Генератор дискретных функций уолша

(51)М. Кл.06 Р 1/02 Ъеударстееииый комитет СССР ао делам изобретений н открытиЯ(088.8 ) Дата опубликования описания 17.12.79 ФЮ, М. Смирнов,Г, Н. Воробьев, Е, С, Потапов и В. В. Сюзев(72) Авторы изобретения Московское ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени Высшее техническое училище им. Н. Э. Баумана(54) ГЕНЕРАТОР ДИСКРЕТНЫХ ФУНКЦИЙ УОЛША Недостатком его является то, что привосстановлении схтгнала по известномуспектру, необходимо генерировать значение функций Уолша в конкретной точке,что можно достичь только последовательной подачей на вход счетчика числа импульсов, равного номеру заданной точки,это приводит к дополнительным аппаратурным затратам,Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в аппаратуре спектральногоанализа.Известен генератор функций Уолша(4 11 2) элемента И, (2" -11- 1) триг-,геров 11,Известный ГФУ вырабатывает одттовреОменно все 8=2 функций Уолша и, вслучае последовательной обработки периодических сигналов, либо сигналов, представленных в форме, позволяющей многократное их воспроизведение (запись на 15магнитном носителе, табулирование в памяти. ЦВМ и т.д,), его использование приводит к большим аппаратурным затратам. Наиболее близким техническим решени-ЗЗ ем к данному изобретению является гене- ратор дискретных функций Уолша, содержащий генератор тактовых импульсов и дво, ичный счетчик дискретного интервала 2,Целью изобретения является упрощение устройства и расширение его диапазона генерируемых функций. В изобретенном генераторе функций Уолша это достигается тем, что он содержит двоичный счетчик номера функций Уолша, группу элементов И, блок. свертки по модулю два, триггер, четыре управляющих элемента И и два элемента ИЛИ, причем выход генератора тактовых импульсов подключен к первым входам первого и второго управляющих элементов И, вторые входы которых подсоединены к соответствующим управляющим шинам, выход первого управляюще3, 7037974го адементв И подключен к счетному вхо- записи информации параллельным кодам вду счетчика дискретного интервала, а вы- счетчиках 2 и 4 позволяют обеспечитьхход второго уйравляющего элемента И под- работу генератора дискретных функцийсббдййен к первому-входу первого элемен- Уолша в следующих четырех режимах,та ИЛИ, единичные выходы всех разря д. Формирование всех М функций отдов счетчика дискретного интервала под- %р до Юнв всем дискретном диапвключены к первым входам алементов И зоне иэ определения,группы, а единичные выходы счетчика но, Формирование одной конкретной функмера функций Уодша подссединены ко вто. . ции Уолша на всем дискретном интервале.рйм входам элементов И групцЫ, выходы 10 3, Последовательное формирование всех" "которых подсоедйнейы ко входам блока К функций Уолша в одной конкретной дис.- свертки по модулю два, прямой и инверс- кретной точка.нйй выходы блока свертки подключены со . 4, Формирование конкретной функции вответственно ко входам записи нуля и еди- Фиксированной точке текущего времени.й 6 Йтриггера, единичный выход старше Генератор дискретных функций Уолшвго разряда счетчика дискретного интерва- работает следующим образом," ла-подсоединен к первым входам третьего Первый режимустанавливается постуйи четвертого управляющих элементов И, лением из блока упрввления (БУ) рвэре-втфЪ 1 е входы которых подключены к соот-швющих единичных потенциаловна управЬетствующим управляющим шинам, причем 20 ляющие элементы 7 и 9 И соответственвисодтфетюк уйравдяющего элеменга И но и запрещающих сигналов (нулевых уровподсоадинен к первому входу второго але- ней) нв элементы 8 и 10 И. Сигналоммейта ИЛИ, а выход четвертого управдяю обнуления, также поступающим иа БУ,щего элемента И, подключен ко второмусчетчики 2 и 4 устанавливаются в исходвходу первого элемента ИЛИ, выход кото- йое нулевое состояние (шины обнулениярсло подсоединен к счетному входу счет- счетчиков нв чертеже не показаны).