Генератор дискретных функций Советский патент 1980 года по МПК G06F17/10 G06F1/02 

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, и пред- . назначено для генерирования дискретных функций и может найти применение при создании систем управления раз- 5 личными процессами,а также при разработке устройств для генерирования сигналов дискретных функций.

Известны устройства для генерирования дискретных функций, которые Ю построены на базе сдвигового регистг ра с обратной, связью и предназначены для генерирования узкого класса сигналов, а именно псевдослучайных сигналов 1.15

Более близким к предложенному явля ется генератор дискретных функций, включающий устройство для решения линейных над полем действительных чисел однородных разностных уравнений, 20 состоящие из последовательно соединенных элементов памяти, выходы которых через блоки весовых коэффициентов подсоединены к входам суммирующего устройства, выход которого, соединен-25 ный со входом первого элемента памяти, позволяет генерировать сравнительно узкий класс сигналов, являющихся решениями линейных однородных разностных уравнений 2.30

Целью изобретения является расширение класса генерируемых функций за счет генерирования функций псевдослучайных стационарных процессов, нестационарных процессов, периодических и непериодических функций над полем действительных чисел периодических двоичных функций.

Эта цель достигается тем, что в генератор дискретных функций, содержащий первую группу элементов памяти, блоки весовых коэффициентов и сумматор, причем элементы памяти первой группы соединены последовательно, а их выходы подключены ко входам соответствующих блоков весовых коэффициентов, выходы которых соединены с соответствующими входами сумматора, выход которого соединен со входом первого элемента памяти первой группы, введены 1потенциирующий преобразователь, умножитель, вторую группу ieneментов памяти и сумматор по модулю 2, причем выход сумматора подключен ко входу потенциирующего преобразователя, выход которого соединен с первым входом умножителя, второй вход которого подсоединен к выходу сумматора по модулю два и входу первого элемента памяти второй группы, эле746477менты памяти второй группы соединены последовательно, а их выходы подключе ны к соответствующим входам сумматора по модулю два, а выход умножителя является выходом if-eHispaTopa;. Схема предлагаемогй устройства представлена на чвфтеже-х Предла.гаемый генератор состоит из устройства 1, предназначенного для решения линJйныx на,д полем действйтельных чисел ьднородных разностных уравнений, линейной последователь нрстной машины 2, предназначенной для решения линейных над полем GF(2). однородных разностных уравнений, потенциирующего преобразователя 3, знакового умножителя 4. .Устройство 1 образовано последова тельно соединенными элементами 5,6,7 памяти, выходы которых через блоки В, 9,iO весрвых коэффициентов подсоединены к входам суммирующего, устройства 11. Выход сумматора соединен с входом первого эле5мента памяти, образуя обратной связи, и одновременйо йвляется выходом 12 устройства 1. Линейная лВслёдовательирстная, ма шина 2 состоит из сдвигового регистра, 6бразб 9йнйого элементами 13,14, 15 памяти с двумя. ус о{ чивымк СС5СТОяниями (например, трйггёракш) , ййхода которых подключены к сумматору 16 по модулю два. Выход сумматора соединен со входом первого элемента 13памяти, образуя цепь обратной связи, и одновременно является выходом 17 устройст ва 2. - , ; Выход 12 устройства 1 соединен со входом преобразователя 3, а йыход пос леднего подключёй к первому входу ум.ножителя 4, второй вход которого связан с выходом 17 Линейной осзсле;чо1й 1тёльностнрй машины 2, Работа устройства основанана решении ..нелинейного м/льтипликативного однородного разностного уравнения ,п() (1); ,с начальными УСЛОВИЯМИ xj; j 1,2,...п, i 0,1,2,.,. - номер такта;, .. . : Kj - Локазатель степени (рациональное число), мржет быть равным нулю. Рассмотрим.случай некулевых началь ных условий XJ j4 О для всех J . Втаком случае (1) можно представить в виде ti (x.(xM.{2 в уравнений (2) первый сомножи-. тель в квадратньах скобках определяет абсолютную величину , а второй ее знак, т.е. (1) распадается на два независимых уравнения --absxD.no.) 3) 5ign4i..