Генератор функций уолша Советский патент 1981 года по МПК G06F1/02 

1

Изобретение относится к автоматике .и вьгаислительной технике и может быть использовано при построении анализаторов спектра диапазонов низких и инфранизких час1х т, функциональных преобразователей и т.д.

Известен генератор функций Уолша, содержащий счетчик, группу дифференцирующих элементов, блок элементов ИЛИ, группу триггеров и блок пьезотрансформаторов СИ.

Недостатком генератора является понженная точность формирования функций Уолша.

Наиболее (близким по технической сущности к предлагаемому яьляется генера- торфункций Уолша, содержащий группу триггеров, счетные входы которых, кром первого и второго триггеров, ттсдключены к выходам соответствующих элементов ИЛИ, а выходы всех триггеров являются выходами генератора функций Уолша, причем входы элементов ИЛИ подключены к выходам ш Фференшфующих элементов, входы которых соединейы с выходами соответствующих разрядов счетчика подключенного счетным входом к выходу генератора тактовых импульсов,а выходам разрядов - к счетным входам соответствующих триггеров группы триггеров С2

Недостатком известного генератчэра является пониженная точность формирования функций Уолша, обусловленная, в частности, нестабильностью и непомохо устойчивостью работы дифференцирующих элементов.

Цель изобретения - повышение точности формирования функций Уолша.

Цель достигается тем, что генератор функций Уолша, содержащий группу тркг-.геров, счетные входы которых, кроме первого и второго триггера, подключены к выходам соответствующих элементов ИЛИ, а выходы всех триггеров являются выходами генератора функций Уолша, дополнительно введены группа компараторов, делители иппряже шя, сумматор, фазосдвигающий элемсНт и генератор гармош1ческого нппряжония.

подключенный выходом к первому входу сумматора, первым входом первого, BTopoго трбтьогх) и чегвергого компараторов и через фазосдвигающий элемент к первым входам пятого, шесгого и седьмого комnaftaropoB, второму входу четвертого компаратора и второму входу сумматора, соединенного выходом с первым входом восьмого компаратора, вторыми входами первого и пятого компараторов и входами двух, делителей. напряжения, выход первогс из которых подключен к вторым входам второго и седьмого компараторов, а выход второго делителя напряжения - к втчэрым входам третьего и шестого компараторов, причем второй вход восьмого компаратора соединен с шиной нулевого потенциала, счетный вход первого тригг за подключен к выходу пятого компаратора, счетный вход второго тригг а соединен с выходом третьего компаратора, входы первого Элемента. ИЛИ .подключены к выходам третьего и пятого компараторов, входы второго,элемента ИЛИ соединены с выходами первого и шестого компараторов, входы третьего элемента ИЛИ подключены к Выходам первого, пятого и шестого компараторов, входы четвертого элемента ИЛИ соединены с выходами первого, третьего и шестого компараторов, входы пятого элемента ИЛИ подкгаочены к выходам первого, третьего, пятого и шестого компараторов, входы шестого элемента ИЛИ соединены с выходами второго , четвертого, седьмого и восьмого компарато- ров, входы седьмого элемента ИЛИ подключены к выходам второго, четвертого, пятого, седьмого и восьмого компараторов, входы восьмого элемента ИЛИ соединены с выходами второго, третьего, четвертого, седьмого и восьмого компараторов, входы девятого элемента ИЛИ подключены к выходам второго, третьего, четвертого, пятого, седьмого, и восьмого компараторов, десятого элемента ИЛИ. соединены с.выходами первого, второго, четвертого, шестого, седьмого к восьмого компараторов, входы одиннадцатого элеivieHTa ИЛИ подключены к выходам всех компараторов, кроме третьего компаратора, а входы двенадцатого элемента ИЛИ соединены с выходами всех компараторов.

На фиг, I изображена блок-схема генератора функций Уолша {для случая

генерации t4 функций Уолша); на фиг. 2 временные диаграммы работы.

