Устройство для выполнения быстрого преобразования фурье

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕ ОНИ ХРЕСПУБЛИН(61) 913392 (21) 3652966/24-2 (22) 14,09.83 (46) 30.05.85. Б (72) А.Н. Баранов и А,В. Казанский (71) Московский о юл. В 20 рдена Тр инженерн ногоизичесрасного Знамениий институт53) 681.32(088.(56) Авторское свидетельство СССРВ 913392, кл. С 06 Р 15/332, 1980.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯБЫСТРОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ФУРЬЕ поавт.св. В 913392, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышенияточности вычислений, в него введены второй блок памяти, третий и четвертый коммутаторы, второй и третийсумматоры-вычитатели, восьмой регистр, сдвиговый регистр, три счетчика, два генератора точек импульсов,три группы элементов ИЛИ, четырегруппы элементов И, два элементаИЛИ и дешиФратор, причем информационный вход второго блока памяти соединен с выходом первого сумматора-вычитателя, выход второго блока памятиподключен к информационному входутретьего коммутатора, первый выходкоторого соединен с информационнымвходом четвертого коммутатора, выходкоторого подключен к первому информационному входу второго сумметоравычитателя, выход которого соединенс информационным входом восьмого:регистра, информационный выкод которого подключен к второму входу второго сумматора-вычитателя и первьм входам элементов ИЛИ первой группы, вторые входы которых соединены с вторым выходоМ третьего коммутатора, выходы разрядов первого счетчика соединены соответственно с первыми входами элементов И первой и второй групп, выходы которых подключены соответственно к первым и вторым входам элементов ИЛИ второй группы, выходы которых подключены к первым входам элементов И третьей группы, первому информационному входу третьего сумматора-вычитателя и информационному входу сдвнгового регистра, .выход которого соединен с вторым информационным входом третьего сумматора-вйчитателя, выход которого подключен к первым входам элементов ИЛИ третьей группы, выходы которых соединены с адресным входом второго блока памяти, выход. переполнения второго счетчика соединен с вторыми входами элементов И первой группы, первыми входами первого элемента ИЛИ и9 вай дешифратора и входом запуска первого генератора пачек импульсов, выход которого подкпючен к первому входу "торого элемента ИЛИ, выход которого соединен с тактовым входом восьмого регистра и счетным входом третьегосчетчика, выход первого разряда кото- , рого подключен к управляющим входам третьего и второго сумматоров-вычитателей, выход второго разряда третье Ффф го счетчика соединен с управляющим входом сдвигового регистра, вторыми входами элементов И третьей группы и вторым входом дешифратора, выход которого подключен к управляющему входу четвертого коммутатора, выход третье 115903го разряда третьего счетчика соединен с третьим входом дешифратора и третьими входами элементов И третьей группы, выходЫ которых подключены к вторым входам соответствующих элементов ИЛИ третьей группы, выход первого щ разряда второго счетчика соединен свторыми входами элементов И второй группы, вторым входом первого элемента ИЛИ и входом запуска второго генератора пачек импульсов, выход которого подключен к второму входу вто.рого элемента ИЛИ, выход первого эле 1мента ИЛИ соединен с управляющим входом третьего коммутатора, выходыэлементов ИЛИ первой группы являютсяинформационным выходом устройства,тактовые входы первого и второгосчетчиков объединены и являются тактовым входом устройства, выходы разрядов первого счетчика соединены спервыми входами соответствующих элементов И четвертой группы, первый ивторой инверсные входы которых соединены соответственно с выходом первого разряда второго Счетчика.Изобретение относится к вычислительной технике, в частности-к цифровой обработке сигналов, и может бытьиспользовано при создании устройств,1выполняющих спектральный и корреляционньй анализ сигналов,Предлагаемое устройство являетсяусовершенствованием устройства поавт.св, В. 913392, кл С 06 Р 15/332,1980 г. 10Цель изобретения - увеличение точности вычисления БПФ.На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства. 15Устройство содержит регистры 1 -4,сумматор-вычитатель 5, коммутатор 6,блок 7 умножения, коммутатор 8,регистры 9, 10 и 11, блок 12 памяти,блок 13 вычисления целой части, состоящий из регистра 14 сдвига. сумматор 15, счетчик 1 б, коммутаторы17 и 18, сумматор-вычитатель 19, регистр 20 группу элементов ИЛИ 21,счетчик 22, группы элементов И 23 и24группу элементов ИЛИ 25, сдвиговый регистр 26 сумматор-вычитатель27, группу элементов И 28; группуэлементов ИЛИ 29, счетчик ЗО, гене-раторы 31 и 32 пачек импульсов, элемент ИЛИ 33, счетчик 34, элементИЛИ 35, дешифратор Зб, группу элементов И 37.