Устройство для вычисления коэффициентов фурье

(51)4 0 06 ТЕНИН,ИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКОМ специслитель ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОПИСАНИЕ ИЗ(71) Ордена Ленина институт кибернетики им, В.М. Глушкова(56) Авторское свидетельство СССР У 537349, кл. С 06 Р 15/332, 1976.Смирнов Ю.М. и др, Проектирование специализированных информационно-вычислительных систем. М.: Высшая школа, 1984, с, 96, рис. 3.1.2.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ФУРЬЕ(57) Изобретение относится калиэированным средствам вычи ной техники,предназначено для определенИя коэффициентов дискретного преобразования Фурье периодических сигналов при работе в реальном масш- табе времени. Цель изобретения - упрощение устройства. Поставленная цель достигается за счет того, что устройство для вычисления коэффициентов Фурье содержит блок управления 1, блоки 2., 2 постоянной памяти, накапливающие сумматоры 31 - 3 и аналого-цифровой преобразователь 4, а блок управления - триггер 5, генератор 6 тактовых импульсов, элемент 7 И, элемент 8 задержки, счетчик 9, регистр 10, сумматор 12 по модулю два, сумматор 11. 1 ил.Изобретение относится к специализированным средствам вычислительнойтехники, предназначено для определения коэффициентов дискретного преобразования Фурье периодических сигналов при работе в реальном масштабевремени.Цель изобретения - упрощение устройства.На чертеже приведена схема предлагаемого устройстваУстройство содержит блок 1 управления, первый 21 и второй 2. блокипостоянной памяти, первый 3 , второй,3, третий 3 и четвертый 3, накапливающие сумматоры и аналого-цифровойпреобразователь 4.Блок управления содержит триггер5, генератор 6 тактовых импульсов,элемент И 7, элемент 8 задержки;и действительной частей результатасоответственно.Устройство работает. следующим образом,По сигналу, поступающему на вход14 запуска устройства, происходитустановка в единичное состояние триггера 5 и в начальное состояние счетчика 9, сумматора 11 блока управления аналого-цифрового преобразователя 4 следящего типа и накапливающихсумматоров 3 -34, причем начальноесостояние первого 3 и второго 3"накапливающих сумматоров равно соответственно значению (-зЫО) О,(-соз 0)=-1 в дополнительном коде.На вход 15 задания гармоник блокауправления поступает двоичный кодномера гармоники, который записывается в регистр 10. Разрядность регистра 1 О должна быть не меньше 3.од К,.где К - максимальный номер гармоники.Аналоговый сигнал х (С) поступаетна вход 13 аналого-цифрового преобразователя 4. Импульсы с выхода генератора 6 тактовых импульсов черезэлемент И 7 поступают на тактовыевходы сумматора 11 блока 1 управления, первого 3 и второго 3 накапливающих сумматоров и на вход элемента 8 задержки. По этому сигналусодержимое регистра 10 прибавляется30 35 40 45 50 55 5 10 15 20 25 к содержимому сумматора 11 и содержимое из первого 2, и второго 2 блоков памяти поступает на входы накапливающих сумматоров Э, и 3 за исключением первого такта работы устройства, когда содержимое накапливающих сумматоров 3 и Э не изменяется. Спустя один такт по сигналу с выхода элемента 8 задержки осущест" вляется наращивание счетчика 9., преобразование входного сигнала х (С) из аналоговой формы в дискретную аналого-цифровым преобразователем 4 и прием информации из накапливающих сумматоров 3 и 3 в накапливающие сумматоры 3 и 3 соответственно.Разрядность сумматора 11 и счетчика 9 блока управления равна 1 о 8 Я. Если на выходе приращения аналогоцифрового преобразователя 4 значение сигнала равно "1" (Величина приращения входного сигнала положительная), содержимое накапливающих сумматоров 3, и 3 прибавляется к содержимому накайливающих сумматоров 3 и 3.Если на выходе приращений аналого"цифрового преобразователя значениесигнала равно "О" (величина приращения входного сигнала отрицательная), содержимое накапливающих сумматоров 3 и 3 вычидется иэ содержимого накапливающих сумматоров,35 и 3 . Выходы накапливающих сумматоров 3, и 3 подключены к входам накапливающих сумматоров Эз и 3 со сдвигом на г разрядов в сторону младших разрядов, В первом блоке 21 памяти записаны значения Г = з 1 п(1 вд), а во втором блоке 2 памяти - значения ГФ=сов(14 ц) в интервале аргументаэтих функций (О-"/43, где 1 0,1,2 (Б)/4,1- номера отсчетов;Ь =Т/Б - интервал дискретизацйи повремени; д- частота основной гармоники.