Генератор дискретных функций уолша Советский патент 1979 года по МПК G06F1/25 

(54) ГЕНЕРАТОР ДИСКРетНЫХ ФУНКЦИЙ УОЛША

. -1

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть испсиьзовано в аппаратуре спектрального анализа.

Известен генератор функций Уолша

(ГФУ), содержащий генератор тактовых импульсов, группу из ( h+ l) триггеров, -(4 h-2) элемента И, (2 „} 1) триггеров l.

Известный ГФУ вырабатывает одйГЬвр8менно все N -2 функций Уолща и, в случае последовательной обработки периодических сигналов, либо сигналов, представленных в форме, позволяющей многократное их воспроизведение (запись.на мапштнсад носителе, табулирование в памяти ЦВМ и т.д.), его использование приводит к большим аппаратурным затратам.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является генератор Дискретных функций Уолша, содержащий генератор тактовых импульсов и двоичный счетчик дискретного интервала 2,

Недостатком его является то, что при восстановлении сигнала по известному спектру, необходимо генерировать значение функций Уолша в конкретной точке, что можно достичь только последовательной подачей на вход счетчика числа импульсов, равного номеру заданной точки, это приводит к дополнительным аппаратурным затратам.

Целью изобретения является упрощение устройства и расширение его диапазона генерируемых функций. В изобретенном генераторе функций Уолша это достигается тем, что он сюдержит двоичный счетчик номера функций Уолша, группу элементов И, блок, свертки по модулю два, триггер, четыре управляющих элемента И и два элемента ИЛИ, причем выход генератора тактовых импульсов подключен к первым входам первого и второго управляющих элементов И, вторые входы которых подсоединены я соответствующим управлянмцим шинам, выход первого управляющего ап лента И подключен к счетному входу счетчика дисхретногр интервала, а efoporo управляющего элемента И под сбёдйнён к первбйу входу первого элемен та ИЛИ, единичные выходы всех разря дбв счетчика дискретного интервала под- клЮчень к первым входам элементов И rpyintbi, а единичные выходы счетчика но мера функций Уолша подсоединены ко вторым входам элементов И rpynnii, вьнсоды котЬрых подсоединены ко входам блока свертки по модулю два, прямой и инверсдай выходы блока свертки подключены соответственно ко входам записи нуля и еди ШШ 1 р згГёра/единичйь1й выход старше- го разряди счетчика дискретного интерва йа подсоединен к йервым входам третьего и четвертого утфавляющйх элементов И, JBTji iie. вхойы которых подключены к соотвёТСтвующзм управляющим шинам, причем выход грёт1&&гбут1равляющего элетленга И яодсоединён к первому входу второго элемента ИЛИ, а выход четвертого управляющего элемента И, подключен ко второму входу первого элемента ИЛИ, выход кото|)СйГЬ подсоединен к счетнсзму входу счетчика номера функций Уолша, гфв этом выход старшего разряда счетчака номера функций Уолша подключен ко вторстлу входу второго элемента ИЛИ. л На чертеже предстаблена блок-схша генерйтора дискретных функций Уолща. Геяе ра-тор дискретных функдий Уотгаа вкл8очае,т в себя генератор 1 тактовых .им пульсов, Н- ззрядный двоичный счетчик 2 дйскретйозго интервал а, грзгаГщг 3 из И гйемёнтов И, п-раз рядный двоичиы сг ет чик 4.номера функций Уолша, блок 5 свёртки аомодулю два, триггер 6, эле йентЬ 7, 8, 9, 10 И, алеметт 11 ИЛИ, аотёмент 12 ИЛИ, единичнь1й выход 13 триггера 6. являе тся выходом устройства, r ytoia 3 из )1 элементов И и блок Б 1cEej)KH по К4одулю два выйЪлияют oneрадаа поразрядного логического умроже- нйя содерлсймых разрядов счетчиков 2 и 4 дискретного ийтервала и номера ад и Уояша и подсчета чбтносгга едннид по лученного ДВОИЧНО1Х) числа. Триггер б реализует функции УолШа, причем в устройстве яринято следуюгйее правило соответсггвйя: значению функши Уолша равном единице соответствует единичное состояние триггера 6 (единичный потенци/ал на увы5Ьоде 13), анулевому значению функши Уолша - нулевое- состояние триггера 6, Управляющие элементы 7, 8, 9, 10 И, элементы 11, 12 И ЛИ и наличие входов записи информации параллельным кодам в счетчиках 2 и 4 позволяют обеспечить работу генератора дискретных функций Уолша в спедукяцих четырех режимах. 