Генератор функций Уолша (для случая формирования 14 ф нкций Уолша) содержит

генератор I гармонического напряжения, фазосдвигакнций 2, сумматор 3, первый и второй делитель 4 и 5 напряжения, компараторы 6-13, элементы ИЛИ 14-25 и группы триггеров 26-39, Выход генератора I подключен к первому входу сумматора 3, первым входом первого, второго, третьего и четвертого компараторов 6, 7, 8, и 9 и через фасоздвигающий элемент 2 - к первым входаМпятого, шестого и седьмого aouпараторов 10, II и 12, второму входу компаратора 9 и второму входу сумматора 3. Сумматор 3 соединен выходом с первым входом восьмого компаратора 13, вторыми входами первого и пятого компараторов 6 и 10 и входами двух делителей 4 и 5 напряжения. Выход первого делителя 4 подключен к вторым Входам второго и седьмого компараторов 7 и 12, а выход второго делителя 5 - к вторым входам третьего и шестого компараторов 8, II. Второй вход компаратора 13 соединен с шиной нулевого потенциала. Счетный вход первого триггера 26 подключен к выходу компаратора 10, а счетный вход второго (Триггера 27 - к выходу компаратора 8. Счетные входы остальных триггеров 2839 подключены к выходам соответствующих элементов ИЛИ 14-25. Входы перво элемента ИЛИ 14 подключены к выходам компараторов 8 иЮ, входы .второго элемента ИЛИ 15 соединены с выходами компараторов 6 и 11, входы третьего элемента ИЛИ 16 подключены к выходам компараторов 6, 10 и II, входы четвертого элемента ИЛИ 17 соединены с выходами компараторов 6, 8 и 11, пя- того элемента ИЛИ 18 подключены к Выходам компараторов 6, 8, 10 и 11, входы, шестого элемента ИЛИ 19 соедиHe Hi)t с Выходами компараторов 7, . 9, 12 и 13, входы седьмого элемента ИЛИ 20 подключены к выходам компараторов 7, 9, 10, t2 и 13, входы восьмого элемента ИЛИ 21 соединены с выхо. дами компараторов 7, 8, 9, 12 и 13, вды девятого элемента ИЛИ 22 подключены к выходам юЬмпараторов 7 - Ю, 12 и 13; входы десятого элемента ИЛИ 23 соединены с выходами компараторов 6, 7 9 и 11-13, входы одиннадцатого элемента ИЛИ 24 подключены к выходам компараторов -6,7 и 9-13, а входы двенадцатого элемента ИЛИ 25 подключены к выходам компаратороп 6-13.

Работает генератор Функций Уолша следующим образом. С помощью ген ера 5840 тора I формируется первое (опорное) гармоническое напряжение иД) U.,(t) U«SLMU t , где - амплитуда; о) - круговая частота; t - время. Затем формируется второе гармоническое нагфяжение путем сдвига с помощью эпе- мента 2 первого, напряжения на время, . равное периоду Т,ах генерируемой функшш Уолша наибольшей частоты

иг(0 и„в1и (lOt-f) , У (J Т, - фазовый сдвиг напряжения. После этого формируется третье гармо- ническое напряжение Uj (t) путем сумм вания на сумматоре 3 и первого . и вто вания на сумматоре 3 и первого . и вто рого напряжений yctt.) Ц (t) - U,(i) 2(, |-9шИ-т) Далее формируются четвертое и пя- v тое гармонические напряжения и (t) и (t)nyTeM деления амплитуды третьего напряжения делителями 4 и 5. ) ) Ug2(t).(t) Ко )„ - коэффициенты уменьшения амплитуды четвертого и пятого напряжений делите лями 4 и 5. По полученному ряду гармомических напряжений в моменты времени, соответствующие равенству, друг другу их мгновенных значений, формируются импульсы (остроконечные) исходных последовательностей импульсов. На фиг. 2 точки о , t, tj .... if..,, соответствующие моментам времени формирования исходны последовательностей импульсов, определяются след тощим образом, 1)Точки to , 8 А., , . определяются с помощью компаратора 10 как моменты совпадения мгновенных зна чений второго и третьего на пряжений Ui:{tf) UjCte). Откуда te г где К О, 1, 2... 2)Точки t , и 1,9,17... определяются компаратором 13 как момейты перехода через нуль третьего напряжени откуда j.p,) т и Z

