Генератор дискретных базисных функций

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1117 06 Р 1 ТЕНИ ОПИСА К АВТОРСКО ИЗ У ЕТЕЛ СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(46) 07. 10.84, Бюл. Ф 37 (72) А.В.Ивашко и А.Я.Шпильберг (71) Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В.И.Ленина (53) 681.3(088.8)(56) 1. Авторское свидетельство СССР У 456268, кл. ( 06 Р 1/02, 1973.2. Авторское свидетельство СССР В 446050, кл.06 Г 1/02, 1972 (прототип).(54) (57) ГЕНЕРАТОР ДИСКРЕТНЫХ БАЗИСНЫХ ФУНКЦИЙ, содержащий генератортактов, выход которого соединен совходом счетчика, ( Й - 1) коммутаторов и П нормирующих элементов ( Пчисло генерируемых функций), о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюрасширения функциональных возможностей генератора путем обеспечениявоэможности настройки на заданноечисло базисных функций, введены дварегистра, сумматор, два цифроаналоговых преобразователя, блок инвертирования, дешифратор, одновибратори ( П - 1) триггеров, причем выходгенератора тактов соединен с тактовыми входамирегистров, выход первого регистра подключен к информационному входу второго регистра, к первому информационному входу сумматораи к входу первого цифроаналоговогопреобразователя, выход второго регистра подключен к второму информационному входу сумматора, выход сумматора подключен к информационному входу первого регистра и к входу второго цифроаналогового преобразователя, выход счетчика подключен к входу дешифратора, первый выход дешифратора подключен к входу переноса сумматора и к входу одновибратора, выход одновибратора подключен к входам установки в "0" регистров и триггеров, выход первого цифроаналогового преобразователя подключен к входу блока инвертирования, выход второго цифроаналогового преобразователя и выход блока инвертирования подключены соответственно к первым и вторым информационным входам всех коммутато-ров, первый и второй управляющие вхо 1 ды 1 -го1 = 1 - ( и 1)1 коммута тора подключены соответственно к инверсному выходу-го триггера и к ( 1 + 1)-му выходудешифратора, соеди- Я ненному с входом установки в "1" 1 -го . триггера, третий управляющий вход 1-го коммутатора, кроме ( и)-го коммутатора, подключен к прямому выходу ( 1 + 1)-го триггера, третьй информационные входы всех коммутаторов, а также третий управляющий вход ( И - 1)- р р го коммутатора подключены к входу нулевого потенциала генератора, вы,ход 1 -го коммутатора подключен к входу 1 -го нормирующего элемента, выход второго цифроаналогового преобразова- теля подключен к входу О -го нормирующего элемента, выходы нормирующих элементов являются выходами генератора.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах передачи и обработки информации, а также при построении анализаторов и синте заторов сигналов.Известен генератор дискретных .базисных функций, содержащий два счетчика, группы элементов И и сумматоров по модулю два, а также многовхо О довый сумматор по модулю два Ц .Наиболее близким к предлагаемому является генератор дискретных базисных функций, содержащий генератор тактов, подключенный к входу счетчика, 15 выходы разрядов которого через элементы НЕ и элементы взвешивания соединены с входом коммутаторов, выходы которых являются выходами генератора Г."320Недостатком известных генераторов является невозможность перестройки на заданное число базисных функций, в частности, не равное 2 ( 1 й натуРальное число). 25Цель изобретения - расширение функциональных возможностей генератора путем обеспечения возможности настройки на заданное число базисных функций. 30Поставленная цель достигается тем, что в генератор дискретных базисных функций, содержащий генератор тактов, выход которого соединен с входом счетчика, ( Н - 1) коммутаторов и Н норми-З 5 рующих элементов ( Н - число генерируемых функций), введены два регистра, сумматор, два цифроаналоговых преобразователя, блок инвертирования, дешифратор, одновибратор и ( Н - 1) триг 40 геров, причем выход генератора тактов соединен с тактовыми входами регистров, выход первого регистра подключен к информационному входу второго регистра, к первому информационному входу сумматора и к входу первого цифроаналогового преобразователя, выход второго регистра подключен к второму информационному входу сумматора, выход сумматора подключен к информацион 50 ному входу первого регистра и к входу второго цифроаналогового преобразователя, выход счетчика подключен к входу дешифратора, первый выход дешифратора подключен к входу переноса сумматора и к входу одновибратора, выход одновибратора подключенк входам установки в "О" регистров и триггеров, выход первого цифроаналогового преобразователя подключен к входу блока инвертирования, выход второго цифроаналогового преобразователя и выход блока инвертирования подключены соответственно к первым и вторым информационным входам всех коммутаторов, первый и второй управляющие входы 1 -го- 1 - ( и - 1)1 коммутатора подключены соответственно к инверсному выходу-го триггера и к (+ 1)-му выходу дешифратора, соединенному с входом установки в "1"-го триггера, третий управляющий вход 1 -го коммутатора, кроме ( Н - 1)-го коммутатора, подключен к прямому выходу ( 1 + 1)-го триггера, третьи информационные входы всех коммутаторов, а .также третий управляющий вход 1 и -1)-го коммутатора подключены к входу нулевого потенциала генератора, выход-го коммутатора подключен к входу-го нормирующего элемента, выход второго цифроаналогового преобразователя подключен к входу 11-го нормирующего элемента, выходы нормирующих элементов являются выходами генератора.