Генераторы 31;и 32 пачек импульсоввыдают пачку из трех импульсов ипачку из пяти импульсов. Счетчики30 и 34 - соответственно двух- и трехразрядный, разрядность счетчика22 определяется размером выполняелого БПФ,Устройство работает следующимобразом,Синхроимпульсы поступают на тактовый вход устройства.и подсчитываются в счетчиках 22 и 30. В счетчике 22 определяется двоичный код обрабатываемой гармоники, а счетчик 30 является управляющим, причем для того, чтобы не пропустить невосстановленной гармонику с номером два логика счетчика 30 организована так, чтобы сигнал переполнения формировался .в случае появления в нем кода "01".Это, например, осуществляется путем формирования, сигнала непереполнения на выходе элемента И, один вход которого соединен с прямым. выходом второго разряда, а другой - с инверсным выходом первого. Если код восстанавливаемой гармоники не является не-.четным или кратным 2 + 43, то эле-, ,менты .И 28 и 24 групп закрыты нулевыми сигналами с выходов первого разряда и переполнения счетчика 30 и код гармоники через открытую группу элементов И 37 и группу элементов ИЛИ 29 поступает на адресный вход блока памяти, На выходе элемента ИГЛ 35 присутствует нулевой потенциал, который определяет адрес коммутатора 17. Вход коммутатора 17 подключается к его второму выходу, и информация, считанная из блоз 11590 ка памяти пд указанному адресу через коммутатор 17 и группу элементов ИЛИ 21 поступает на выход устройства без обработки..Если код счетчика 22 нечетный, т.е. в младшем разряде счетчика 30- единица, то содержимое счетчика через открытые элементы И 24 группы поступает на входы элементов ИЛИ 25 группы и далее на вход сдвигового 1 р регистра 26, один из входов сумматора-вычитателя и входы элементов И 28 группы. Одновременно. этот же сигнал с выкода иервого разряда счетчика ЗО закрывает элементы И 37 1 группыустанавлаВеет единичное значение на выходе .эдеиента ИЛИ 35 (коммутатор 17 подключает свой вход к своему первому выходу) и запускает генератор 32, которвФ. выцает пачку щ из пяти импульсов на своем выходе. Эти импульсы через элемейт ИЛИ 33 поступают на вход счетчика.34 По приходе первого импульса от генера.тора 32 в счетчике 34 устанавливаетсяр код 100. Нулевые потенциалы с выходов второго.и третьего разрядов счетчика 34 поступают на инверсные входы элементов И 28 группы, разрешая прохождение кода с выходов элементов ИЛИ 25 группы через элементы ИЛИ 29 группы на адресный вход блока памяти, Происходит вЫборка значения .Х и запись его в регистр 20 (установлен в ноль) через коммутаторы 17 и 18( 35 и сумматор-вычитатель 19, При этом сдвига 1 ц коммутатором 18 не происходит. При поступлении второго импульса элементы И 28 группы закрываются, и информация записывается в 31 4сдснговый регистр 26, где осуществ"ляется сдвиг на три разряда : более,передача этого кода в сумматор-вычитатель 27, в котором находитсякод адреса К + 8 К следующего отсчета,необходимого для восстановления,Полученный код через группу элементов ИЛИ 29 передается на адресныйвход блока памяти. Управляющий сигналс выхода дешифратора 36, поступаяна адресный вход коммутатора 18,осуществляет в последнем сдвиг на 3разряда (деление на 8), Результатвычитания заносится в регистр 20.Аналогичные действия происходят припоступлении третьего импульса всчетчик 34. В случае подачи четвертого и пятого импульсов в счетчик34 основное отличие в работе устройства состоит в том, что в сдвиговомрегистре 26 и коммутаторе 18 сдвигпроисходит на 4 разряда, а не на 3.После накопления пяти импульсов .всчетчике 34 он сбрасывается в ноль(для этого логика счетчика. организована, например, подключением выходаэлемента Ц к входу обнуления, а еговходов - к соответствующим выходамразрядов).Если же номер обрабатываемой гармоники удовлетворяет условию 2+48,то работа устройства полностью аналогична описанной с той лишь разницей, что генератор 31 запускаетсясигналом с выхода переполнения счетчика 30 и выдает три импульса посвоему первому выходу. Результатвычислений е выхода регистра 20 поступает через группу элементов ИЛИ 21на выход устройства,дакт ис 4 ал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 3590/49 Тираж 710 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Ра