Устройство для вычисления коэффициентов ряда фурье

О НИЕ ИЗОБРЕТЕН Йя Союз Советских Социапистических Респубпии76 (21)23аивки Ое 8-2 Запил Ы 06 1 1,."/1 ) присоелинением Государственной нсатет 23) ГРио 11 ССР деям юебдетен и етнрмтийубликдвано 05.02.7 юл 02. ата опубликования оциеани В. Г, Осипенк А. Г, Шабанов(72) Авторы изобретени аганрогский радиотехнический инс им, В, Д. Капмыкова итель 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕН РЯДА ФУРЬЕ х ка ния ых Изобретение относится к областидискретнс-аналоговой специализированной вычислительной техники и можетбыть испопьзовано в радиотехнике,зпектросвязи и измерительной техникедпя вычисления коэффициента ряда фурьев заданном базисе функций,Известно устройство дпя вычиспеция коэффициентов Фурье, содержащееустройство выборки мгновенных значений исследуемого сигнапа, генератортактовых импульсов, коммутатор канадов, эпементы И, взвешивающие резисторы и сумматоры 111.Недостатком известного устройстваявпяются низкая точность и эффективность вычисления коэффициентов Фурьеповторяющихся сигцапов,Наибопее близким по техническойсущности к предпоженному изобретениюявляется устройство дпя вычислениякоэффициентов Фурье 121, содержащеемасштабный блок, вход которого является входом устройства, блок управпения,первый коммутатор вертикапьных канаВ. Мупеванов, В. И. Ропдин, М. Молочников и Л, В. Егоре пов, первый коммутатор горизонтальныхканапов, первый информационный входкоторого соединен с первым выходом первого коммутатора вертикапьннапов, первый вход блока управпсоединен с соответствующим выпервого коммутатора горизонтапь каналов, поспедоватепьно соединенные депитепь частоты и первый фо 1 л 1 ироватепь тактовых импульсов, последопатепь 10 цо соедицецные умножитепь частоты ивторой формироватепь тактовых ил 1 пупьсов, первый и второй выходы масштабного бпока соединены соответственно со входами депитепя частоты и умножитепя частоты, блок распределения с подсоединенными к нему сигнальными входами -и интегрируюцих блоков, управляющие входы которых подкпючецы к соответствуюцим выходам блока управпения выходы всех интегрирующих блоков подключены к группе входов бпока эпементов И, первая группа выходов которого явпяется первой группой выходов устройства, а вторая группа выходов 25646339 через блок функционального преобразова-, ния соединена со второй группой выходов устройства, вход блока элементов И соединен с соответствующим выходомоблока управления. Недостатком известного устройства является недостаточная точность иэффективность вычисления коэффициентов Фурье.Цель изобретения - повышение точности работы устройства.Поставленная цепь достигается тем,что в устройство введены блок памятивторой коммутатор вертикапьных каналов, второй коммутатор горизонтальных каналов и элемент И, причем третий выход масштабного блока соединенсо входом блока памяти, первый вход,элемента И соединен с выходом перво-20го формироватейя тактовых импульсов,а второй вход - с соответствующим вы"ходом блока управления, выход элемента И соединен со входом первого ком2мутатора вертикальных каналов, группавыходов которого соединена с первойгруппой входов блока памяти, последнийвыход первого коммутатора вертикальных каналов соединен с соответствуюЗЮщим входом блока управления, группавыходов первого коммутатора горизонтальных каналов соединена со второй. группой входов блока памяти, выходвторого формироватейя тактовых импульсов соединен совходом второгокоммутатора вертикальных каналов,группа выходов которого соединена стретьей группой входов блока памяти,один выход иэ группы выходов второго10коммутатора вертикапьных каналов соединен со входом .второго коммутаторагоризонтальных канадов, другой выход:с соответствующим входом блока управления, группа выходов второго ком. мутатора горизонтальных каналов соединена с четвертой группой входов блокапамяти, один выход иэ группы выходов,второго коммутатора горизонтальныхканалов соединен ссоответствующимвходом блока управпения, группа выходов блока памяти подключена к группевходов блока распределения.На чертеже представлена блок-схемаустройства.ИУстройство дпя вычисления козффициентов ряда фурье содержит вход 1ьтисточника исследуемого сигнал,масштабный блок 2, умножитель 3 4частоты в дробное число раз с регулируемым коэффициентом умножения, формирователи 4, 5 тактовых импульсов, коммутаторы 6, 7 вертикальных каналов коммутаторы 8, 9 горизонтальных каналов, блок 10 памяти, состоящий из определенного числа запоминающих ячеек у которых сигнальные входы соединены с соответствующими сигнальными выходами блока памяти, управляющие входы записи связаны с выходами схем "И", которые по одному из своих входов образуют вертикальные каналы записи, а по другому - горизонтальные каналы записи, и управляющие входы считывания подсоединены к выходам импульсов управления блока памяти и к выходам схем Иф, которые по одному из своих входов образуют вертикальные каналы считывания, а но другому - горизонтальные каналы считывания, блок 11 управления, делитель частоты 12 с регулируемым коэффициентом деления, элемент И 13, блок 14 распредепения, параллельные парные интегрирующие блоки 15 и 152 ; 152, и 15 п блок 16 элементов И, основные выходы 17 и 18 устройства, цредназнаиенные для раздельного оьема коэффициентов Фурье четных и нечетных членов разложения, функциональный преобразователь 19, осуществляющий операциюС =А+В (и:,г,ми случае тригонометрического базиса, или операции.А,В (к=4,2,,И 1 в случае любого другого базиса, дополнительные выходы 20 устройства, предназначенные дпя раздельного съема суммы квадратов коэффициентов-д Я (п,ц)Фурье 2 2 2ипй квадратов коэффициентов фурьеАп,Устройство работает следующим образом.