Устройство для вычисления спектраМОщНОСТи Советский патент 1981 года по МПК G01R23/00 

1

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано при создании специализированных процессов для спектрального анализа процессов и сигналов, вычислительно-моделирующих комплексов для испытаний изделий на внешние воздействия, навигационных и радиолокационных систем слежения и обиаружения.

Известные устройства можно раздет пить на две,группы: первая группа реализует в том или ином виде алгоритм быстрого преобразования Фурье (БПФ), а в основу работы второй группы устройств положен принцип преобразования корреляционной функции в спектЕ альную область.

Известно устройство, относящееся к первой группе, наиболее общими структурными элементами которого,а также.других устройств представляющих первую группу являются: блок задания системы базисных функций, выполненный в виде блока памяти, блоков хранения и преобразования информации или реализованный в виде Группы регистров и пог11ческих схем; операционный блок, включающий в себя в том или ином схемном решении умножители и сумматоры; блок управления, регламентирующий взаимодействие всех структурных элементов устройства U . Недостаток этого устройства состоит в невысоком быстродействии, ограниченном требованиями полноразрядного умножения и использованием тригонометрических функций.

Наиболее близким по технической

сущности к изобретению является устройство, содержащее блок определения корреляционной функции, три переключателя, два блока памяти, блок умножения, регистр, цифроаналоговый преобразователь, интегратор, блок определения весового коэффициента, шифратор, схему сравнения, три счетчика, конъюнктор, ключевой элемент, делитель, сумматор, дешифратор, формирователь адреса и блок синхронизации. Это устройство обеспечивает вычисле-г иие спектра мощности Фурье через промежуточную корреляционную функцию 2} .

Основным недостатком его является низкое бьистродействие получения спектра мощности Фурье, что обусловлено прежде всего принципом работы, положенным в его схемную реализацию.