1.формирование всех N функций от MO до N--1 на всем дискретном диапазоне из определения 2.формирование одной конкретной функции Уолша на всем дискретном интервале. 3.Последовательное формирование всех N функдай Уолша в одной конкретной дискретной точка. 4.Формирование конкретной функции в фиксированной точке текущего времени. Генератор дисжретных функций Уолша работает следующим образом. Первый режим устанавливается поступлением из блока управления (БУ) разрешйющйх единичных потенциалов на управляющий элементь 7 и 9 И соответственно и запрещающих сигналов (нулевых уровней) на элементы 8 и 10 И. Сигналом обнуления, также поступающим иа БУ, счетчики 2 и 4 устанавливаются в исходнЬе нулевое состояние (щины обнуления счетчиков на чертеже не показаны). В результате поразрядного логического умножения нулевых содержимых счётчиков 2 и 4 на группе Ц из И элементов 3И и подсчета числа единиц в полученном двоичном коде, выполняемого в блоке 5 свертки по модулю два, триггер 6 еНййичным пётенциалом, поступающим с инверсного выхода блока 5 свертки на вход записи единицы устанавливается в единичное состояние. На единичном выходе 13 триггера 6 появится единичный уровень, соответствующий значению нулевой функции Уолша в нулевой точке. В следующем такте с выхода генератора 1 taKtOBbix импульсОЁ через открытый управляющий элемент 7 на счетный вход счетчика 2 дискретного интервала noci yпит импульс, который увеличит содержимое счетчика 2 до 1. Так как счетчик 4находится в нулевом состоянии, то блок 5свертки по модулю два не изменит сигналы, а триггер бне изменит своего состояния и на его выходе останется единичный потенциал, что соответствует значению Подобным же образом будут в последуквдих тактах оформлены все остальные значений .нулевой функции Уолша до o( К атому моменту все разряды счетчика 2 будут нМОййт ься в единичном состоянии ( N ), С поступлением N-ro актового импульса из генератора 1,счетчик 2 обнулится, а на выходе старшего разряда счетчика 2 сформируется сигнал, который через открытый элемент 9 И и элемент 12ИЛИ поступит на счетный вход счетчика 4 номера функдвй Уолша и увеличит его содержимое на 1. По око чании времени задержки на группе 3 из h элементов И, блоке 5 свертки и триггере 6 на его вь1ходе сформируется значение функций XW (О). В последующих тактах будут генерироваться значения функции МЦ (t)- Описанная процедура будет аналогичным образом повторяться и далее, причем при каждом перепояйёнйн счетчика 2 дискретного интервала, сОдержимое счетчика 4 номера функции Уопша будет увеличиваться на 1. После N ( N - 1 )-го импульса с тактового генератора 1 на выходе устройств будет сформировано значение по(зпедней функции в точке ( N 1), а все разряды обоих счетчиков установятся в единичное состо5П1ие. Поступивший с генератора 1 на счетный вход счетчика 2 следующий импульс обнулит счетчики 2 и 4, а с выхода старшего разряди счетчика 4 через элемент 11 в блок управления вьщается сигнал о начале новогопериода генерирования функций Уолша. Второй режим устанавливается поступлением из БУ разрешающих сигналов на входы элементов 7 и 8 И и запрещающих сигналов на входы элементов 9 и 10 И.. В первом такте работы устройства в данном режиме происходит обнуление счет чика 2 по сигйалу из БУ и запись номера генерируемой функции оС Ai в счетчик 4 по входам записи информации. В дальнейшем генерация значений функ ций /д Ci) протекает так же, как в в первом режиме. С приходом N го импульса с