход 5, вход 6 параметра преобразования, первый тактовый вход 7, второй тактовый вход 8, вход 9 управления режимом работы. Операцион- ный блок 1 содержит сумматоры-вычи- татели 10 и 11, регистр 12 сдвига, коммутатор 13.

Использование кусочно-линейных ба- зисных функций, полученных в результате однократного интегрирования кусочно-постоянных функций Уолша,позволяет существенно расширить класс исследуемых процессов и повысить точ- ность аппроксимации. Система обобщенных интегральных функций (ОИФУ) Ада- мара в дискретном виде определяется следующим образом

р,) waf (m,t+t) (1)

ОИФУ.

PJ - разряды двоичного кода, 1Г - вектор исследуемого процесса, С - вектор коэффициентов разложения в базисе

ОИФУ.

Рассмотрим механиз1 1 преобразования входного сигнала X fx, X,,..., Х„., Яля .

На первом шаге вычислительной процедуры имеем

где Х C i ;

v l р I .

л. - 2

X, С , ЬС

3

X д Со + b Сг ,

Аналогичным образом строятся про- цедур|)1 быстрого преобразования в базисе ОИФУ для , где п - произвольно (,2...).

Спектроанализатор может работать в двух режимах.

Рассмотрим режим вычисления коэффициентов по ортогональному базису

кода операции блоков 1 и установочные входы счетчика 3 подается .1, а на вход 8 - О. В регистр 2 записывается код параметра преобразования Р. to Разряды Р кода параметра преобразования управляют сумматорами-вычислителями 10 блоков 1 (О соответствуют сложению, 1 - вычитанию). Значения дискретного сигнала ,

Уолша. На управляющие входы 9 процессоров 1 и установочные входы сче-т-15 поступают на вход 5 в обратном поряд- чика 3 подается О, при этом счет- ке. В регистре первого блока 1 сиг- чик 3 устанавливается в О и такто- нал задерживается на один такт и че- вые импульсы не изменяют его выход- , рез коммутатор 13 поступает на вто- ное состояние. О на выходах ком- рой вход сумматора-вычитателя 10, мутатора 13 блоков 1 приводит,к тому,20 на выходе которого формируется выра- что входная информация проходит сквозь сумматоры-вычитатели 10 блоков 1 без изменения. Тактовые импульсы подаютжёние Xj( + aXjj., согласно (2),-котося на входы 8 и 7 устройства, что

рое далее преобразуются сумматором- вычитателем 11 согласно (3). Полученный результат поступает на вход

обеспечивает тактирование регистров 25 следующей группы из блоков 1, кото12 блоков 1 на каждый такт, тем са- рая работает аналогично и реализует

мым предлагаемое устройство реализу- (3).

ет алгоритм вычислений аналогичный

Поскольку истинные коэффициенты разложения формируются на выходах блоизвестному спектроанализатору. ЗнаПоскольку истинные коэффициенты разложения формируются на выходах блочения дискретного сигнала последова- 30 ков 1 п-й группы по такту, то тельно поступают на вход 5 устройства. В регистре 12 сдвига первого блока 1 отсчет Xi задерживается на один такт, потому-на выходе блока 1 первой группы so втором такте формируются значения (X, + Х), (X, - Х2).В третьем такте на выходе блока 1 пернеобходима временная синхронизация записи в регистры 12 ординат процесса. Временная синхронизация обеспечивается счетчиком 3, п-й выход ко35 торого тактирует регистры 12, т.е. в

регистр первого блока 1 запись проис- . ходит в каждом такте, в регистры блоков 1 второй группы через такт. В регистры блоков 1 п-ой группы - по такту. Таким образом, на выходах блоков 1 п-й группы через 2 тактов сформированы 2 коэффициентов разложения в базисе ОИФУ с заданным параметров Р. При обнулении регистров 12

т.е. в момент поступления 45 блоков 1 и счетчика 3 спектроанализатор снова готов к работе.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет на 2 тактов -сформировать коэффициенты преобразования

50 в базисе ОИФУ с заданным параметром.

вой группы формируются значения (Х + + X,), (Xj - X,), в четвертом - ( + Х), (X, xV, и т.д. Аналогично 40 работают блоки 1 в последующих группах (п 2,3...), с той разницей,что блок 1 п-и группы задерживает сигнал на 2 такта. В результате на 2 -м

такте

входного сигнала Х на выходах блоков 1 п-й группы одновременно сформированы 2 коэффициентов преобразования последовательности

Я,Х J - X,Xj,... ,Xj|, где N 4 имеем

Формула изобретения

+ Хг +X,+ С

+ Xj -Xj-

- Xj +X,-

Лл.Ла Л.А

О

с с, с.