Устройство принципиально не позволяет вычислить спектр мощности Фурье через спектр мощности Уолша, что дает значительное преимущество в быстродействии по сравнению с традиционными схемами. Наряду с этим устройство не позволяет решить ряд задач в услрвиях, когда исходный (анализируемый) процесс недоступен для анализа, но его характеристики известны априори и заданы в виде спектра Уолша. При мером таких объектов могут быть летательные аппараты, сейсмические объекты и т.д. Второй недостаток заключает ся в том, что устройство обеспечивает последовательное сканирование частотного диапазона, т.е. на его выходе образуются последовательно компоненты (крэффициенты ) спектра мощности Фурье, Это не только снижает быстродействие,.но и сужает область их применения. Цель изобретения - повышение быстродействия вычисления спектра мощности Фурье. Эта цель достигается тем,что в уст ройство для вычисления спектра мощности, содержащее два счетчика, вход первого из которых является первым входом устройства, первый регистр, вход которого является вторым входом устройства, первый блок памяти, пер вый вход которого является третьим входом устройства, выход первого счет чика подключен к первому входу блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом первого регистра, а выход подключен к первому входу блока синхронизации, первый выход которого соединен с первым входом первого сумматора, с первым входом второго, счетчика и со вторым входом первого счетчика, второй выход блока синхронизации соединен со вторым входом вто рого счетчика, третий вход которого подключен к выходу шифратора, а выход соединен со входом первого дешифратора м первым входом формирователя адреса, выход дешифратора подключен к первому входу блока селекции, выход которого соединен со вторым входом формирователя адреса, третий вход которого соединен с выходом первого счетчика, выход первого блока памяти подключен к первому входу первого переключателя , второй вход которого сое динен с выходом второго блока памяти, sx.of которого подключен к выходу формирЛателя адреса, выход первого переключателя соединен с первым входом блока умножения, выход которого подключен к первому входу второго переключателя, выход которого соединен со вторым входом первого сумматора, вы- -ход третьего переключателя соединен со вторым входом первого блока памяти введены два блока элементов ИЛИ,, блок формирования дополнительного код триггер, второй регистр, генератор кода Грея, второй сумматор, второй де шифратор, блок вычисления спектра Уолша, зад атчик номера цикла работы, первый вход Которого подключен к выходу второго дешифратора, вход которого соединен с выходом первого счетчика, входы второго регистра соединены соответственно с первым и с третьим выходом блока синхронизации и с выходом задатчика номера цикла работы, второй вход которого объединен со входом генератора кода Грея, входом первого блока элементов ИЛИ, с первым входом третьего переключателя и со входом блока формирования дополнительного кода и подключен к выходу второго регистра, выход первого блока элементов ИЛИ соединен со вторым входом блока синхронизации, вход второго блока элементов ИЛИ подключен к .выходу второго счетчика, а выход соединен с третьим входом первого переключателя и с третьим входом блока синхронизации, входы второго сумматора соединены соответственно с первым выходом блока синхронизации и со вторым выходом второго переключателя, аходы триггера подклю.чены соответственно к первому и четвертому выходам блока синхронизации,а выход триггера соединен со вторым входом второго переключателя и с третьим входом третьего переключателя, третий вход которого подключен к выходу блока формирования дополнительного кода, выход блока вычисления спектра мощности УоЛша соединён с третьим входом первого блока памяти и вход является четвертым входомустройства. На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 представлена временная диаграмма работы блока 23 с.инхронизации. Устройство содержит первый 1 и второй 2 рёзгистры, первый 3 и второй 4. счетчики, блок 5 формирования дополнительного кода, блок 6 сравнения, первый 7 и второй 8 дешифраторы, блок 9 селекции, генератор 10 кода Грея, формирователь 11 адреса, задатчик 12 номера цикла работы первый 13 и второй 14 блоки памяти, первый 15, второй 16 и третий 17 переключатели, блок 18 вычисления спектра мощности Уолша, шифратор 19, блок 20 умножения, первый 21 и второй 22 сумматоры, блок 23 синхро«изации, первый 24 и второй 25 дизъюнкторы, триггер 26. Регистр 1 предназначен для приема и хрангния последнего номера Kefi,a.../(//41 пересчитываемой спектральной компоненты, (здесь и далее, по тексту анализируемый процесс )()) задан N отсчетами V 0 ,1. ... N-1, причем N 2 m любое целое число. Спектры мощности Фурье и Уолша заданы N/2-1 компонентами: Рр(К), ,2. . .N/2-l; .Р (г) , гв1,2.. .N/2-1 (1). . Регистр 2 предназначен для своим состоянием текущего номера цик ла г еГ1,2... N/4 Работы устройства: его разрядность определяется соотноше нием т- 1. Сброс в нулевое состояни осуществляется по второму входу, а запись информации - с первого входа по синхроимпульсу, поступакицему на второй вход. Первый счетчик 3 предназначен для задания номеров тактов устройства ,4..