На чертеже приведена функциональная схема генератора дискретных базисных функций.Схема содержит генератор 1 тактов, счетчик 2, регистры 3 и 4, сумматор 5, цифроаналоговые преобразователи 6 и 7, блок 8 инвертирования, дешифратор 9, одновибратор 1 О, Н - 1 триггеров 111 - 11, , Н - 1 коммутаторов 12 - 12 и. р Н нормирующих элементов 134 - 13 п.Генератор формирует периодические дискретные базисные Функции с произвольным периодом Н . Значение-й базисной функции на 1 -м такте выра- жается следующим соотношением:при1111 (що 3 п1 Р при 1- (щос 1 п) (1)О при 1 1 с 1 ( що 4 п)1117Генератор дискретных базисных Функций работает следующим образом,В исходном состоянии счетчик 2, регистры 3, 4 и триггеры 111 - 111 установлены в нуль, на вход переноса сумматора 5 поступает единичный сигнал с первого выхода дешифратора 9, С выхода генератора 1 на тактовые входы счетчика 2 и регистров 3 и 4 поступают импульсы. На информацион ный вход первого регистра 3 поступает код с выхода сумматора 5, определяемый суммой кодов регистров 3 и 4 и сигнала переноса с первого выхода дешифратора 9, на информационный вход 15 второго регистра 4 поступает код с выхода первого регистра 3. Таким образом, с приходом-го тактового импульса на тактовые входы регистров 3 и 4 в регистр 4 записывается код 20 р 1 , в регистр 3 код Г.Таким образом на выходе сумматора 5 формируется последовательность чисел фибоначчи:25 На выходе регистра 3 в-м такте формируется ( 1 - 1)-е число Фибоначчи,Код с выхода регистра 3 поступает З 0 на вход цифроаналогового преобразователя,6, а код с выхода сумматора 5 - на вход цифроаналогового преобразователя 7, с выхода которого в 1 -м такте на первый информационный вход каж-З дого из коммутаторов 12 - 12поступает потенциал, численно равный р (р1 -е число фибоначчи). Потенциал, численно равный р 1 , с выхода цифроаналогового преобразователя 40 6 поступает на вход блока 8, где он меняет полярность. Таким образом на вторые информационные входы коммутаторов 12- 12в-м такте работы устройства поступает потенциал 45 -р; , на третьи информационные входы коммутаторов 12 - 12 п подан нулевой потенциал.Каждый коммутатор 12 - 12имеет три информационных входа и три управляющих. При наличии высокого потенциала на 1-м управляющем входе и низких потенциалов на остальных управляющих входах -й информационный вход подключается к выходу коммутато ра. Счетчик 2 осуществляет подсчет импульсов генератора 1, при этом в 1-м такте в счетчике содержится код621 числа- 1 и на-м выходе дешифратора 9 формируется потенциал, соответствующий логической единице. Этот потенциал устанавливает в единичное состояние триггер 11, на инверсном выходе которого устанавливается уровень логического нуля. Инверсный выход -го триггера подключен к первому управляющему входу коммутатора 12;, второй управляющий вход которого подключен к ( + 1)-му выходу дешифратора 9, а третий управляющий входк прямому выходу триггера 11;Таким образом, в течениетактов на инверсном выходе-го триггера 11; присутствует высокий потенциал, который поступает на первый управляющий вход 1 .-го коммутатора 12 и1 разрешает прохождение на его выход сигнала с первого информационного входа. В (+ 1) такте высокий потен- Фъ, циал, появившийся на ( 1 + 1) выходе дешифратора 9, подключает к выходу коммутатора 12; его второй инФормационный вход, соответственно в 1 + 2, ( + 3, , и тактах к выходу коммутатора 12 высоким потенциалом с прямого выхода (+ 1)-го триггера 111 подключен третий информационный вход.С учетом изложенного сигнал на выходе-го коммутатора 12 в-м такте работы устройства определяется величинойР при +1)1, ф: -Р при +10 пРи 0 .1.Поскольку для (П - 1)-го коммутатора 12 п 1 случай+ 1( невозможен,третий управляющий вход коммутатора 12., подключен к общей шине источника питания. Сигнал с выхода -го коммутатора 12, поступает на вход-го нормирующего элемента 13;, который осуществляет умножение сигнала на постоянный коэффициент 1, .На вход нормирующего элемента 13 п сигнал подается непосредственно с выхода цифроаналогового преобразователя 7.Таким образом, на выходе-го нормирующего элемента 13 в течение тактов формируется 1 -я базисная функция в соответствиис соотношением (1).1 Счетчик 2 осуществляетподсчет им-, пульсов по модулю и, и й -й импульс17 б 21 НИИПИираа 698 Заказ 7220/32Подписное 5 11 переводит счетчик 2 в нулевое состояние. На.первом выходе дешифратора 9 появляется положительный перепад напряжения, которым запускается одновибратор 10. На выходе одновибратора 10 формируется короткий импульс, которым сбрасываются в нулевое состояние регистры 3 и 4 и триггеры 111 - 11 Таким образом, устройство переходит к исходное состояние и начинается новый период генерирования базисных функций,Перестройка генератора на заданное число функций (й) достигается .простым изменением коэффициента сче та счетчика 2 с использованием необходимого числа выходов. филиал ППП "Патент",г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Технико-экономические преимущества предлагаемого устройства заключаются в возможности генерированиясистемы ортогональных базисных5 функций с произвольным периодом П(О,любое натуральное число, и = 2,3).Тем самым достигается расширениефункциональных возможностей устройства, а также повышается точность ре-.шения задач обобщенного спектрального анализа и синтеза путем лучшегосогласования длины периода обрабатываемого сигнала с Длиной периодабазисных функций и представления сигнала малым числом коэффициентов преобразования по системе базисных функций,