причем для вьтолнения равенства 46 3) Точки t , и «2, 10, 18, 26, определяются с помощью компаратора 6, как моменты совпадения мгновенных значений первого и третьего напряжений, откуда t.- CP-Kir). 4) Точки ip , р 3,ll,l9... определяются компаратором 7 и соответствуют моментам совпадения мгновенных значеj g первого и четвертого напряжений 4(Cf K ( - Ui:(tp; 4. . необходимо Кв, делителя 4 выбирать из условия i ,. 0 (t р) Ыш sini с«) t р ° и /L U (tp) 2У„, cos - 5tfi(tt)tp- -|-) В частности, при (формировании 14 функций Уолша и V 45 получим . 0,7, сЛ т- J.- «« 5) Точки ij , 4,12... определяются компаратором 8 как моменты совпадения мгновенных значений первого и пятого напряжений, откуда (), Причем коэффициент ((о делителя 5 определяют аналогично / и, в частности; для случая формирования 14 функций Уолша и Р имеем (ij яО,6. 6) Точки ty т 5ДЗ ..I. определяются компаратором 9 и соответствуют совпадению мгновенных значений .первого и второго напряжений, откуда t, -(- f) / 7) Точки tj , S в 6,.l4, 44 ..-. опреявляются компаратором II и соответствуют совпадению мгновенных значений второго и пятого напряжений, откуда ts s-C3f iC ir). 8) Точки -ty , у 7,15, 23... определяются компаратором 12 и соответствуют равенству мгновенных значений второго и четвертого напряжений, отку ). Ш S. Следует отметить, что точки tj , t. , i , t, могут быть также получены изусловия совпадения мгновенных значений первого и четвертого напряжений при соответствующем образом заданном коэффициенте t) Сформированные остроконечные импу ь-сы с выходом компараторов 6-13 логически :суммируются по определенным :фат вилам на элементах ИЛИ 14-25 F поступаюг на счетные входы триггеров 2639, преобразующие эти импульсы в выход ные значения генерируемых функций Уолша. Гаклм образом, предлагаемый генератор Уолша позволяет по сравнению с известным, за счет исключения операций дифференцирования, повысить точность формирования функций Уолша. Дополнитель , ньгм преимуществом предлагаемого генератора функций Уолша является простота его использования в : низкочастотных . и инфранизкочастотных анализаторах спек ра параллельного действия. В этом случае привязка частоты и фазы выходных сигналов генератора функций Уолша к частоте ифазе исследуемого сигнала обеспечивается использованием в качестве генератора 1 опорного ргармоническог Напряжения управляемого генератора с петлей автоподстройки частоты и фазы. Формула изобретения Генератор функций Уолша, содержащий группу триггерав счетные входы которых кроме первого и второго триггеров, подключейы к выходам соответствующих элементов ИЛИ, а выходы всех триггеров являются выходами генератора функций Уолша, о тличающийея тем что, с целью повышения точности формиро вания функций Уолша, в него дополнитель но введены группа компараторов, делители напряжения, сумматор, фааосцвигаю-. .щий элемент и генератор гармонического напряжения, подключенный выходом к пер вому входу сумматора, первым входом первого, второго, третьего и четвертого компараторов и через фазосдвигаклций эле мент - к первым входам пятого, шестого и седьмого компараторов, второму входу четвертого компаратора и второму входу сумматора, соод1шенного выходом с первым входом восьмого компаратора, вторыми входами первого и пятого компараторов и BXonfiKTn двух делителей напряжения, выход первого из которых подключен к вторым входам второго и седьмого ком 8 4 паоаторов, а выход второго делителя напряжения к вторым входам третьего и шестого компараторов, причем второй вход восьмого компаратора соединен с шиной нулевого потенциала, счетный вход первого триггера подключен к выходу пятого компаратора, счетный вход второго триггера соединен с выходом третьего, компаратора, входы первого элемента ИЛИ подключены к выходам третьего и пятого компараторов входы второго элемента ИЛИ соединены с выходами первого и шестого компараторов, входы третьего элемента ИЛИ подключень к выходам первого, пягого и шестого компараторов, входы четвертого элемента ИЛИ соединены с выходами первого, третьего и шестого компараторов, входы пятого ИЛИ подключены к выходампервого, Tpetbero, пятого и шестого компараторов, входы шестого элемента ИЛИ соединены с выводами второго, четвертого, седьмого и восьмого компараторов, входы седьмого) элемента ИЛИ подключены к выходам второго, четвертого, пятого, седьмого и восв.- мого компараторов, входы восьмого элвмента ИЛИ соединены с выходами второго, третье(го, четвертого, седьмого и восьмого компараторов, входы девя1Х)Го элемента ИЛИ подключены к выходам второго, третьего, четвертого, пятого, седьмого и восьмого компараторов,входы десятого элемента ИЛИ соединены с выходами первого,второго,четвертого,шестого,седьмого и восьмого компараторов, входы одиннадцатого элемента ИЛИ подключены к выходам всех компараторов, кроме третьего компаратора, а входы . . двенадцатого элемента ИЛИ соединены с выходами всех компараторов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР NO 5718О2, кл. б 06 f.l/02, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР № 424134, кл. GO6 F 1/02, 1972 (прототип).

Ч

t

t к

;

g

ю ««

з

н

5

«v

: е

5