т его разрядностьопределяется соотнсмаением en t (log-rii)+l. Исходное состояние задается кодом с первого входа по синхроимпульсу с . третьего входа. Последний является также сигналом, по которому осуществляется пересчет. Установка в нуль организуется по второму входу. Второй счетчик 4 обеспечивает формирование последовательности нрме ров вычисляемых компонентов спектра мощности Уолша, его разрядность определяется соотношением т-1. Запись исходного кода состояния организуется по первому входу, а счет - по вто рому входу. Блок 5 формирования дополнительно го кода выполняет преобразование кода номера цикла г (1,2. Г.N/4t соот ветствующего состоянию второго регистра 2, в дополнительный код и может быть реализован по любому из известных методов. Блок 6 сравнения обеспечивает ана лиз поступающих на первый и второй входы кодов на совпадение и в случае их равенства формирует на своем выходе сигнал кода вычислений. Первый дешифратор 7 обеспечивае преобразование текущего номера такта устройства, поступающего на его вход соответственно с выражением -2 ,4...т5. (2) где Yxj - номер разряда двоичного кода на выходе, в котором записана единица (нумерация разрядов в двоичном ко де здесь и далее по тексту справа налево), - код на входе в десяти ной системе счисления. Второй дешифратор 8 предназначен для преобразования текущего номера вычисляемой спектральной компоненты ,2... N/4l в соответствии с выражением Y, R(2K)® R{2K-1), Y, - ДВОИЧНЫЙ код на выходе К(2К) . R(2K-1) - коды Грея от чисел 2К и 2К-1 соответственноД)-опера ция поразрядного суммирования по модулю два. Блок 9 селекции предназначен для формирования признака тригонрметрической функции (синуса или косинуса) для первого преобразователя 11 код путем выделения одного из т-2 разрядов кода Грея R(2r), поступающего на его.второй вход, номер которого определен единицей в соответствующем разряде кода на первом (управляющем) входе. Генератор 10 кода Грея предназначен для формирования последовательности т-2 старших разрядов кодов Грея от чисел 2г, обозначаемыхR(2r), где r€{l,2... N/4l - текущий номер цикла устройства, подаваемый на вход. Генератор 10 кода Грея может быть выполнен по любому из известных методов . Формирователь 11 адреса предназначен для формирования адраса требуемой в процессе вычислений константы (синуса или косинуса, хранящейся в первом блоке 13 памяти. Коды на первом и втором его входах задают в совокупности аргумент функций, а уровень напряжения на третьем входе определяет вид функции (синус.или косинус). Зада1чик 12 номера цикла работы устройства задает этот номер из области гб{1,2... N/41 по кодам на первом и втором его входах. Первый блок 13 памяти предназначен для хранения констант вида (р5Г/2), Pe(i,a...N/a-i}, записанных по последовательным адресам L-1,2. . . N/2. Второй блок 14 памяти предназначен для хранения коэффициентов спектра мощности Уолша, которые записываются со второго или третьего входа по последовательным гщресам памяти. Код адреса задается .на. первом входе. Первый переклю чатель 15 обеспечивает коммутацию на выход первого или третьего входов в зависимости от управляющего сигнала на втором входе. Второй переключатель 16 обеспечивает коммутацию на первый или второй выход первого входа в зависимости от управляющего сигнала на втором входе. Третий переключатель 17 обеспечивает коммутацию на выход второго или третьего входов в зависимости от управлякицего сигнала на втором входе. Блок 18 вычисления спектра мощнос.ти Уолша предназначен для вычисления коэффициентов спектра мощности Уолша, процесса, поступающего на его вход. Шифратор 19 предназначен для згщания кода исходного состояния первого счетчика 3 (начального номера такта работы устройства) путем преобразования входного кода в соответствии с выражением ./ де Y - выходной код в десятичной системе счисления , i - номер разряда входного двоич ного кода, в котором записана единица. Шифратор 19 обеспечивает преобразование входного (т-1) - разрядного кода в код разрядности ent(lo(3 т)+1 в код разрядности en t (l-og,jm)+l. В операционную часть устройства входят блок 20 умножения, первый 21 и второй 22 сумматоры. Блок 20 умножения формирует последовательность произведений чисел, хранящихся в первом 13 и втором 14 блоках памяти и передаваемых в определенном порядке,через первый переключатель 15 на его первый вход, управление работой блока 20 умножения ос ществляется уровнем напряжения на втором входе. Первый 21 и второй 22 суь маторы представляют собой накапливающие структуры: установка их в. нулевое состояние выполняется по второму вх ду . Блок 23 синхронизации предназначен для регламентирования работы всех блоков устройства в процессе . функционирования. Первый 24 ,и второй 25 блоки эле ментов ИЛИ формируют управляющие си налы конца вычисления одной спектрал ной компоненты и конца одного цикла соответственно путем анализа содержи мого всех разрядов второго регистра и первого счетчика 3 на нуль. Триггер 26 обеспечивает формирова ние управляющих сигналов для второго 16 и третьего 17 переключателей. Ра.бота триггера организована по первому счетному входу, а установка в нуль - по второму входу. Первый 11 и второй 12 преобразова тели кода имеют особенности функцио нирования. Блок 11 выполняет преобразование входных кодов, поступающих на первый и второй входы, в двух , определяемых сигналом Z на третьем (управляющем) входе. Преобразование выполняется в соответствии с выражениямиe ) адресом константы, причем значения , N/2 исключаются. В целях более точного описания работы устройства на каждом такте i и цикле Г в дальнейшем адрес константы А обозначается L р(К) , а сама константа А записывается в виде ,p(k). В табл.1 и 2 приведены значения L (k) для N-25 32, где L.- (К) 0,16 исклюттаот сг. чается. Таблица Первый режим . Второй режим Таблица2 Блок 12 кода содержит т-1 узлы преобразования, каждый .из которых преобразует входной (т-1) разрядный код в последовательность кодов в соответствии с выражением Y.(a8-i),,i...,.je{i,a...(tTi-i)j, () гдеj - номер разряда, в котором записана единица в (т-1) разрядном двоичном коде, подаваемом на первый вход; также определяется номер схемы в преобразователе. В табл. 3 приведен пример работы второго преобразователя 12 кода. ТаблицаЗ