тактового генератора 1 сигаал переполйения с выхода И-го разряда счетчика 2 через открытый элемент 7 И и элемент .11 ИЛИ пойдет в БУ как сигнал начала нового периода генерации функции W Третий режим, задается установкой из БУ на входах элементов 8, 9, 10 И запирающих сигналов, а на входе элемента 10 И-открывающего потенциала. В первом такте счетчик 4 обнуляется, а на счетчик 2 хю входам записи заносится параллельным кодом двоичный эквивалент требуемой точки дискретного интервала и на выходе -13 формируется значение нулевой функции Уолша NWptKl.B последующих тактах работы устройства тактовые импульсь с генератора 1 пройдут через открытый элемент 10 И и элемент 12 ИЛИ сразу на счетный вход сяетчика 4 и станут изменять его содержимое от О до N-1, в то время как содержимое счетчика 2 останется без изменения. Генератор дискретных функций Уолша будет генерировать значения всех функций V- в заданной точке K-N тактовый импульс обнулит содержимое счетчика 4 и с выхода VI -го старшего разряда счётчика 4 через элемент 11 ИЛИ пройдет сигнал о начале генерац)ни cяejBlyющeй серии функций. Для установки четвертого режима ра боты устройства из БУ на все управляющие элементы И подаются запрещающие потенциалы. Номер генерируемой функции и точка дискретного интервгша,в которой данная функций Уолша определяется, записывается параллельным кодом в счетчики 4 и 2. Результат, как и прежде, на выходе 13. Поскольку для реализации одной схемы сумматора по модулю два требуется дво элемента И, два элемента НЕ и один эле- , мент ИЛИ, а реализация одного разряда двоичного счетчика на основе ОК-триггера вьшрлняется на четырех элементах и четырех элементах ИЛИ, то использование изобретенного устройства позволяет сократись общие алларатурные затраты в gC -h-llраз . 14vit9 Возможность работы изобретенного генератора функций Уолша в четырех ре симах позволяет использовать его в спектроанализатор.ах различных назначений я ксдаструкций. Формула изобретения Генератор дискретных функций Уолша, содержащий генерйтор тактовых импульсов, и двоичный стетчик дискретного ий-. тервала, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с далью упрощения устройства и расширения Диапазона генерируемых функций, в него введены двоичный счетчик цомера функций Уощца, группа элементов И, блок свертки по МОДУЛЮ два, триггер, четыре управляющих элемента И и два элемента ИЛИ, причем выход генератора тактовых импульсов подйючен к первым входам охёрвого и второго управляющего элементов И, вторые входы которых подсоедиаены к соответстЬующим управляющим шинам, выход первого управляющего элемента И подключен к счетному входу счетчика дискретного интервала, а выход второго управлякицего элемента И подсоединен К йервоМу входу первого aneMeHTia ИЛИ, единичные выходы всех разрядов счетчика дйсжратного интервала подключены к пёрBbJM входам Элементов И группы, а единичные выходь счетчика номера функций опща подсоединены ко вторым входам апй 1ентов И rpynnbi, выходы которых подсЬедйяейы ко входам блока свертки по модулю два, прямой и инверсный выходы блока свертки подключень соответственно ко входам записи нуля и единида триггера, единичный выход старшего разряда ся етчнка дискретного интервала подсоединен к первым входам третьего и четвертого ynpasiiattomfifk элементов И, вторые

, - л .

i

входы которых подключены к соответствующим управляющим шинам, причем выход третьего управляющего элемента И подсоединен к первому входу второго элемента ИЛИ, а выход четвертого управляющего элемента И подключен ко второму входу первого элемента ИЛИ, выход которого подсоединен к счетному входу счетчика номера функций Уолша, при этом выход

cTaJDuiero разряда, счетчика номера функНИИ Уолша подключен к второму входу второго элемента ИЛИ,

Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе

i