Генератор обобщенных функций хаара Советский патент 1980 года по МПК G06F17/14 G06F1/02 

(54) ГЕНЕРАТОР ОБОБЩЕННЫХ ФУНКЦИЙ ХААРА

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах, предназначенных для спект рального анализа сигналов. Известен генератор функций Хаара, содержащий переключатели, операционные усилители и генератор управляющих функций 1. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является функциональный генератор, содержащий генератор тактовых импульсов, триггерный счетчик, нормирующие элементы, двухпозиционные переключатели и инверторы 2. Недостатком данных устройств является то, что они позволяют формировать обобщенные функции Хаара только в частном случае с интервалом задания аргумента (0.2 ). Цепь изобретения - расщирение функционал ных возможностей reirepaTopa обобщенных фун кций Хаара, которое состоит в генерировании функций Хаара на интервалах (О, р), где m и р ироиявсмгьные положительные целые чис1а Поставленная цель достигается тем, что генератор обобщенных функций Хаара, содержащий генератор тактовых импульсов и счетчики, содержит реверсивный счетчик, коммутатор, элемент ИЛИ, элемент импликаций, два блока элементов запрета, схему сравнения, два умножителя, два блока преобразования кодов по основанию, блок элементов ИЛИ, блок памяти, цифроаналоговый преобразователь, причем выход генератора тактовых импульсов подключен ко входу коммутатора, первый выход которого подключен ко входу первого счетчика, второй выход - ко входу второго счетчика и ко входу реверсивного счетчика, а уттравляющий вход коммутатора - к выходу реверсивного счетчика, выходы переноса первого и второго счетчиков подключены ко входам соответственгю третьего и четвертого счетчиков, выходы первого и третьего счетчиков подключены к первым входам первого и второго умножителей, соответственно, выход второго счетчика через первый блок элементов запрета, а выход четвертого счетчика непосредственно подключены ко вторым входам второго и первого умножителей соответственно, выхоцы которых через соответствующие блоки преобразования кодов по основанию подключены ко входам блока элементов ИЛИ, выход которого подклю чен к адресному входу блока памяти, выход блока памяти через второй блок элементов запрета подключен ко входу цифроаналогового преобразователя, выход которого является выходом генератора обобщенных функций Хаара, первый и второй входы схемы сравнения подключены к выходам второго и третьего счетчиков соответственно, а ее выход - к первому входу элемента имплитации, выход которого подключен к запрещающему входу второго блока элементов запрета, а второй вход, а также запрещающий вход первого блока элементов запрета - к выходу элемента ИЛИ, вход которого подключен к выходу четвертого счетчика. На чертеже представлена функциональная схема генератора обобщенных функций Хаара для случая р 2, ... N, . Генератор содержит первую группу 1 счетчиков 2, 3, вторую группу 4 счетчиков 5, 6, генератор 7 тактовых импульсов, коммутатор реверсивный счетчик 9, элемент ИЛИ 10, блок 11 элементов запрета, схему сравнения 12, ум ножители 13, блоки 14 преобразования кодов по основанию, блок 15 элементов ИЛИ, блок 16 памяти, блок 17 элементов запрета, цифроаналоговый преобразователь 18, элемент 19 им пликации, выходную 20 и настроичные 2, 22, 23 щины. На входы 21 блоков 2, 3, 5, 6, 14, которые выполняют операции по модулю Р, п дается в двоичном коде значение модуля Р. Вход 22 является информационным входом двоичного реверсивного счетчика 9 и i служит для записи в. него в двоичном коде номера генерируемой функции. Вход 23 служит для занесения в блок памяти 16 значений амплитуд обобщенных функций Радемахера при данном Р, выраженных в двоичном коде. Обобщенные функции Хаара могут быть выражены через обобщенные функции Радемахера на интервале О, N1: %/ -% « ti Тогда выражение для обобщенных функций Хаара:..гВ Гш .. т- W(0, « teCd-ilp Лр . Atti . V гйв остальных случаях, ГЧ 1,/ где - ertt eo«pKhl;ftM;2... 1Д.....,Р...-9. к - номер обобщенной функции Хаара; д - весовые коэффициенты, t - часть. 14 Генерирование обобщенных функций Хаара в предлагаемом генераторе осуществляется пос редством формирования цифровых последовательностей кодов адресов, требуемых для выборки из блока 16 памяти значений амплитуд выраженных в двоичном коде, необходимых для формирования требуемой обобщенной функции Хаара. Генератор работает следующим образом. Перед запуском генератора задаются все начальные условия. На вход 21 всех блоков, выполняющих операции по модулю Р, подается в двоичном коде значение модуля Р. Через информационный вход 23 в блок 16 памяти заносятся значения амптштуд, представленные в двоичном коде, которые могут принимать обобщенные функции Радемахера при данном Р, причем номера ячеек памяти совпадают с номерами занесенных в них значений амплитуд. В двоичныйреверсивный счетчик 9 через вход 22 предварительно записывается в двоичном коде номер, генерируемой функции. По