,-2 ent2W--)-, е-неч.

L.

(5) У en $ (, В-мет. Ventf V), Р-иеч K-2H2 ent2-(tc-i),e-4eT где ie {3,4.. .т -код номера такта втором входе;Ке {1,2... N/4 - ко номера вычисляемого коэффициента спектра мощности Фурье на первом входе; Lfc{0,l,2... N/2 - преобр зуемый код на выходе, являющийся Блок 12 формирует код по соответствию кодов на втором входе и.выходе. Так, например, если на первый вход поступил код выбора второй схемы 0... 010 (табл. 3), а на второй вход подан нулевой код О... О, то на выходе передается код Y,j 2(0 ... О10.л. Оче- . редной код на выходе Y . .. 0110 .формируется после того,как на второй вход преобразователя будет подан предыдущий код, т.е. 2 0... Это обеспечивается тем, что выхо блока 12 подключен к первому входу второго регистра 2, вlkxoдoм соединенного со вторым входом Олока 12. Запись информации с первого входа второго регистра 2 и передачи ее на выход организуется по управляющему сигналу на третьем его входе. Блоки 11 и 12 могут быть выполне ны в виде комбинационных схем, синтезированных по известным методам как конечные автоматы, или в виде вычислительных устройств, микропрог раммы управления которых реализуют законы функционирования в соответст вии с ( . Устройство обеспечивает вычисление спектра мощности Фурье в двух режимах. Первый режим позволяет получить спектр мощности Фурье непосредствен но по анализируемому процессу. Для этого последний подается на четвертый вход устройства, преобразуется блоком 18 вычисления спектра мощнос ти Уолша в соответствии с соотношениямиUcV), V (0,,l... N/2 -1 VДИ 4гr:x()waг(2S,1) л)о VJr)4- Z3 X(V)wae(2S-f,V); ,a...N/2-i, 4)o где L - параметр усреднения, определяемый требуемой дисперсией оценки, вычисленные компоненты спектра мощности Уолша записываются по пос ледовательным ащресам второго блока 14 памяти. Остальные блоки устройст ва реализуют преобразование компонент спектра мощности Уолша в необходимое количество компонент спект.ра мощности Фурье, определяембх исходными данными с первого и второго входов устройства (начальным и коне ным номером вычисляемых компонент). Второй режим обеспечивает получе ние спектра мощности Фурье по извес ному спектру мощности Уолша, причем составляющие (компоненты) последнег заранее известны (вычислены, получе ны из табл. графиков и т.д.) и запи сываются с третьего входа устройства во второй блок 14 памяти. Задани количества вычисляемых компонентов спектра мощности Фурье выполняется аналогично первому режиму. В обоих режимах спектр мощности Фурье формируется -на выходах устройства параллельно: на первый выхо передаются компоненты с номерами К€Г1,2-. .. N/41, а на второй - с номерами Kfc(N/4, N/4 + 1... N/2-1 , причем особенностью параллельной работы является сканирование частотного диапазона сконцов к середине. Например, если на первом выходе устройства сформирована компонента с номером , то на втором выходе образуется компонента с номером, дополняющим до N /2, т.е. K N/2-l. Функционирование устройства начинается с подготовительного этапа, на котором осуществляется задание количества вычисляемых компонент спектра мощности Фурье и загрузка второго блока 14 памяти. Во второй счетчик 4 с первого входа устройства записывается двоичный код номера первой вычисляемой компоненты спектра мощности Фурье в виде , (1,2.. .N/4, а в первый регистр 1 со второго входа устройства записывается двоичный код номера последней вычисляемой компоненты К, , ,2... . Загрузка второго блока 14 памяти заключается в записи по его последовательным адресс1М P,r l,2...N/2-l, где г- порядковый номер коэффициентов спектра мощности Уолша. В первом режиме это осуществляется в результате работы блока 18 вычисления спектра мощности Уолша, выход которого подключен ко второму входу второго блока 14 памяти, а во втором режиме через третий вход устройства. На этом подготовительный этап заканчивается и дальнейшая работа устройства регламентируется блоком 23 синхронизации. По внешней команде в момент времени .2) блок 23 синхронизации формирует на своем втором входе импульсный сигнал, по которому устанавливаются в нулевое состояние первый 21 и второй 22 сумматоры, триггер 26, первый счетчик 3 и второй регистр 2, а второй счетчик 4 увеличивает состояние.на единицу. При этом на выходах первого 24 и второго 25 дизъюнкторов в момент времени t« формируются низкие-логические уровни напряжений. С выхода первого дизъюнктора 24 уровень логического нуля подается на третий вход блока 23 синхронизации и является признаком формирования одиночного импульса на третьем его выходе, а уровень логического ну.ля с выхода второго дизъюнктора 25 является командой начала выработки группы импульсов на четвертом выходе блока 23 синхронизации. В момент времени tg на третьем и четвертом выходах блока 23 синхронизации формируются сигналы, по которым первый счетчик 3 и второй регистр 2 изменяют свои состояния, которые определяются шифратором 19 и блоком 12. В свою очередь формируемые ими коды исходных состояний зависят от преоЛраэованного вторым дешифратором 8 кода номера вычисляемой спектральной компоненты, хранящегося во втором счетчике 4. В момент времени t на выходах первого 24 и второго 25 диэъюнктора образуются высокие логические уровни напряжений, так как состояние первого счетчика 3 и второго регистра 2 не равны нулю. При этом сигнал логической единицы с выхода первого блока 24 элементов ИЛИ блокирует формирование сигналов на третьем выходе, а сигнал с выхода второго блока 25 элементов ИЛИ обеспечивает для первого переключателя 15 задание режима коммутации связи третьего входа с выходом; включение блока 20 умножения.