22944

Аналогично в (2 +1)-м такте вычисляются все коэффициенты для входной последовательности и т.д.

Рассмотрим режим вычисления коэф- 5 фициентов в базисе ОИФУ. На входы

кода операции блоков 1 и установочные входы счетчика 3 подается .1, а на вход 8 - О. В регистр 2 записывается код параметра преобразования Р. to Разряды Р кода параметра преобразования управляют сумматорами-вычислителями 10 блоков 1 (О соответствуют сложению, 1 - вычитанию). Значения дискретного сигнала ,

15 поступают на вход 5 в обратном поряд- ке. В регистре первого блока 1 сиг- нал задерживается на один такт и че- , рез коммутатор 13 поступает на вто- рой вход сумматора-вычитателя 10, 20 на выходе которого формируется выра- поступают на вход 5 в обратном поряд- ке. В регистре первого блока 1 сиг- нал задерживается на один такт и че- рез коммутатор 13 поступает на вто- рой вход сумматора-вычитателя 10, на выходе которого формируется выра-

жёние Xj( + aXjj., согласно (2),-котоПоскольку истинные коэффициенты разложения формируются на выходах блоков 1 п-й группы по такту, то

Формула изобретения

1. Спек7роан 1лизатор, содержащий п групп операционных блоков в i-й группе (, 2 - порядок преобразования), причем информационный вход операционного блока первой группы является информационным входом

спектроанализатора, выходы суммы и разности j-ro операционного блока k-й группы (J 1,...,2 -1,,..., п-1) подключены к информационным входам (2j-1)-ro и 2j-ro соответственно операционных блоков (k+1)-u группы, выхода операционных блоков п-й группы являются выходами спектроанализато- ра, отличающийся тем,что с целью расширения функциональных возможностей спектроанализатора за счет анализа в базисе обобщения интегральных функций Уолша, он содержи регистр, счетчик, п-1 элементов ИЛИ,

причем вход регистра является входом параметра преобразования спектроанализатора, выход i-ro разряда регистра подключен к знаковым входам операционных блоков i-й группы,тактовый вход операционного блока пер- вой группы и счетный вход счетчика подключены к первому тактовому входу спектроанализатора, установочный вход счетчика является установочным входом спектроанализатора, выходk-ro разряда счетчика подключен к первому входу k-To элемента ИЛИ, выход которого подключен к тактовым входам операционных блоков (k+1)-й группы,вход кода операций каждого операционного

блока всех групп подключен к входу задания режима работы спектроанализатора, вторые входы всех элементов ИЛИ подключены к второму тактовому входу спектроанализатора.

2, Устройство по п.1, о т л и- чающееся тем, что каждый из операционных блоКЪв i-й группы содержит два сумматора-вычитателя, i-pas- рядный регистр сдвига, коммутатор, причем первый информационный вход и знаковый вход первого сумматора-вычитателя являются соответственно информационным и знаковым входами блока, выход первого сумматора-вычитателя подключен к первому информационному входу второго сумматора-вычитателя и через регистр сдвига к второму ин- формационному входу второго сумматора-вычитателя и к информационному входу коммутатора, выход которого подключен к второму информационному входу первого сумматора-вычитателя,тактовый вход регистра сдвига является тактовым входом блока, управляющий вход коммутатора является входом кода операции блока, выходы второго сумматора-вычитателя являются выходами суммы и разности блока.

Составитель В. Байков Редактор Г. Волкова Техред А.Кравчук Корректор С. Черни

Заказ 1218/49 Тираж 673 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

Фиг. 2

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для спектрального анализа случайных процессов, г также в аппроксимирующих устройствах кусочно-линейного типа, в устройствах сжатия информации. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет анализа в базисе обобщенных инрегральных функций. Устройство представляет собой иерархическую наращиваемую структуру из элементарных операционных блоков 1, управляемых разрядами регистра 2 и счетчика 3 через элементы ИЛИ 4. Использование кусочно-линейных базисных функций, полученных в результате однократного интегрирования кусочно-постоянных функций Уолша, позволяет достигнуть цели изобретения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. о 9 СЛ Риг.1