Устройство для вычисления коэффициентов разложения функции в ряд Советский патент 1981 года по МПК G06F17/14 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано, в частности, для спектрального анализа случайных процессов. . Известно устройство для вычисления коэффициентов разложения функции в ряд, содержащее ключи, множительны блоки, делители напряжения, коммута ционное поле, блок управления, инте раторы, блоки весовых резисторов и сумматоры l . Недостатком устройства является сложность технической реализации. Известно также устройство для вычисления коэффициентов, содержгпдее блок/формирования функций Уолша, ре версивный счетчик и преобразователь напряжения,- унитарный код 2. (Однако это устройство характеризуется ограниченными функциональными возможностями. Наиболее близким к изобретению является устройство для вычисления коэффициентов разложения функции в ряд, содержащее основную группу к.гво чей, соединенных сигнальными входами с входом устройства, а выходом каждого к.гаоча - с входом соответствующего интегратора, из группы интеграторов, и блок формирования функций , Уолша, подключенный входом к шине тактовых импульсов, а выходами к управляющим входам ключей основной группы, причем выходы интеграторов ЯВ.ПЯЮТСЯ выходами устройства . Недостатком устройства являются ограниченные функциональные возможности, так как оно не позволяет вычислять коэффициенты разложения в ряд по интегральным функциям Уо.лша. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет вычисления коэффициентов разложения в ряд по интегральным функциям yo.miia. С этой це.пью в устройство для вычисления коэффициентов разложения функции в ряд, содержащее основную группу ключей, соединенных сигнальными входами с входом устройства, а выходом каждого ключа - с входом соответствующего интегратора группы интеграторов и блок формирования функций Уо.лша, введены дополнительная группа к.лючей, коммутатор, регистр сдвига и выходной сумматор, подк.люченный входами к выходам к.лючей дополнительной группы, сигнальный вход каждого из которых соединен

выходом соответствующего интеграора группы интеграторов, а управяющий вход - с соответствующим выодом блока формирования функций олша. по/цключенного входом к первоу выходу коммутатора, соединенного игнальньлм входом ;с шиной тактовых мпульсов,, а вторым выходом - с вхоом регистра сдвига, выходы разрядов оторого подключены к управляющим ходам ключей основной группы, а выод переполнения - к управляющему Ю входу коммутатора.

На чертеже изображена блок-схема устройства для вычисления .коэффициентов разложения функции в ряд.

Устройство содержит основную груп- 15 пу ключей 1, соединенных сигнальными входами с входом 2 устройства, а выходом каждого ключа 1-е входом соответствующего интегратора 3 группы интеграторов. Выходной сумматор 4 под-2Q ключен входами к выходам ключей 5 дополнительной группы, сигнальный вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего интегратора 3, а управляющий вход - с соответствующим выходом блока 6 формирования функций Уолша. Блок 6 подключен входом к первому выходу коммутатора 7, соединенного сигнальным входом с шиной 8 тактовых импульсов, а вторым выходом с входом регистра 9 сдвига. Последний 30 подключен выходами разрядов к управляющим входам ключей 1 основной группы, а выходом переключения - к управляющему входу коммутатора 7. Ключи 5 выполнены биполярными.35

Принцип действия устройства основан на использовании интегральных функций Уолша вида

P(iti,t)-Jwae(i,T)dr,40

о

06t6T,(i)

где ,1,2,..., P{0,t) 1,

t - аргумент (время) функции ; 45 Wal(i,t) - базисный функции Уолша, Т - интервал задания функций. Так как соотношение (1) в матричном виде может быть записано, как P-WE , (2)

где W - матрица функций Уолша;

Е - Теплицева верхне-треугольная : матрица, элементы которой, 55 включая главную диагональ,

равны единице,

то коэффициенты С; разложения произвольного входного сигнала x(t) в ряд интегральных функций Уолша могут Q быть вычислены по вьаражению

c; Px(t)WE7ct),

где Ci - вектСр коэффициентов;

x(t.)- вектор дискретной последовательности значений x(t). 65

В частности-, для N 4 (где N азмерность матрицы Е) имеем

1/42/43/44/4

1111 1 1-1-1

1/42/41/4О

1/4О-1/4О 1-1-1 1

1/4О1/4О 1-1 1-1

1 1 О О

X

Устройство работает следующим образом.

На вход 2 в виде напряжения поступает исследуемая функция времени x(t). Это напряжение подается на сигнальные входы ключей 1, управляемых регистром 9 сдвига. Тактовые импульсы с шины 8 через коммутатор 7 поступают на вход регистра 9, записывают в нем единицу и продвигают ее последовательно, каждый раз на один разряд. В результате -на выходах разря- дов регистра 9 формируется матрица Е, которая перемножается в ключах 1 с сигналом x(t). Результат перемножения суммируется на интеграторах 3,

После прохода на вход регистра 9 сдвига N импульсов, регистр 9 вырабатывает импульс переполнения, переключающий коммутатор 7 и разрешающий прохождение тактовых импульсов на вход блока б. Блок б начинает вырабатывать функции Уолша, которые управляют работой ключей 5. В результате перемножения в ключах 5 функций Уолша с выходными напряжениями интеграторов 3 и суммировании выходным сумматором 4 результатов перемножения на выходе сумматора 4 с частотой тактовых импульсов формируются напряжения, пропорциональные коэффициентам разложения С по интегральным функциях Уолша . (по приходу тактового импульса на вход блока б на выходе Сумматора 4 формируется напряжение, пропорциональное Сд,по приходу второго тактового импульса - напряжение, пропорциональное С и т.д.) . При этом для обеспечения нормальной работы устройства время памяти интеграторов 3 выбирается таким, чтобы напряжение на них не изменялось в те50чение времени генерирования полного набора функций Уолша.

Таким образом, рассмотренное устройство позволяет по сравнению с известным вычислять коэффициент разложения в ряд по интегральным функциям Уолша, т.е. обладает более широкими функциональными возможностями.

Формула изобретения

Устройство для вычисления коэффициентов разложения функции в ряд, содержащее основную группу ключей, соединенных сигнальными входами с входом устройства, а выходом каждого

ключа - с входом соответствующего интегратора группы интеграторов и блок формирования функций Уолша, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет вычисления коэффициентов разложения в ряд по интегральным функциям Уолша,в него введены дополнительная группа ключей, коммутатор, регистр сдвига и выходной сумматор, подключенный входами к выходам ключей дополнительной группы, сигнальный вход каждого 1из которых соединен с выходом соответствующего интегратора группы интеграторов , а управляющий вход - с соответствующим выходом блока формирования функций Уолша, подключенного входом к первому выходу коммутатора, соединенного сигнальным входом с шиной тактовых импульсов, а вторым выходом - с входом регистра сдвига, выходы разрядов которого подключены к управляющим входам ключей основной группы, а выход переполнения - к управляющему входу коммутатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 399877, кл. G 06 G 7/19, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР 432547, кл. G 06 J 3/00, 1972.

3.Зарубежная радиоэлектроника. 1972, № 5, с. 21, рис. 3 (прототип).

TMtt

Г1И