Дальнейшая работа устройства заключается в выборке из первого блока 13 памяти требуемой константы и передачи ее через первый переключатель 15 в блбк 20 умножения, формирование адреса блоком 11 согласно (5) и (б) по коду номера вычисляемой спектральной компоненты Ke-(i,a.-. V/4, подаваемого на второй вход, коду номера такта 1б{3,. .. mj- работы устройства нд . первом входе и логического уровня на третьем входе. Последний формируется блоком 9 селекции путем выделения одного из разрядов кода Грея R(2r), образованного генератором 10 кода Грея, от числа, равного удвоенному номеру цикла 2h работы Устройства. Номер выделяемого разряда задается первым дешифратором 7 согласно (2) путем формирования двоичного кода с единицей в выделяемом разряде и нулевыми остальными по коду номера такта ie{3,4.. .т .

таким образом, на первый вход блока 20 умножения передается первый операнд, являющийся константой из первого блока 13 памяти. Например, если во втором счетчике записан код 00001 (), то в момент времени t он изменяется и становится равным . На выходе второго дешифратора 8 согласно (З)образуется код 001, который шифратором 19 преобразуется в код 011, а блоком 12 в код 0001 (7). Следовательно, номер такта (состояние первого счетчика 3) работы устройства равен , а номер 1 1икла состояние второго счетчика 2) - момент времени Ц. Код номера цикла г 0001 передается в генератор 10 кода Грея и преобразуется в видеа(2г)00011, три разряда которого 0000 передаются за его выход. Первый дешифратор 7 в соответствии с (2) по коду состояния первого. счетчика 3 формирует на выходе код 001, по которому блок 9 селекции выделяет первый разряд кода на втором входе . Следовательно, работа блока 11 определяется следующей информацией на его входах: кодом 011

ria первом входе, кодом на втором входе и уровнем на третьем входе, В соответствии с (5) и (6) на его выходе образуется код адреса Цц( r), по которому в момент времени 1ц из первого блока 13 памяти Ьчитывается константа вида

А - JK)A, (-)COS(p:r/2 jrc05 4i v:2%,923

ii ) ).. .