комнаде пуск тактовые импульсы Р коммутатор 8 поступают на вычитающий вход реверсивного двоичного счетчика 9 и на вход счетчика 5 по модулю Р. Каждый Р-ый импульс, поступающий на вход счетчика 5 по модулю Р, будет сбрасывать его в ноль, а в счетчик 6 по модулю Р записывать единицу. В свою очередь, каждый Р-ый импульс, поступающий на вход счетчика 6 по модулю Р, также будет сбрасьгоать его в ноль. Как только в счетчик 6 по модулю Р запишется число, отличное от нуля, элемент ИЛИ 10, даст запрет на прохождение цифровой информации с выхода счетчика 5 по модулю Р на вход умножителя 13. После того, как на вычитающий вход реверсивного двоичного счетчика 9 поступит k импульсов, во всех его разрядах установятся нули и он вьщаст сигнал, переключающий коммутатор 8 на прохождение тактовых илетульсов в счетчик 3 по модулю Р, который работает аналогично счетчикам 5, 6 по модулю Р. В этот момент на выходах счетчиков 5, 6 по модулю Р установятся значения весовых коэффициентов, выраженные в двоичном коде, а счетчи, ки 2, 3 по модулю Р начнут вырабатывать с тактовой частотой цифровые последовательности адресов, необходимые для формирования 1-ой и 2-ой обобщенных функций Радемахера. Умножители 13 перемножают эти цифровые последовательности с соответствующими весовыми коэффициентами 01 и gj, которые установились на выходах счетчиков 5, 6 по модулю Р Блоки 14 преобразования /цзоичного кода в код по модулю Р преобразуют вмхо;т:ной двоичный код с выходов умножителвй 13 в код по модулю Р и результат преоПразовэния поггуггает на входы блока 15 элеменоов ИЛИ. В результате на выходе блока 15 формируется цифровая последовательность кодов адресов, необхо димая для выборки из блока 16 памяти соответствующих значений амплитуд, выраженных в двоичном коде. Эти амплитуды через блок элементов запрета поступают на вход цифроаналогового преобразователя 18, на выходе 20 которою формируется в аналоговом виде требуемая обобщенная функция Хаара. Когда номер обобщенной функции Хаара к.;&о ) то обобщенная функция Хаара прини|1|ает нулевые значения. Это происходит тогда, когда значения кодов с выходов счетчиков по модулю 2 и 5 не равны друг другу, а на выходе элемента ИЛИ 10 появится логическая единица. При это элемент 19 импликации даст запрет на прохождение цифровой информации с выхода блока 1 памяти на вход цифроаналогового преобразователя 18, в результате чего на выходе 20 уст4 ройства формируются нулевые значения обобщенных функций Хаара. Увеличивая число счетчиков по модулю Р и разрядность всех устройств, можно формировать обобщенные функции Хаара с любым т Предлагаемое устройство по сравнению с известным, позволяет генерировать обобщенные функции Хаара с любым интервалом задания аргумента (О, Р ). Формула изобретения Генератор обобщенных функций Хаара, содержащий генератор тактовых импульсов и счет чики, отличающийся тем, что, с цепью расщирения функциональных возможноетей за счет генерирования функ10га Хаара на интервалах (О, Р), где тир- произвольные положительные целые числа, он содержит реверсивный счетчик, коммутатор, элемент ИЛИ, элемент импликации, два блока элементов запрета, схему сравнения, два умножителя, два блока 516 преобразования кодов по основанию, блок элементов ИЛИ, блок памяти, цифроаналоговый преобразователь, причем выход генератора тактовых импульсов подключен ко входу коммутатора, первый выход которого подключен ко входу первого счетчика, второй выход - ко входу второго счетчика и ко входу реверсивного счетчика, а управляющий вход коммутатора - к выходу реверсивного счетчика, выходы персонала первого и второго счетчиков подключены ко входам соответственно третьего и четвертого счетчиков, выходы первого и третьего счетчиков подключены к первым входам первого и второго умножителей соответственно, выход второго счетчика через первый блок элементов запрета, а выход четвертого счетчика непосредственно подключены ко вторым входам второго и первого умножителей, соответственно, выходы которых через соответствующие блоки преобразования кодов по основанию подключены ко входам блока элементов ИЛИ, выход которого подключен к адресному входу блока памяти, выход блока памяти через второй блок элементов запрета подключен ко входу хшфроаналогового преобразователя, выход которого является выходом генератора обобщенных функций Хаара, первый и второй входы схемы сравнения подключены. к выходам второго и третьего счетчиков соответственно, а ее выход - к первому входу элемента импликации, выход которого подклн чен к запрещающему входу второго блока элемеитов запрета, а второй вход, а также запрещающий вход первого блока злементов запрета - к выходу элемента ИЛИ, вход которого подключен к выходу четвертого счетчика. Источники информации, принятые во винмание при экспертизе 1.Алексеев Г. И. Воспроизведение функций редствами цифроаналоговой вычислительной ехники. Минск, 1976, с. 130, рис. 2.29 а. 2.Авторское свидетельство СССР N 446050, л. G 06 F 1/02, 1972 (прототип).