чика номера функций Уолша, при атом вы В результате поразрядного логическо"ход старшего разряда счетчика номера го умножения нулевых содержимых счетчифункций Уолшв подключен ко второму вхо ков 2 и 4 нв группе И иэ и элементовду второго элемента ИЛИ. 3 И и подсчетачисла единиц в получен 30На чертеже представлена блок-схема ном двоичном коде, выполняемого в блогенератора дискретных функций Уодша. ке 5 свертки по модулю двв, триггер 6Генератор дискретных функций Уолшв единичным пбтенцивлом, поступающим сщийочвет в себя генератор 1 тактовых им- инверсного выхода блока 5 свертки нвпульсов,п разрядный двоичный счетчик вход записи единицы устанавливается в352 дискретного ййтервала, груййу 3 из И единичное состояние. Нв единичном выхоалемантов И, П-разрщый двоичйыйсдетде "13 трйггерв 6 появится единичныйчик 4 номера функций Уолша, бдок 5 . уровень, соответствующий значению нулесвертки по-модулю два, триггер 6, эде- вой функции Уолша в нулевой точке. В40менты 7, 8, 9, 10 И, адемент 11 ИЛИ, следующем такте с выхода генератора 1," элемент 12 ИЛИ, единичный выход 13 . тактовых импульсов через открытый уп триггере 6,является выходом устройства. равляющий эдемент 7 на счетный входГруппа 3 из И элементов И и блок счетчика 2 дискретного интервала посту-5 свертки по модулю два выйщняют опе-пит" импульс, который увеличит содержирации поразрядного логического умноже- мое счетчика 2 до 1", Твк как счетчик45ния- содержимых раэрядов счетчиков 2 и . 4 находится в нулевом состоянии, то б ок4 дискретного ийтервала и номера функ- "5 свертки по модулю двв не изменит сигций Уодша и подсчета четности единиц пойвлы," а триггер 6 не изменит своего со дученного двоичного числа, фиггер "6стояйия и на его выходе останется едиреалйзует функции Уолйа, причем в уст. ничный потенциал, что соответствует знаройствепринятоследующее правило соот- чению %О 1 Подобным же образом буветствия: значению функции Уолша равном дут в последующих тактах оформлены всеединице соответствует единичное состоя- остальные значения нулевой функции уодние"триггера 6 (единичный потенциал нв ша до фо (М),выходе 13), анулевому значению функ- К атому моменту все разряды счетчики уолша - нулевое: состояние триггера ка 2 будутнаходиться в единичном состо 6, Управляющие элементы 7, 8, 9, 10 И,;: янии ( Н= 2."), С поступлением -гоэлементы 11, 12 ИЛИ и наличие входовтактового импульса из генератора 1, счетГенератор дискретных функций Уопша,содержащий генератор тактовых импульсов. и двоичный счетчик дискретного ин-,тервала, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цепью упрощения устройства и расширения диапазона генерируемых функций, в него введены двоичный счетчик номера функций Уопша, группа алементов И, блок свертки помодуЛю-два, триггер, четыре управляющих элемента И и два апемента ИЛИ, причем выход генератора тактовых импульсов подключен к первым входам первого и второго управляющего алемен 5 7037чик 2 обнупится, а на выходе старшегоразряда счетчика 2 сформируется сигнал,который. через открытый апемент 9 И иэлемент 12 ИЛИ поступит на счетныйвход счетчика 4 номера функций Уопша и 5увепичит его содержимое на 1. По окончании времени задержки на группе 3 из)1 элементов И, блоке 5 свертки и триггере 6 на его вйходе сформируется значение функций Щ,( (О). В последующих 10тактах будут генерироваться значенияфункции % ). Описанная процедурабудет аналогичным образом повторятьсяи далее, причем при каждом перейопнении-счет яка 2 дискретного интервала; содержимое счетчика 4 номера функции Уопшабудет увеличиваться на "1,После Й (М= 1)-го импульса с так-,тового генератора 1 на выходе устройства 20будет сформировано значение последнейфункции Ыв точке ( Н = 1), а всеразряды обоих счетчиков установятся вединичное состояние. Поступивший с генератора 1 на счетный вход счетчика 2следующий импульс обнулит счетчики 2 и4, а с выхода старшего разряда счетчика4 через элемент 11 в блок управлениявыдается сигнал о начале нового периодагечерирования функций Уопша. 0Второй режим устанавливается поступлением из БУ разрешающих сигналов навходы элементов 7 и 8 И и запрещающихсигналов на входы элементов 9 и 10 И.