передаваемая затем через первый переключатель 15 на первый вход блока 20 умножения (первый операнд).

В момент времени tg- на четвертом выходе блока 23 синхронизации формируется очередной импульсный сигнал, который переводит первый счетчик 3 в следующее (на .единицу больше предшествовавшего) .состояние. Это приводит к изменению кода на входе первог дешифратора 7, первом входе блока 11 формированию нового адреса на выходе последнего. Константа, считанная по этому адресу из первого блока 13 памяти, является вторым операндом для блока 20 умножений, который осуществляет перемножение предыдущей константы с данной. Это произведение является одним из операндов для очередной константы.

Для рассматриваемого примера состояние первого счетчика 3 становится равным i-100, следовательно, адрес константы разе 1 j((,)2f а ее величина равна

А,- -() o °005 2: /2 0,980 .{К)-2,

Количество таких тактовработы устройства определяется моментом ус-тановки первого счетчика 3 в нулевое состояние. При этом в момент времени t на выходе второ17о блока 25 элементов ИЛИ появляется низкий логический уровень напряжения, который блокирует формирование импульсов на четвертом входе блока 23 синхронизации, переводит первый переключатель 15 в режим передачи информации с первого входа на выход и значение коэффициента спектра мощности Уолша с выхода второго блока 14 памяти передается в блок 20 умножения. Операция умножения заканчивается в момент tg (фиг.2 конец УМН). Причем, предыдущее произведение, которое в данном случае выступает в качестве второго операнда, (Сохраняется -в локальной памяти блока

20 умножения (например, в регистре).