()J (.4) ) 5 I ДЛЯ j l,2,..,,n решение (1) определяется только урав нёнием (4) и является телеграфным сигналом, применяющим два значения. Логарифмируя (3), получим линейное однородное разноатное уравнение относительно tn aiss Bn absx 4 IK6nabs i-jJ 5) , -3-1 ,, .. . Как и&ввстно/решение уравнения определяется корнями характер}истического уравнения .1К;Л 0 (б) j«0 J Если (6) имеет а - действительных корней, простых b различных действитёльйых корней кра1тности ), оО - пар комплексных сопряженных корней, то решение (5) имеет вид en,bsxK.|c,.-)4 h ,. ,,- - . 5 Pi (CfCOSCO oCj Sfn COf i),(7Г . i«l где C Cj , .j -i коэффициенты; зависящие От начальйых условий, ,cOf - амплитуда и частота гармони- ческой составляющей, А - корни характеристического . уравнения. Из (7) нетрудно найти аЪ5хШ ехр(ВпаЪех, д . - . ... Выражение (4) определяет знак величины : Рассмотрим (4) . -. .. inpH() .йn{xD-n) Ипри( .n (9) Введем новую переменную о переменную ,- л 1 ()(10) такую, что ,.()}npMV j e -l.l, Из (9) и (10) имеем .i: Yp-j -, {mod2) (11) Линейное над полем GF (2) разностное уравнение (11) позволяет определить знак, величины иможет быть реаЛизовано с линейной последо зательяостной машины. Устройство работае.т следующим образок. Сначала в элементах 5,6,7 памяти устройства 1 и 13,14,15 линейно последовательностной машины 2 производит ся установка начальных условий бпаЪб x(-j И5чп п . Затем оба устройства, работая синх ронно, генерируют на своих выходах 12 и 17 сигналы En ab& (выход 1 и (5) и (11) соответственно. В процес се работы в элементах 5,6,7 памяти и регистре линейной последовательност ной машины (элементы 13,14,15) осуществляется сдвиг информации вправо. Таким образом в такте i в ячейках 5,6,7 записаны величины п ,Cnoibsx -i-2,..., п abs xti - n, а в ячейках 13,14,1 sign , 546 п х 1-2 ,..., si|n - В соответствииС (5) и (11) на выходах сумматоров 8 и 15 имеем ЕпаЪб и sign , которые в i + 1 такте записываются в освободивш еся в результате сдвига ячейки 5 и 1 соответственно. Сигнал 6п abs xtij поступает также в пЬтёнциирующий пре образователь 3, где в соответствии с уравнением (8) преобразуется в . abs ) и поступает на первый вход знакового умножителя 4, на второй вход которого поступает сигнал sign с выхода 17 линейной последовательностной машины 2. На выход 18 знакового умножителя имеем выходной сигнал устройства abs X i X i , причем abs ij при sign к i 0 jObs X i при X i «1 Предлагаемое устройство позволяет генерировать сигналы, являющиеся реш ниями линейных над полем действитель ных чисел и над полем GF (2) однород ных разностных уравнений, а также сигналы, являющиеся решениями нелинейных мультипликативных однородных разностных уравнений, за счет чего происходит значительное расширение классов генерируемых сигналов. Таким образом, устройство позволя ет генерировать псевдослучайные стационарные процессы, псевдослучайные нестационарные процессы, периодичес- кие и непериодические функции над полем действительных чисел, периодические сигналы над полем GF (2) (телеграфные сигналы). При этом,внутри каждого класса возможен широкий выбор конкретных параметров сигналов с помощью соответствующего выбора порядка уравнения, начальных условий и коэффициентов. Формула изобретения Генератор дискретных функций, содер сащий первую группу элементов памяти, Ьлоки весовых коэффициентов и уммаtop, причем элементы памяти первой Группы соединены последовательно, а их выходы подключены ко входам соответствующих блоков весовых коэффициентов, выходы которых соединены с соответствующими входами сумматора, Ьыход которого соединен со входом первого элемента памяти первой группы, отличающийся тем, JTO, с целью расширения класса гене зируемых функций за счет генерирования функций псевдослучайных стационарных процессов, нестационарных процессов, периодических и непериодических функций над полем действительных чисел, периодических двоичных функций, он содержит потенциирующий преобразователь, умножитель, вторую группу элементов памяти и сумматор по модулю два,причем выход сумматора подключен ко входу потенциирующего преобразоватбля, выход которого соединен с первым входом умножителя, второй вход которого подсоединен к выходу сумматора по модулю два и входу первого элемента памяти второй группы, элементы памяти второй группы соединены последовательно, а йх; выходы -подключены к с6ответствуюй им входам сумматора по модулю 2, а выход умножителя является выходом генератора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 436340, кл. G 06 F 1/02, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР 219914, кл. G 06 F 1/02, 1966: (прототип).

fn ofs агЛ/7