Определение знаков зп(хвое) исоз(ЫЙ), где д=0,1,2, , Б-номера отсчетов, осуществляется спомощью сумматора 12 по модулю дваи двух старших разрядов сумматораблока 1 управления, которые определяют номер квадранта аргумента функций з 3 п(ха ) и соз(ацд ). Остальныеразряды сумматора 11 блока управле"ния определяют адрес значениязхп(5. ьд) ипи соз( ьАЗ ) в соответствующем блоке памяти, 12739445 По достижении заданного числа отсчетов, равного Б, на выходе переполнения счетчика 9 появляется сигнал, свидетельствующий о том, что внакапливающих сумматорах 3 и 3 на 3 4коплено истинное Значение коэффициентов дискретного преобразованияФурье. С выхода переполнения счетчика 9 сигнал поступает на нулевойвход триггера 5 и выход 16 готовнос фти результата устройства. Частотадискретизации входного сигнала х (С),поступающего на вход 13 устройства,равна частоте генератора 6 тактовыхимпульсов. 15Алгоритм работы предлагаемого устройства своцится к следующему.Приращения д м входного сигналав каждом такте работы устройства определяются,соотношением,20х. х-х. Яхдп х(С)-х,3. 2где х. ,х. - отсчеты входного сигнаила х(С) в - 1)-ом и,1-ом тактах работы уст"15ройства;- единица младшего разряда;- разрядность аналого-цифрового преобразователя 4. 30Коэффициенты ДПФ равны:М.14(ко)= х сои(1 Ь оЗК),Ь(кМ) = Х., я 1 и(1 ЬДк 1, Ъ 51-О,где К -номер гармоники,Представив значение А(км 1)и В 1 кч 4для к= 1 в виде А 4)=х,.соя(0. ь иЭ )++ сяЦИ) а.1, Вод) -0ф,я 1 п(0 дм 3)+ + х я 1 п(Б) ьо),и учитывая что Х . дХ получа 1 с е 11=0ют А ЬЛ=х . С+ + ь х 1 вС,с 05(ть дз), ЕфбГ,щ=ккпричем С=С, -соя(ш;.а сд) и С,=О.Проведя аналогичные преобразованияи для В(ц 3) , получают В 1 ц= ьх,.Я, +й х .Я Н где 5 = ъ( ь цз) М О,Д,=к гпричем ББ., - я 1.п(ш, . ю 3 ), Б, =.0 В устройстве вычисления Б и С,где ) =О,И, выполняются на накайливающих сумматорах 3, и 3 соответственно.Вычисление 4 дБ; и а хС выполняется на накапливающих сумматорах 3 и 3 соответственноаХ,. С,=зср(Х(С)-ХД 2 "а Х Я; = ь 1 у ГХЯ)-х. 1 2 ".з.Значением Я 1 яп х(С) -х Досуществля"ется задание операции "Сложение" или"Вычитание" на накапливающих сумматорах 3 и 3 . Операция 2 .С и2 . Я выполнена путем подключениявыходов накапливающих сумматоров 3и 3 к входам накапливающих сумматоров 3 и 3 з соответственно со сдвигом на Г разрядов в стоРону младшихразрядов,Управляющие входы первого 3, ивторого 3накапливающих сумматоровподключены к нулевому потенциалу кор"пуса устройства, что обеспечиваетзадание ими режима "Вычитание". Формула изобретения Устройство для вычисления коэффициентов Фурье, содержащее триггер, выход которого подключен к первому входу элемента И, выход которого подключен к входу элемента задержки и тактовым входам первого и второго накапливающих сумматоров, информационные выходы которых подключены к информационным входам соответственно третьего и четвертого накапливающих сумматоров, выходы которых являются соответственно выходами реальной и мнимой частей устройства, выход элемента задержки подключен к тактовым входам третьего и четвертого накапливающих сумматоров и счетному входу счетчика, выход переполнения которо" го является выходом готовности устройства и подключен к входу установки в "О" триггера, вход установки в "1" которого объединен с входами обнуления счетчика первого, второго, третьего и четвертого накапливающих сумматоров и является входом запуска устройства, а второй вход элемента И подключен к выходу генератора тактовых импульсов, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью упро,щения, оно содержит регистр, пятый накапливающий сумматор, сумматор по73944 Составитель А, БарановТехРед В.Кадар Редактор С. Лысина Корректор Л, Патай Заказ 6479/48 Тираж 671ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 125модулю два, первый и второй блоки йостоянйой памяти и аналого-цифровой преобразователь, выход которого подключен к входам раэрещения приема информации третьего и четвертого накапливающих сумматоров, выход элемента задержки и вход запуска устройства подключены соответственно к тактовому входу и входу обнуления аналого-цифрового преобразователя, информационный вход которого является информационным входом устройства, вход задания гармоник устрой.ства подключен к информационному входу регистра, выход которого подключен к информационному входу пятого накапливающего сумматора, выход п-го разряда (и-разрядность) которого подключен к знаковому входу первого накапливающего сумматора и первому входу сумматора по модулю два,второй вход которого подключен к выходу (и)-го разряда пятого накаплщьюпего сумматора, выход х-го (х1,п) разряда которого подкл еик входам -х разрядов адреса первого и второго блоков постоянной памяти, выходы которых подключены кинформационным входам соответственно 10 первого и второго накапливающих сумматоров, знаковый вход второго накапливающего сумматора подключен квыходу сумматора по модулю два, тактовый вход пятого накапливающего 15 сумматора обьединен с входами считы"ваиия первого и второго блоков пос 1тоянной памяти и подключен к выходуэлемента И, а вход обнуления пятогонакапливающего сумматора - к входу 20 запуска устройства.