Анализатор спектра хаара

Союз Советских Соцмалмстмческмх РеспубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 040578 (21) 2610882/18-24 (51)М. КЛ,с присоединением заявки Йо. С 06 Р 15/34 Государственный комитет СССР оо делам изобретений и открытий(54) АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА ХААРА Изобретение относится к областивычислительной и измерительной техники и может быть применено в системах автоматики,Известно устройство для вычисления коэффициентов Фурье-Хаара, позволяющее формировать коэффициентыФурье-Хаара, соответствующие производной Функции Е (х) непосредственно по самой Функции Г(х) без приме Онения дифференцирующего устройства Г 11,Наиболее близким техническим решением является устройство для формирования коэффициентов разложения 15 Хаара, которое содержит блок управления, блок сумматоров-вычитатетей, состоящий из и групп сумматоров-вы читателей по 2" 1 сумматоров-вычитателей в каждой 1-ой группе, причем 20 первые выходы сумматоров-вычитателей 1-ой группы соединены с входами сумматоров-вычитателей Й+1)-ой группы; 2" последовательно соединенных регистров сдвига, последний из кото рых соединен с цифровым интегратором, а выходы соединены с 2 входамии блока сумматоров-вычитателей Г 2) .Такое устройство для формирования коэффициентов разложения Хаара позво2ляет определять коэффициенты ФурьеХаара только Функции одной переменной Г (х),Целью изобретения является расширение функциональных воэможностейза счет вычисления коэффициентов Фурье-Хаара функций двух переменных(Е(х,у,) ),Это достигается тем, что в устройство содержащее блок управления, первый блок сумматоров-вычитателей изп групп сумматоров-вычитателей по2" 1 сумматоров-вычитателей в 1-ой(1=1,п) группе, причем первые выходысумматоров-вычитателей 1-ой (1=1,п-.1)группы соединены с входами сумматоров-вычитателей (1+1)-ой (1=1,п)группы, выходы сумматоров-вычитателейи-ой группы являются выходами анализатора, 2 последовательно соединенных регистров сдвига, вход первогоиз которых соединен с выходом цифрового интегратора, а выходы 2" регистров сдвига подключены к входам соответствующих сумматоров-вычитателейпервой группы, информационные входы21 регистров сдвига являются входами анализатора, а управляющие входы2" регистров сдвига соединены с соответствующими выходами блока управ 742952ления, введены блок регистров, содержашнй матрицу 2 х 2" регистров сдвига, второй блок сумматоров-вычитателей, блок умножителей, содержашийматрицу иэ 2 О х 2 п умножителей, первые 2" входов которого соединены с2" выходами второго блока сумматороввычитателей, вторые 2" входа блокаумножителей соединены с соответствуюшими выходами блока управления, выход которого подключен к управляюшемувх)ду цифрового интегратора, при этом2" .:входов блока регистров соединены2 п выходами первого блока сумматоров-вычитателей, 2 п" управляюшихвхфдов блока регистров подключены ксоответствуюшим выходам блока управления, а 2" выходов блока регистровсоЕдинены с 2" входами второгО блокасумматоров-вычитателей,На чертеже дана структурная схемапредлагаемого анализатора, 20Он содержит цифровой интегратор 1, регистр 2 сдвига сумматор-вычитатель 3, блок 4 сумма:торов-вычитателей, блок 5 регистров, блок б умножителей, умножитель 7 (на Я 2 с регистром сдвига),умножитель 8 ( на 2 с регистром сдвига), умножитель 9 (на 1 с регистромсдвига), блок 10 управления,Устройство работает следуюшим об- ЗОразом для случаяю 2 нАнализируемая функция Й(х,у) вцифровом виде поступает с периодомТ/2 п (рассмотрен случай (п=З) на цифровой интегратор 1, По сигналам изблока 10 управления пропускаются требуемые значения функции Е(х,у) соотВетственно матрице отсчетов функции,Например, при формировании приведен"Ного значения двоичного интегратораэлементарного квадрата Б(1,1) блок10 управления пропускает значенияФункции йооЕоох Г 1 о111ыЙ 2 Й с периодов Т/8. В результате в цифровом интеграторе 1 Формируется значение Я(1, 1) . Аналогичноформируютс я все элеме нты Б ( К, 1:) матрицы приведенных значений двоичныхинтегратов Б, В предлагаемом устройстве матрица Б формируется последовательно по строкам, Сначала формируегся строка 1=4 для К=1 2, 3 и4, а затем строки 1=3, 2, 1, Элементычетвертой строкиЯ(1,4), Б(2 4), Б(3,4) и Б(4,4) (1)5путем последовательного выталкиванияиз предыдушего регистра 2 сдвига впоследуюший записываются в четырехпоследовательно соединенных регистрах 2 сдвига, После поступления значения элемента Б(4,4) из цифрового 60интегратора 1 в последний иэ четырехпоследовательно соединенных регистров 2 сдвига одновременно со всехвыходов регистров 2 сдвига все числачетвертой строки (1) поступают на входы первой группы сумматоров-вычитателей 3 блока 4 сумматоров-вычитателей. На выходах первой группы сумматоров-вычитателей 3 образуются суммы (левые выходы) и разности (правыевыходы) подаваемых чисел Б(1,4)+Б(2,4); Я(1,4)-Б(2,4); Б(3,4)+Б(4,4);Б(3,4)-Б(4,4). (2)Значения сумм чисел подаются навходы второй группы сумматоров-вычитателей 3, содержашей один сумматорвычитатель 3, на выходе которого образуются соответственно сумма и разность подаваемых чисел:Б (1,4) +Б (2, 4) +Б (3,4)+Б (4, 4) =Спр(14) ( 3)(Б(1,4)+Б(2,4)- (Б(3,4)+Б (4,4) ) =,С, (2/4) (4)Таким образом, на выходах блока4 сумматоров-вычитателей Формируютсячетвертая (1=4) строка матрицы промежуточных значений коэффициентовФурье-Хаара:Спр(1/4)=Б(1,4)+Б(2,4)+Я(3 4)+Я(4,4)Спр (2/4)=(Б(1 р 4)+Б(2,4)1 - Б(3,4)+Б(4,4 (5)С(3/4) =Б (1, 4) -Я (2, 4)Ср (4/4)=Я(3,4)-Я(44)По команде из блока управления 10.