В первом такте работы устройства вданном режиме происходит обнуление счетчика 2 по сигналу из БУ и запись номера генерируемой функции Д, =,О в счетчик4 по входам записи информации,В дальнейшем генерация значений функций Ф О) протекает так же, как е впервом режиме, С приходом К -го импульса с тактового генератора 1 сигналпереполнения с выхода И-го разряда. счетчика 2 через открытый элемент 7 Ии элемент 11 ИЛИ пойдет в БУ как сигнал начала нового периода генерациифункции %,0Третий режим, задается установкой изБУ на входах элементов 8, 9, 10 И эа 50пирающих сигналов, а на входе элемента10 И-открывающего потенциала. В первомтакте счетчик 4 обнуляется, а на счетчик2 по входам записи заносится параллель 55ным кодом двоичный эквивалент требуемой точки дискретного интервала 1= К ина выходе 13.формируется значенйе нулевой функции Уолша Ъ Ж В последующих 97 6тактах работы устройства тактовые импульсы с генератора 1 пройдут через открытый элемент 10 И и элемент 12 ИЛИ сразу на счетный вход счетчика 4 и станут изменять его содержимое от О до Й, в то время как содержимое счетчика 2 останется без изменения, Генератор дискретных функций Уопша будет генерирсеать значения всех функций %0( в заданной точке К М -ый тактовый импульс обнулит содержимое счетчика 4 и с выхо да ц -го старшего разряда счетчика 4 через элемент 11 ИЛИ пройдет сигнал о начале генерации спедующей серии функций.йля установки четвертого режима работы устройства из БУ на все управляющие элементы И подаются запрещающие потенциалы, Номер генерируемой функции и точка дискретного интервала, в которой данная функций Уопша определяется, зеписывается параллельным кодом в счетчики 4 и 2. Результат, как и прежде, на выходе 13.Поскольку дпя реализации одной схемы сумматора по модулю два требуется два элемента И, два элемента НЕ и один элемент ИЛИ, а реализация одного разряда двоичного счетчика на основе ЗК-триггера выполняется на четырех апемеитах И-ИЕ и четырех элементах ИЛИ, то нспользование изобретенного устройства позвопяет сократить общие аппаратурные затраты в. (4 и+9Возможность работы изобретенного генератора функций Уопша в четырех ре.кимах позволяет использовать его в спектроанапизаторах различных назначений а конструкций. Формула и зоб рот енияс7037тов И, вторые входы которых подсоединены к соответстЬующим управляющим шинам, выход первого управляющего элемента И подключен к счетному входу счетчика дискретного интервала, а выход второго управляющего элемента И подсоединен к первому входу первого элемента ИЛИ, единичные выходы всех разрядов счетчика дйскретного интервала подключены к первым входам элементов И группы, а единичные выходы счетчика номера функций Уолшв подсоединены ко вторым входам элементов И группы, выходы которых подсбедйнены ко входам блока свертки помодулю два, прямой и инверсный выходы блока свертки подключены соответственно ко входам записи нуля и единицы триггера, единичный выход старшего разряда сетчика дискретного интервала подсоединен к первым входам третьего и четвер"тогоуправляющйх элементов И, вторые 97входы которых подключены к соответствующим управляющим шинам, причем выход третьего управляющего элемента И подсоединен к первому входу второго элемента ИЛИ, в выход четвертого управляющего элемента И подключен ко второму входу первого элемента ИЛИ, выход которого подсоединен к счетному входу счетчика номера функций Уолша, при этом выход старшего разряда счетчика номера функций Уолша подключен к второму входу второго элемента ИЛИ,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Бессветтер К. "Генерирование функций Уолшаф,фЗврубежнвя радиоэлектрикв",М 11, 1972, с. 77, рис. 6,2, Лвторское свидетельство СССРМ 221757, кл, 6 06 6 7/26, 1967прототип ),Подпи сноеого комитета СССРний и открытийРаущская нвб., д. 4/5 Тираж 780 ИПИ Государственн по делам изобрет 5, Москва, Ж303 ал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель В, ЖуковМинаев Техред М, Келемеш Корректор Я, Беселовск