Исспедуемъй сигнал с интервалом повторения Т через вход 1 и масштабный блок 2 поступает на сигнапьные входы умножителя 3, в дробное число раз, блока памяти 10 и делителя частож 12.Иэ колебаний, получаемых в результате умножения частоты повторения ис ходиого сигнала в заданное числопвм раз в умножитепе 3, формируются в блоке 4 тактовые импульсы, которые поступают на информационный входкоммутатора 6, а из колебаний, получаемых в результате деления частотыповторения исходного сигнала в заданное число К раз в делителе частоты 12,формируются в блоке 5 импульсы считывания, которые поступают на информационный вход элемента И 13.Под воздействием импульсов коммутатора 6, коммутатора 8 в запоминающих ячейках блока 10 происходитзапоминание через каждый интервалодного мгновенного значениядисходного сигнала.При одновременном приходе с последнего выхода коммутатора 6 и определенного выхода коммутатора 8 импульсовсоответственно на первый и второй управляющие входы блока 11 управленияпоследний вырабатывает стартовый импульс, который открывает элемент И 13и импульсы считывания поступают наинформационный вход коммутатора 7При воздействии выходных импульсов коммутатора 7, коммутатора 9происходит считывание с заданной частотой запомненных в запоминающихячейках блока 10 мгновенных значенийисходного сигнала, аследовательно, иформирование необходимой длительностикопии реализации исходного сигнала,выборки которой через блок 14 распределения поступакт на соответствующие сигнальные входы интегрирующихблоков 15 15, 15,и 152 пСнимаемые одновременно с этим с управляющих,входов считывания запоминающих ячеек блока 10 импульсы управления через блок 14 распределенияпоступают на соответствующие управпяюшие входы интегрирующих блоков152 " 15 гп- и 15. В Результате этого выборки копии сигналаинтегрируются и запоминаются, проходячерез блоки 15, 1515 ,При одновременном приходе с последних выходов коммутатора 7 и коммутатора 9 импульсов соответственно натретий и четвертый управляющие входы блока 8 управления последний вырабатывает столовый импульс, которыйзакрывает элемент И 13, и управляющие импульсы, которые поступают науправляющие входы интегрирукицих блоков 15, 15 , 15 . Записанныеи считанные значения коэффициентовфурье проходят на блок 16 на основные выходы 17 и 18 устрой тва.и через блок 19 - на дополнительные выходы 20 устройства.Таким образом, предложенное устройство позволяет существенно повысить разрешающую способность при анализе высокостабильных повторякъшихся процессов и обеспечить точность и эффективное вычисление коэффициентов фурье быстротекущих апериодических радиопроцессов при их отображении рядами фурье в любом заданном базисе функций. формула изобретения Устройство для вычисления коэффициентов ряда Фурье, содержащее масштабный блок, вход которого является входом устройства, блок управпения, первый коммутатор вертикальных каналов, первый коммутатор горизонтальных каналов, первый информационный вход которого соединен с первым выходом первого коммутатора вертикальных каналов, первый вход блока управления соединен с соответствующим выходом первого коммутатора горизонтальных каналов, последом- тельно соединенные делитель частоты и первый формиромтель тактовых импульсов, последовательно соединенные умножитель частоты и второй формирователь тактовых импульсов, первый и второй выходы масштабного блока соединены соответственно со входами делителя частоты и умножителя частоты, блок распределения с подсоединенными к нему сигнальными входами 2 й интегрирующих блоков, управляющие входы которых подключены к соответствующим выходам блока управления,выходы всех интегрирующих блоков подключены к группе входов блока элементов И, первая группа выходов которого является первой группой выходов устройства, а вторая группа выходов через блок функционального преобразования соединена со второй группой выходов устройства, вход блока элементов И сое дииен с соответствующим выходом блока управления, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности в него введены блок памяти, второй коммутатор вертикальных каналов, второй коммутатор горизонтальных каналов и элемент И, причем третий выход масштабного блока соединен со входом бпока памяти, первый вход элемента И соединен с выходом первою 6 р НИИПИ Заказ 113/3 нраж 779 Подяисное филиал ППП фПатентфг, Ужгород, ул, Проектная 7 6 го ф рмироватепя тактовых импупьсов, а второй вход - с соответствующим выходом блока управления, выход элемента И соединен со входом первого коммутатора вертикальных каналов, группа выходов которого соединена с первой группой входов блока памяти, последний выход первого коммутатора вертикальных каналов соединен с соответствующим входом блока управления, группа выходов первого коммутатора горизонтапьных кайалов соединена со второй группой входов блока гамяти; выход второго формирователя тактовых импульсов соединен со входом второго коммутатора вертик альных кана лов, группа выходов которого соединена с третьей группой входов блыа памяти, один выход из группы выходов второl го коммутатора вертикальных каналов У46339 фф., 8соединен со входом второго коммутатора горизонтальных каналов, другой выход - с соответствующим входом блокауправления, группа выходов второго5 коммутатора горизонтальных каналовсоединена с четвертой группой входовблока памяти, один выход из группывыходов второго коммутатора горизонтальных каналов соединен с соответст вующим входом блока управления, группавыходов блока памяти подключена кгруппе входов блока распределения.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМц 456226, кл. б 01 Р 23/00, 1975.2. Заявка % 2399619/18-24,02,08,76, по которой принято положительное решение о выдаче авторскогоф свидетельства.