Цифровой функциональный генератор Советский патент 1988 года по МПК G06F1/02 

4

ю ел

О5 СО

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах спектрального анализа, информационно-измерительных комплексах, а также в , системах цифровой обработки изображений,

Цель изобретения - расширение класса решаемых задач за счет генерирования функций Уолша от двух аргументов (двумерных функций Уолша).

Система двумериых функций Уолша определяется следующим образом:

) Wai(k,x)®Wal(m,y),

(I)

вектор-строка; вектор столбец; кронекеровское произведение функций Уолша, упорядоченных по Качмажу. система функций Уолшавид:

1 } 1

Q

5

0

5

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9, первый и второй управляющие входы 10 и 11 генератора.

Генератор 5 функций Уолша (фиг.2) реализован для интервала О, 1 и выполнен, для примера, по известному методу, основанному на использовании производных функций Радемахера.

Генератор 5 содержит счетчик 12, триггеры 13-15j (п-1) элементов ИС- КПЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 16-22.

На фиг.З знаками + и - показаны соответственно значения +1 и-1 функции Wal(k,m,x,y), а сама функция находится на пересечении столбца, определяемого функцией Wal( k,x) и строки, определяемой функцией Wai(т,у).

В блок 7 (ПЗУ) последовательно записаны функции Уолша-Качмажа. При этом значению +1 функции соответствует сигнал 1, а значению функции . 1 - Сигнал О на выходах ПЗУ.

Устройство работает следующим образом.

В исходный момент на выходах генератора 5 сформирована функция Wai (О,у)

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение для обработки дву- мерньЕх сигналов и изображений. Цель изобретения - расширение класса решаемых задач за счет генерирования функций от двух аргументов. Генератор содержит счетчики 1,2, элемент ИЛИ 3, элемент 4 задержки, генератор 5 функций Уолша, регистр 6 сдвига, блок 7 памяти, элемент НЕ 8, группу элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 с соот- . ветствующими связями. 3 ил.

I I -1 -I 1-1-1 1 1-1 1-1

(2)

Рассмотрим пример получения функции Wai (1,2,х,у).

Wal(l,2jX,y) Wal),x)(2)Wal(25y) 35

fl 1 1 -1

-1

1

(3)

Аналогичньм образом можно построить любую двумерную функцию Уолша. Для размерности N получаем N матриц вида (3).

На фиг.1 представлена функциональная схема цифрового функционального генератора; на фиг.2 - структура генератора функций Уолша, на фиг.З : первые, шестнадцать функций Уолша от двух переменных.

Цифровой функциональный генератор (фиг.1) содержит первьй и второй счетчики 1 и 2, элемент ИЛИ 3, элемент 4 задержки, генератор 5 функций Уолша, регистр 6 сдвига, блок 7 памяти, элемент НЕ 8, группу элементов

30

(для N 4 равна

), которая

5

0

5

поступает на первые входы группы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9, а счетчики 1 и 2 находятся в состоянии О. Поэтому из блока 7 выбирается записанная по нулевому адресу функция Wal(0, x), значение которой 1 1 1 ij запи- сьшается в регистр 6 сдвига импульсом записи, поступающим с входа 10 через элемент ИЛИ 3. В результате на выходе регистра 6 сдвига появляется первое значение 1 функции Wal(0,x), которое инвертируется в сигнал О элементом НЕ 8 и подается на вторые входы группы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9. На выходах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 получается пер- Г

вый столбец

I

L1

функции -WalCOjO, х,уХ

Затем на вход 1 I подается N тактовых импульсов, которые производят последовательный сдвиг на выход регистра 6 значений записанной в него функции, а также подсчитываются ече-тчиком 1. в результате на выходах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 ранее описанным образом последовательно формируются остальные N-1 столбцов, а функция Wai(О,О,X,у) имеет вид;

1111

1 1 1 1

1 1

I 1 I

1111 Одновремевно происходит переполнение счетчика 1, на выходе которого появляется импульс переполнения. Этот им- пульс записьшается в счетчик 2, а новое содержимое счетчика 2, поступающее на адресные входы блока 7, осуществляет выборку из него функции Wal(l,x). Импульс переполнения проходит .также элемент 4 задержки и элемент ИЛИ 3 записывает функцию Wal(l ,х) в регистр 6) сдтига. Задержка на элементе 4 необходима для того, чтобы процесс дешифрации адреса и выбор- ки из блока 7 очередной функции Уолша происходил раньще, чем осуществите запись этой функции в регистр 6. Описанный процесс формирования столбцов повторяется, при этом генерируется функция Wal(l,0,x,y) (см.фиг.3). Аналогичным образом генерируются остальные 1 N-1 функции Wal(k,0,x,y).

Как только окончится процесс генерирования столбцов для последней из записанных в блок 7 функций Уолша- Качмажа, то счетчик 2 обнуляется, а на его выходе появляется импульс переполнения, который поступает в генератор 5 и вызьшает появление на его вы- ходах очередной функции Уолша (Wal( 1 ,у) При этом из блока 7 опять выбирается, а затем записьтается в регистр 6 импульсом переполнения счетчика 1 - (через элементы 4 и 3) функция Wal(0,x) . Процесс формирования О - N-1 функции Wai (k, 1 ,х, у) повторяется. Аналогично формируются всё N функции Уолша Wai(k,m,x,y). Необходимо подчеркнуть, что кронекеровское произведение осуществляется элементом НЕ 8 и группой элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9.

Генератор 5 функций Уолша (фиг.2) работает следующим образом. В .исходный момент счетчик СТ 12 находится в

0

5 0 5 о

0 5

5

5

состоянии о, а на входы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ поступают сигналы о с выходов триггеров - T;,g- . Поэтому на выходах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ будут сигналы 1, что соответствует функции Wai(О,у). При пост туплении с выхода счетчика 2 импульса переполнения, в счетчике СТ12 бу;;;- дет дйоичный код 100 функции Wai ( 1 ,у), и на элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 19 поступает сигнал 1. В результате на выходах генератора появятся значения | 1 I 1 О О О о, соответствующие этой функции. Очередной импульс переполнения приводит к изменению содержимого счетчика СТ12 и формированию функции Wai(2,у). Аналогично формируются функции Wai(го,у).

Формула изобретения

Цифровой функциональный генератор, содержащий блок памяти, группу из п элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ЩИ, выходы которых подключены к выходу генератора, отличающийся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач за счет генерирования функций от двух аргументов, в него введены генератор функций Уолша, регистр сдвига два счетчика, элемент ИЛИ, элемент задержки и элемент НЕ, причем вход управления записью генератора подключен к первому входу элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу записи регистра сдвига, вход синхронизации которого и счетный вход первого счетчика подключены к тактовому входу генератора, выход переполнения первого счетчика подключен к счетному входу второго счетчика и через элемент задержки к второму входу элемента ИЛИ, выход второго счетчика подключен к адресному входу блока памяти, выход которого подключе: к информационному входу регис.тра сдвига, выход которого подключен к входу элемента НЕ, выход которого подключен к первым входам п элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы, вторые входы которых подключены к выходам соответствующих разрядов генератора функций Уолша, вход управления которого подключен к выходу переполнения второго счетчш а.

Фиг. 2

uaefc,x) u/ae(f,i) idoea x) uaffl n)

ше{з,1/)-u)iie(t,y}-.

waf/(yy

. 0 X - г

иг.З

Составитгль С.Курош Редактор С.Патрушева Texpe,q М.Дидык Корректор Л.Патай

Заказ 4769/45 Тираж 704Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР

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