Адрес коэффициента спектра мощности Уолша, к моменту:времени tg определен нулевым состоянием триггера 26 низким, логический уровень с выхода которого подается на второй вход третьего переключателя 17 и коммутирует тракт передачи информации с первого его входа на выход. т.е. номер цикла работы устройства г с выхода второго регистра 2 через третий переключатель 17 передается в качестве кода адреса на первый вход второго блока 14 памяти. Сформированное в блоке 20 умножения произведение передается через второй переключатель 16 на первый вход первого сумматора 21, поскольку триггер 26 своим низким логическим уровнем на выходе коммутирует во вто ром переключателе 16 первый вход на первый выход. В момент времени tg ;ia первом выходе блока 23 синхронизации вырабаты вается сигнал, по которому триггер 26 переводится в единичное состояние и тем самым коммутирует во втором переключателе 16 первый вход на второй выход, а в третьем переключателе 17 - третий вход на выход. Это обеспечивает задание блоком 5 формированйя дополнительного кода на своем выходе адреса N/2 -г, т.е. дополнительного кода до числа N/2 от текущего номера цикла. По этому адресу . из второго блока 14 памятн считывается очередной коэффициент спектра мощности Уолша и передается в блок 20 умножения, в.котором осуществляет ся его умножение на содержимое локальной памяти последнего. Затем это произведение через второй переключатель 16 пересылается во второй сумматор 22 (момент времени ь конец УМН). Таким образом, за интервал времени в блоке 20 умножения формируется произведение из констант, счи тываемых из первого блока 13 памяти. Затем полученное число умножается на коэффициент спектра мощности Уолша, хранящийся по адресу и передае ся в первый сумматор 21 накапливающего типа. Аналогичные операции выполняются с другим коэффициентом спектра мощности Уолша, считанного с адреса Pp N/2-r. На этом заканчивается первый цикл работы устройства В момент времени tg на третьем и четвертом выходах блока 23 синхронизации формируются импульсные сигналы, которые обеспечивают запись исходного номера такта в первый счетчик 3 и очередного номера цикла во второй регистр 2. На выходе второго блока 25 элементов ИЛИ появляется высокий логический уровень напряжения () и дальнейшая работа устройства аналогична предьщущему циклу. Так, устройство выполняет действия в момент t - адекватные моменту времени t , а интервал t,.j-t можно поставить в соответствие с интервалом времени t-,-tr, при этом изменяется только номер цикла, формируемый во втором регистре 2, адреса считывания со второго блока 14 памяти коэффициентов спектра мощности Уолша и содержимое первого 21 и второго 22 сумматоров, в которых происходит алгебраическое сложение результатов ра-боты каждого цикла. Состояние триггера 26 определяется сигналом на первом (счетном входе и изменяется в моменты времени t и (установка в нуль)15 t|4 ty Уровень напряжения , на его выходе влияет только на последовательность передачи информации в первый 21 и второй 22 сумматоры. Так, нулевое его состояние определяет работу первого сумматора 21, на первый вход которого передается число, равное произведению содержимого локальной памяти блока 20 умножения на коэффициент спектра мощности Уолша, считанного с адреса Pf. г второго блока 14 памяти. Единичное состояние триггера 26 обеспечивает работу второго сумматора 22, на первый вход которого передается число, равное произведению содержимого локальной па1мяти блока 20 умножения на коэффициент спектра мощности Уолша, хранящегося по адресу Р N/a - г во втором блоке 14 памяти. табл.4 численно иллюстрирует работу устройства на каждом такте и цикле для N«2 , . В колонках приведены значения считываемых из первого блока 13 памяти констант, а также их произведение (столбцы) до момента умиох ения на коэффициенты спектра мощности Уолша. Из табл.4 видно, что для коэффициента спектра мощности Фурье с номером устройство работает не на всех тактах, а только начиная с третьего номера. Номера циклов также представлены выборочной, функционально связанной последовательностью чисел, обусловленной особенностью функционирования второго преобразователя 12 кода. Т а б л и ц а 4 0,809 0,139 0,005 0,032 Количество циклов работы.устройства согласно (7) равно N/23 ; ,2...m -1}, где J - функционально связанный с номером вычисляемого коэффициента спектра мощности Фурье параметр. В моменты времени t выполняется умножение последней пары коэффициентов спектра мощности Уолша на число, полученное путем последовательного перемножения констант из первого блока 13 памяти за период t.-1,,. Очередной импульс на третьем выходе блока 23 синхронизации приводит к записи во второй регистр 2 нулевого кода (t) , по которому срабатывает блок элементов ИЛИ. Низкий логический уровень на его выходе является признаком конца вычислений коэффициента спектра мощности Фурье с номером К хранящимся во втором счетчике 4. Блок 23 синхронизации формирует на своем втором выходе импульс () по которому первый 21 и второй 22 сумматоры передают на первый и второй выходы устройства свое содержимое, т.е. коэффициенты спектра мощности Фурье с номерами К и N/a -к соответственно, причем при передаче числа с выхода сумматоров на выходы устройства выполняется умножение на масштабный множитель С, пропорциональный степени двух, путем соответствующей коммутации выходов сумматоров и устройства. По этому сигналу устанавливаются в нулевые состоя.ния первый счетчик 3, триггер 26 и подтверждается нулевое состояние вто рого регистра 2. При этом содержимое второго счетчика 4 увеличивается на единицу. Процесс вычислений очередного коэффициента спектра мощности Фурье аналогичен рассмотренному. Например табл.5 по аналогии с табл.4 численно характеризует работу устройства для К. Таблица5 Работа устройства для первого и второго выходов при вычислении пары коэффициентов спектра мощности Фурь с номером К иNf2-K соответственно х рактеризуется выражениями гел .; рдк)сг::рх -)ПА, (К) Г6Б f Pp(fc) CEi:P(r).