Цифровое устройство для вычисления тригонометрических коэффициентов

, Алексе 7) Заввнтел Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт имени В. И. Ульянова (Ленина) ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ, ВЫЧИСЛЕНИЯТРИГОНОМЕТРИЧЕСКИХ КОЭФФИЦИЕНТОВ ствия,Поставленная цель д ройство содержит счетчи Вый и второй дополнит второй и третий дешиф стигается тем, что устномера гармоник, перьные счетчики, первый, торы, причем устано. Изобретение оттельной техники ииспользовано в анаптеристик случайныхлительных устройст у щи ртм преобразования Фурье,Известно устройство для вычисления тригонометрических коэффициентов, содержащее счет. чик числа отсчетов, связанный с матрицей умножения, которая связана с накапливающим сумматором, выходы которого поступают на гибридный блок моделирования функции синуса. Работой счетчика, матрицы умножения и сумматора управляет цифровой автомат управления. Генератор вычисляет матрицу тригонометрических коэффициентов с переменным шагом по частоте 13.Недостатком этого устройства является низкое быстродействие, обусловленное тем, что для получения одного значения тригонометрического коэффициента необходимо девять тактов работы цифрового автомата управления.Наиболее близким по технической сущности к предложенному изобретению является цифровое устройство для вычисления тригонометрических коэффициентов, содержащее блок управ. ления, счетчик числа отсчетов, блок сдвига, накопительный сумматор, блок формирования синуса, причем выход счетчика числа отсчетов через блок сдвига подключен ко входу накопи. тельного сумматора, выход которого подключен к первому входу блока формирования синуса, второй вход которого является информационным входом, а выход - выходом устройства, счетный вход счетчика числа отсчетов, управляющий вход блока сдвига и управляющие входы накопитель. ного сумматора подключены к соответствующим выходам блока управления 2.Недостатками данного устройства являются невысокая точность и большое время получения значений старших тригонометрических коэффициентов, то есть низкое быстродействие.Цель изобретения - повышение быстродей690492 4метрического коэффициента. После вычислениявсех тригонометрических коэффициентов в столбце, счетчики 4 и 6 устанавливаются в исходноеположение.В процессе работы устройства на сумматоре10 хранится аргумент текущего тригонометри.ческого коэффициента, который подается на блокформирования синуса 11,Точность вычисления значений функции си 10 нуса зависит от точности блока 11. Если модели.рование осуществляется при помощи гибридныхфункциональных преобразователей, то можетбыть достигнута точность порядка 0,5%,ночные и счетные входы счетчика номера гармо.ник и первого дополнительного счетчика подключены к соответствующим выходам блока управления, установочный и счетный входы второгодополнительного счетчика подключены соответ.ственно к счетному входу счетчика числа отсчетов и установочному входу первого дополнительного счетчика, выходы счетчика номера гармонипервого и второго дополнительных счетчиковчерез первый, второй и третий депгифраторы соответственно подключены ко входам блока уп.раиления,Устройство представлено на чертеже, где иэоражены счетчик номера гармоник 1, первый де.шифратор 2, блок управления 3, первьй допол. 15нительный счетчик 4, второй дешифратор 5 вто.рой дополнительный счетчик 6, третий дешнфра.тор 7, счетчик числа отсчетов 8, блок сдвига 9,накапливающий сумматор 10, блок формирования синуса 11. 2 ОУстройство работает следующим образам.Оно воспроизвотпп матрицу тригонометрических коэффициентов, соответствующую алгоРитму (2), причем шаг квантования по частотепеременный, т,е, величина К может изменяться 25не подряд (как у прототипа) от О до й илиот т до М, а с нужным для статических исследований шагом. Величина шага может быть непостоянной и задается как 2, где с = 0 - е.Количество исследуемых гармоник или количест- ЗОво строк в матрице задает счетчик 1, Устройствовоспроизводит матрицу тригонометрических коэффициентов по столбцам, При вычислении последнего тригонометрического коэффициента встолбце в дешифраторе 2 вырабатывается условие Р, по которому блок управления 3 сбрасывает счетчики 1, 6, сумматор 10 и прибавляетединицу в счетчик 8. В счетчике 8 хранится но.мер очередного столбца матрицв тригонометри.ческих коэффициентов. Вычисление аргумента Опроисходит так, что для получения следующегозначения аргумента тригонометрического коэффициента сохраняется предыдущий аргумент ик нему прибавляется код, содержащий в счетчике 8, умноженньй на величигр.текущего шага 45квантования по частоте 21 . Для этого блоксдвига 9 по сигналу 2 передает в сумматор 10содержимое счетчика 8 со сдвигом на с разрядов влево, что соответствует умножению на 2 Ч .Сигнал 2 вырабатывается блоком управления в 50зависимости от состояний счетчиков 6 и 4. Счетчик 6 задает через дешифратор 7 текущую величину шага 2, а счетчик 4 обеспечивает нужное,количество шагов данной величины и управляетчерез блок 3 переключением на следующую величину шага. Таким образом, после прихода импульса т на выходе блока формирования синуса находится соответствующее значение тригоноВ результате проведенных испытаний в составе гибридного вычислительного комплекса для определения статистических характеристик случайных процессов получено, что использова. ние предложенного устройства уменьшает время проведения статистических исследований по 32.м частотам в диапазоне от 0 до 1024 в 32 раза, и позволяет вести обработку данных в реальном масштабе времени. Формула изобретения Цифровое устройство для вычисления три. гонометрических коэффициентов, содержащее блок управления, счетчик числа отсчетов, блок сдвига, накопительньй сумматор, блок формирования синуса, причем выход счетчика числа отсчетов через блок сдвига подключен ко вхо. ду накопительного сумматора, выход которого подключен к первому входу блока формирования синуса, второй вход которого является информационным входом, а выход - выходом устройства, счетньй вход счетчика числа отсчетов, управляющий вход блока сдвига и управляющие входы накопительного сумматора подключены к соответствующим выходам блока управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно содержит счетчик номера гармоник, первьй и второй дополнительные счетчики, первый, второй и третий дешифраторы, причем установочные и счетные входы счетчика номера гармоники первого дополтщтельного счетчика подключены к соответствующим выходам блока управле.ния, установочный и счетный входы второго дополнительного счетчика подключены соответственно к счетному входу счетчика числа отсчетов и установочному входу первого дополнительно.го счетчика, выходы счетчика номера гармоникпервого и второго дополнительных счетчиковчерез первьй, второй и третий дешифраторы со.ответственно подключены ко входам блока уп.равления,,Редактор Д. Зубов Техред СМигай Коррек иницкая Тираж 780 ПодниЦНИИПИ Государственного комитета СССпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. н Заказ 6486/5 5 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Алексеев В.В.,Ершов Д.В., Недосекин ДД., Вейсов Е,А, Быстродействующий аналогоцифровой генератор тригонометрических коэффициентов для статических исследований,"Вычислительная техника. Радиотехника, ралиоизмерения, магнитные материалы", ч, 1, АН СССР. Сибирское отделение, Красноярск, 1974.2, Степашкин А, И. Коршунов Ю,М, Дискретный генератор синусоидальных сигналов, "Известие ВУЗ, "Приборостроение", М 4, 1967.