Устройство для вычисления коэффициентов разложения функции в ряд Советский патент 1982 года по МПК G06F17/14 

.Изобретение относится к области автоматики и вьмислительной техники и может быть использовано, в частно.сти, для спектрального анализа случайных процессов.

Известно устройство для вычисления к-бэффициентов разложения функции в ряд, содержащее основную группу ключей, со.единенных сигнальными входами с входом устройства, а выходом каждого ключа-с входом .соответствующего интегратора из группы интеграторов, и блок формирования функций Уолша, подключённый входом к шине тактовых.импульсов, .а:выходами - к управляющим входам ключей основной группы/ причем выходы интеграторов являются вых6дамй устройства l}.

Недос±атком устройства являются ограниченные функциональные возможности, так как оно позволяет вычислять только коэффициенты разложения S ряд по функциям Уолша..

Известйр. также устройство цзш вь1числения коэффициентов разложения функций в ряд, содержащее основную группу ключей, соединенных сигнальными входами с входом устройства, а выходом каждого ключа - с входом

соответствующего интегратора групп интеграторо в, блок фор1и1ирования функций Уо.лша, дополнительную группу ключей, коммутатор, регистр сдвига и выходной сумматор, подключенный входами к выходам ключей дополнительной группы, сигнальный вход ка)адого из которых соединен с выходом соответствующего интегратора группы ин10теграторов, а управляющий вход - с соответствующим выходом блока формирования функций Уолыа, подключенного входом к первому выходу коммутатора, соединенно17О сигнальным входом с 5 шиной тактовых импульсов, а вторым выходом - с входом регистра сдвига, выходы разрядов которого подключены к управляющим входам ключей основной группы, а выход переполнения - к

20 равляющему входу коммутатора 2 .

Недостатком известного устройства . являются ограниченные функциональные

возможности, так как оно позволяет 25 вычислить коэффициенты разложения в р.чд только по кусочно-лин1ейным функциям Уо.тиа.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет вычисления коэффициентов

разложения в ряд по кусочно-квадратичньад функциям Уолша.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для вычисления коэффициентов разложения функци в ряд, содержащее две группы элемен тов И, группу интеграторов, регистр сдвига, генератор функций Уолша, коммутатор и N-входовой сумматор, выход которого является выходом устройства, первые входы элементов И первой группы подключены к соответствуюцим входам регистра сдвига, выход переполнения которого соединен с управляющим входом коммутатора, первый выход которого соединен с управляющим входом генератора функций Уолша, выходы которого подключены к первым входам соответствующих элементов И второй группы, выходы которых соединены с соответствующими входами N-входового сумматора, входы интеграторов группы подключены к выходам соответствующи .элементов И первой группы, вторые входы которых объединены и являются входами устройства, тактовый вход регистра сдвига соединен с вторьм выходом коммутатора, вход которого является тактовым входом устройства введена группа сумматоров, выходы кторых подключены к вторым входам соответствующих элементов И второй группы, а .выходы интеграторов групп соединены с входами соответствующих сумматоров группы.

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

Устройство содержит первую группу элементов И 1, вход 2 устройства, группу интеграторов 3, группу сумматоров 4, cyi iMaTop 5, вторую группу элементов И б, генератор 7 функций Уолша, коммутатор8, тактовый вход 9, регистр 10 сдвига.

/

Разложение сигнала с помощью кусочно-линейных базисных функций можно представить

fCn .PCi.t), (1)

где P(i,t) интегральные функции

Уолша, которые определяются

PCi,t)- J wal(i, T7)3.t

оГ 71

0it

1 0,1,2, ... P(0,t) 1.

Кусочно-квадратичные базисные функции P(i,t) получаются путем ин1егрирования .

,(i + 2,t) f С I PCi «

(3)

)

С - постоянная нормирования.

Разложение сигнала с помощью кусочно-квадратичных базисных функций Pj;(i,t) можно представить

00

- Ct, .P.,.Ci,t).

f(t)

(4) и K-f

Матрица преобразования P.,Ci + 2, для N 8 имеет вид

(5)

.PK(.t)Матрицу (5) можно представить как произведение двух матриц

Р Wi; (б)

где W - матрица Уолша,

I - оператор двойного интегрирования.

,t3

1.

- 2:сСки

n

Kt-(

В то же время матрицу 1 можно записать как

I Il

(7)

. Для N 4

I в 1 2 22 01 22 О О 12 О 001 Коэффициенты разложения сигнала f(t) в ряд кусочно-квадратичных функций Уолша с учетом (б) и (7) будут равны .м РМ - 5Устройство работает следующим образом. На вход 2 поступает исследуемая функция времени (t) и подается на входы элементов И 1, .управляемых регистром 10 сдвига. Тактовые импуль сы со рхсща 9 через коммутатрр 8 поступают на вход регистра 10, записывают в нем единицу и продвигают её последовательно каждый раз.на один разряд. В результате на выходах разрядов регистра 10 формируется матрица 1, ко орая перемножается в элементах И 1 с сигналом f(t). Результат перемножения суммируете) на интеграторах 3. После прихода на вход регистра 10. N импульсов он выра батывает импульс переполнения, переключающий коммутатор 7 и разрешающий прохождение тактовых импульсов на вход блока 7. Блок 7 начинает выраб.атырать функции Уолоа, которые управляют работой элементо:в И 6. В это же время на выходах сумматоров 4 присутствуют величины, пропорциональные коэффициентам преобразовани nocij. Таким образом, в результате nejpe множения в элементах И 6 функций Уол ша с выходными величинами сумматоро 4 и суммирования сумма:торрм 5 резул татов перемножения на выходе сумматора 5 с частотой тактовЕлх импульсов формируются величины, пропорциональные коэффициентам разложения по куеочно-квадратичньлм функциям Уолша,

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет по сравнению с прототипом вычислять коэффициенты разложения в ряд по кусочно-квадратичным функциям Уолша то есть о.бладает более широкими функциональными возможностями.

Формула изобретения Устройство. для вычисления коэффициентов разложения функции в рядТсодержащее две группы элементов И, группу интеграторов, регистр сдвига; генератор функций Уолша, коммутатор и N-входовой сумматор, выход которо-го является выходом устройства, первые входы элементов И первой группы .подключены к соответствующим входам регистра сдвига, выход переполнения которого соединен с управляющим входом коммутатора, первый выход которого соединен с управляющим входом генератора функций Уолша, выходы которого подключены к первым входам соответствующих элементов И второй группы, выходы которыхсоединены с соответствующими входами N-входового сумматора, входы интеграторов груп- . пы подключены к выходам соответствующих элементов И первой группы, вторые входы которых объединены и являются входами устройства, тактовый вход регистра сдвига соединен с вторым выходом ком2 татора, вход которого является тактовым входом устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет вычисления коэффициентов разложения в ряд по кусочно-квадратичным функциям Уолша, в него введена группа сумматоров, выходы которых подключены к вторым входам соответствующих элементов И второй группы, а выходы интеграторов группы соединены с входами -соответствующих сумматоров группы. Источники информации, пр|инятые во внимание при экспертизе 1. Зарубежная радиоэлектроника, 1972, t 5, с. 21. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2876310/18-24, кл. G 06 F 15/332, 29.01.80 (прототип).