(K) , 2 .. . Г//4 B N/2-l; W/a-2...W/4 I€{3,4...m} ,2... N/4} Формулы (3) отражают процедуру пере рытия спектрального диапазона из . NjQ-1 компонент с концов, т.е. после довательно вычисляются пары коэффициентов спектра мощности Фурье с но мерами 1 иМ/а-1, 2 и/ //2-2 и т.д.; сокращение числа тактов и циклов работы устройства, поскольку i и г принимают значения из указанных областей определения. Функционирование- устройства оканчивается если предварительно задано условие К К. Например, для вычисления коэффициентов спектра мощности Фурье с номерами 1 и N/2 -1 во второй счетчик 4 записывается код К ...0, а в первый регистр код K....01. В противном случае вычисления продолжаются до тех пор, пока не выполнится условие К К, анализируемое блоком б сравнения. Таким образом, технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства заключается в следующих его качествах; в сокращении времени вычисления спектра мощности Фурье за счет обеспечения возможности получения его по спектру мощности Уолша того же процесса, устранения отдельных (холостых) тактов и циклов работы устройства, возможности вычисления отдельных, заданных своими номерами и существенных при решении конкретной задачи спектральных, компонент организации параллельной работы устройства, обеспечивающего .одновременное формирование пар коэффициентов спектра мощности Фурье; в расширении функциональных возможностей за счет вычисления спектра мощности Фурье по исходному (анализируемому) процессу и его спектру мощности Уолша, вычисления отдельных заданных своим номером, спектральных компонент, обеспечения возможности сканировать частотный диапазон от концов интервала к его середине; в сокращении трудоемкости проведения спектрального анализа и в частности повышении производительности за счет устранения (упразднения) операций, связанных с подготовкой, настройкой аппаратуры, записью процесса на носители информации в условиях, когда известен спектр мощности Уолша анализируемого процесса, устранения непроизводительных затрат времени на анализ всего частотного диапазона путем вьвделения в нем требуемых участков в условиях, когда спектральная область априори известна, упрощения контроля и диагностики устройства. Формула изобретения Устройство для вычисления спектра мощности, содержащее два счетчика, вход первого из которых является первым входом устройства, первый регистр, вход которого является вторым входом устройства, первый блок памяти, первый вход которого является третьим входом устройства, выход первого счетчика подключен к первому входу блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом первого регистра, а выход подключен к первому входу блок синхронизации, первый выход которого соединен с первым входом первого сумматора, первым входом второго счетчика и со вторым входом первого счет чика, второй выход блока синхронизации соединен со вторым входом второ го счетчика, третий вход которого подключен к выходу шифратора, а выход соединен со входом перврго дешифратора и первым входом формирователя адреса, выход дешифратора подключен к первому входу блока селекции, выход Которого соединен со вторым входом формирователя адреса, третий вход которого соединен с выходом первого счетчика, выход первого блока пшляти подключен к первому входу первого переключателя, второй вход которого соединен с выходом второго блока памя ти, вход которого подключен к выходу формирователя адреса, выход первого переключателя соединен с первым входом блока умножения, выход которого подключен к первому входу второго переключателя, выход которого соединен со вторым входом первого сумматора, выход третьего переключателя соединен со вторым входом первого блока памяти, отличающееся тем что, с целью повышения быстродействия вычисления спектра мощности Фурье, в устройство введены два блока элементов ИЛИ, блок формирования дополнительного кода, триггер, второй регистр, генератор кода Грея, второй сумматор, второй дешифратор, блок вычисления спектра Уолша, згщатчик номера цикла работы, первый вход которого подключен к выходу второго дешифратора, Bxoft которого соедииеа , с выходом первого счетчика, входы второго регистра соединены соответственно с первым и с третьим выходом блока синхронизации и с выходом эадатчика номера цикла работы, второй вход которого объединен со входом генератора кода Грея, входом пераого блока элементов ИЛИ, с первым входом третьего переключателя и со входом блока формирования дополнительного кода и подключен к выходу второго регистра, выход первого блока элементов ИЛИ соединен со вторым входом блока синхронизации, вход второго блока элементов ИЛИ подключен к выходу второго счетчика, а выход соединен с третьим входом первого переключателя и с третьим входом блока синхронизации, входы второго сумматора соединены соответственно С первым выходом блока синхронизации и со вторьм выходом второго переключателя, входы триггера подключены соответственно к первому и четвертому выходам блока синхронизации, а выход триггера соединен со вторьм входом второго переключателя и с третьим входом третьего переключателя, третий вход которого подключен к выходу блока формирования дополнительного кода, выход блока вычисления спектра мощности Уолша соединен с третьим входом первого блока памяти, а вход является четвертым входом устройства. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 467356, кл. G 06 F 15/34, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР 532863,:кл. G 06 F 15/34,1976.