Устройство для цифровой обработки сигналов Советский патент 1988 года по МПК G06F17/14 

Устройство для цифровой обработки сигналов относится к области автоматики, вычислительной и измерительной техники и может быть исполь- зовано для обработки сигналов различной природы.

Целью изобретения является упрощение устройства.

На чертеже представлена функцио- нальная схема устройства.

Устройство содержит блок 1 регистров коэффициентов, умножитель 2, ана- лбго-цифровой преобразователь (А1Щ) 3, блок 4 регистров, накапливаюпщй сумматор 5, сумматор 6, умножитель 7, блок 8 регистров.

Принцип действия устройства основан на следующем: известно, при представлении сигнала X (W), имеющего

действительные значения, в виде ряда ixu

Фурье

его спектр а, k

... -1,0,1..., удовлетворяет соотношению (а - сопряженное значение) для всех номеров k, поэтому достаточно рассматривать пространство ;.,.

во сигналов вида

. В этом пространстве существует ортонормирован- ный базис из рациональных функций вида:

( .

q,(u)

1-ct,U

,. ,2ч /а ;„ ПП ) г Т

/. .2v Щ

СР (и) ilz5biL

где аргумент UG о,2 м, а положи- тельные числа oL« лежат в интервале о, 1, и удовлетворяют соотношению . °

Важное свойство системы (1) заклчается в том, что она удовлетворяет условию tp() О при , что сразу следует из вида q)(U), ибо при k р обращается в О множитель вида и-Ыр, входйищй в состав Ц(и).

k Положим далее тттт ,2......

Поэтому в точке U U, 5о.,ч 1/2 )

Ч г(1/2) Ц)(1/2) .:. (1/2) 0;

точке и и 2/3

3 4

tf,(2/3)

4 i(2/3)

3 .. 445

q),(2/3) c,(2/3) ...Cf(2/3)0;

. )o

в точке

р-сп, („(UJ jt 0.

В результате при представлении сигнала X (U) в виде ряда .по системе (1):

ч

X (и) ZIa«Cf(U), ие 0,2- (2)

дпя точки U, ei, 1/2 все значения Cf(U,)0, кроме tj, (и, ), и соот- ношение (2) принимает вид X(U,) a.tp.CU,).

Аналогично, в точке U X(Ua) « а„Ц), (V)() , ибо все члены

Cf,(U2)q,(U... (f(U)-0. )

В результате получаем рекуррентную схему для определения коэффициентов разложения а через значения входно

го сигнала, измеренного в точказс U( , U,j ,. о., Uf,.

а, Х(и,,)С|Г; (и,);

а x(U,)-a,cf, ,(и)ср; (и,,);

пи

(3)

а„ x(u,),q,(u,) (и„).

При другом выборе точек tf - к из интервала 0,1J система (f (U) образуется также по (1) так,что при любом выборе этих точек сохраняется фундаментальное свойство, обеспечивающее возможность определения ац по (3) .

Если интервал А задания входного сигнала X(V) от личен от 2, то изменением масштабного коэффициента

2 А

равного

менту и -д- V, V - и, причем U

можно перейти к аргу21 V ,г .А

А

будет меняться уже в требуемых пределах 0,21 при изменении V между О и А (А 0).

. Устройство работает следующим образом.

В первом такте по синхросигналу из блока 1 регистров коэффициентов производится считывание числа Cf j (U,),

10

которое поступает на вход умножителя 7, на другой вход которого из блока 4 через сумматор 6 поступает значение входного сигнала X(V, ), после чего результирующий код с выхода умножителя 7 записывается в блок 8 регистров.

В последующих циклах устройство функционирует следующим образом: по получению очередного М-го синхросигнала потактно считываются из накопителя значения кодов Cf, (и„) , С (Uj) ,... М „.Ди J из ячеек с адресами А ,, A,j,..., А(.,)„,) , которые подаются на вход умножителя 2, на другой вход которого из блока 8 регистров с тем же тактом поступают коды чисел а,,..., a.j , а также по тактам, всего (га-1) такт, коды чисел ау(,,(и„) , ,...,ni-1 поступают на накапливающий сумматор 5. В тгм такте из блока 4 на один вход в сумматор 6 поступает отсчет Ц (и„),

на другой вход накопленная сумма jr

Z.

15

20

таль, первый блок регистров, блок ре гистров коэффициентов и аналого-цифровой преобразователь, выход которог подключен к информационному входу первого блока регистров, вход синхро низации которого соединен с входами синхронизации блока регистров коэффициентов, аналого-цифрового преобра зователя и является тактовым входом устройства, информационным входом которого является информационный вхо аналого-цифрового преобразователя, а первый выход блока регистров коэффициентов подключен к первому входу первого умножителя, отличаю- щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит сумматор, накапливающий сумматор, второй умножитель и второй блок регист ров, выход которого является информа ционным выходом устройства и подключен к второму входу первого умножителя, выход которого подключен к информационному входу накапливающего сумматора, выход которого подключен к

ЧГ /«т . 1 . Х9Ои.1мГ|Ц IVU 1 U t/VJl U llV.LiriJUV4C::n I

2 а «1РвСи„,) «так, что в следующий такт

.- tp п . первому входу сумматора, выход которезультирующии код с выхода блока 6 подается на один из входов умножителя 7, в этот же такт на его вход из ячейки с адресом А,„ ((„,)4-г из блока 1 поступает число tf |;;,(и„), что обеспечивает выработку блоком 7 текущего значения коэффициента а,.

Формула изобретения

Устройство для цифровой обработки сигналов, содержащее первый умножи30

35

рого подключен к первому входу второго умножителя, выход ко тор qj-o подключен к информационному входу второго блока регистров, второй выход блока регистра коэффициентов подключен к второму входу второго умножителя, выход первого блока регистров подключен к второму входу сумматора, а входы . синхронизации накапливающего сумматора и второго блока регистров подключены к тактовому входу устройства.

0

r

5

0

таль, первый блок регистров, блок регистров коэффициентов и аналого-цифровой преобразователь, выход которого подключен к информационному входу первого блока регистров, вход синхронизации которого соединен с входами синхронизации блока регистров коэффициентов, аналого-цифрового преобразователя и является тактовым входом устройства, информационным входом которого является информационный вход аналого-цифрового преобразователя, а первый выход блока регистров коэффициентов подключен к первому входу первого умножителя, отличаю- щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит сумматор, накапливающий сумматор, второй умножитель и второй блок регистров, выход которого является информационным выходом устройства и подключен к второму входу первого умножителя, выход которого подключен к информационному входу накапливающего сумматора, выход которого подключен к

ГаО. 1 . Х9Ои.1мГ|Ц IVU 1 U t/VJl U llV.LiriJUV4C::n I

рого подключен к первому входу второго умножителя, выход ко тор qj-o подключен к информационному входу второго блока регистров, второй выход блока регистра коэффициентов подключен к второму входу второго умножителя, выход первого блока регистров подключен к второму входу сумматора, а входы . синхронизации накапливающего сумматора и второго блока регистров подключены к тактовому входу устройства.

Изобретение относится к автома тике, вычислительной и измерительной технике и может быть использовано для обработки сигналов различной природы. Цель изобретения - упрощение устройства. Поставленная цель достигается за счет того, что в состав устройства входит блок 1 регистров коэффициентов 1, умножитель 2, аналого-цифровой преобразователь 3, блок регистров 4, накапливающий сумматор 5, сумматор 6, умножитель 7, блок регистров 8 и соответствующие связи между узлами устройства. 1 ил.