одновременно вся строка (5) подаетсяна первую строку регистров 2 сдвигаблока 5 регистров, а затем выталкивается последовательно из первойстроки блока 5 регистров во вторую,из второй в третью и, наконец, изтретьей в четвертую и Фиксируется,Аналогично в блоке 4 сумматороввычитателей Формируются промежуточные коэффициенты Фурье-Хаара, соответствуюшие третьей, второй и первойстроке (1=3, 2, 1) матрицы приведенных значений двойных интеграторов Б,По команде из блока 10 управлениястроки промежуточных коэффициентовФурье-Хаара 1=3, 2, 1 записываютсясоответственно в третью, вторую ипервую строки регистров 2 сдвигаблока 5 регистров.Таким образом, в блоке 5 регистровФиксируется матрица промежуточных коэффициентов Фурье-Хаара Ср, Далееначинается процесс формирования матрицы ненормированных коэффициентовФурье-Хаара СПо команде из блока 10 управленияэлементы первого столбца матрицы Срс блока 5 регистров выталкиваютсяна входы второго блока 4 сумматоров-:вычитателей, В нем вычисляются ненормированная матрица коэффициентов Фурье-Хаара С аналогично тому, какэто делалось при Формировании матрицы промежуточных коэффициентов ФурьеХаара С по матрице приведенных знапрчений двойных интервалов Б:Сн(1,4) =С ор (1/4)+С пр (2/4)+С пр(3/4)+Сн(3,4) =Спр (1/4) -Спр (2/4)Сн (4,4) =Спр (3/4) -Спр (4/4) (6)Одновременно, по команде из блока10 управления, весь столбец (6) подается на четвертый столбец регистровсдвига блока б умножителей. Далееэтот столбец последовательно выталкивается в третий, затем во второй и,наконец, в первый столбец регистровсдвига блока б умножителей,Аналогично во втором блоке сумматоров-вычитателей 4 формируются ненормированные коэффициенты Фурье-Хаара,соответствующие второму, третьему ичетвертому столбцам матрицы промежуточных коэффициентов Фурье-Хаара,которая записана в блоке 5 регистров, 15Для этого столбцы 1=2, 3, 4 последовательно по команде из блока 10 управления выталкиваются для преобразования во второй блок 4 сумматороввычитателей, а из него выталкиваются во 2-ой, З-ий, и 4-ый столбцыблока б умножителей,Таким образом, в регистрах сдвига блока б умножителей фиксируетсяматрица ненормированных коэффициентовСнДля формирования нормированныхкоэффициентов Фурье-Хаара в умножителях 7, 8 и 9 на константу с регистром сдвига блока б умножителей осуществляется умножение элементов ненор.мированной матрицы С соответственно на константы 2, 2 и 1 в соответствии с элементами матрицы весов -При этом каждый элемент матрицыС (1,З) умножается на свой вес(13). С выходов умножителей7, 8 и 9 на константу блока бумножителей снимается матрица коэффициентов Фурье-Хаара, соответствующая функции двух переменных.Технико-экономический эффект заключается в том, что предлагаемоеустройство расширяет функциональныевозможносжи, т,е, предлагаемое устройство позволяет наряду с коэффициентами Фурье-Хаара функций одной переменной определять коэффициентыФурье-Хаара функций двух переменныхЕ(ху)еФормчла изобретенияАнализатор спектра Хаара, содержащий блок управления, первый блок сумматоров- вычитателей, состоящийиз и группы сумматоров-вычитателейпо 2"сумматоров-вычитателей в1-ой (1=1;и) группы, причем первыевыходы сумматоров-вычитателей 1-ой(1=1,п) группы, выходы сумматороввычислителей и-ой группы являютсявыходами анализатора, 2 последовательно соединенных регистров сдвига,вход первого из которых соединен с.выходом цифрового интегратора, а выходы 2 регистров сдвига подключенык входам соответствующих сумматороввычитателей первой группы, информационные входы 2" регистров сдвига являются входами анализатора а управляющие входы 2" регистров сдвига соединены с соответствующими выходамиблока управления, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей засчет вычисления коэффициентов ФурьеХаара функций двух переменных, в не-.го введены блок регистров, содержащий матрицу 2"х 2" регистров сдвига,второй блок сумматоров-вычитатехей,блок умножителей, содержащий матрицу из 2 х 2" умножителей, первые 2и нвходов которого соединены с 2" выходами второго блока сумматоров-вычитателей, вторые 2 входа блока умножителей соединены с соответствующими выходами блока управления, выход которого подключен к управляющему входу цифрового интегратора,при этом 2 входов блока регистровсоединены с 2" выходами первого блока сумматоров-вычитателей, 2 " управлякких входов блока регистровподключены к соответствующим выходам блока управления, а 2 выходовблока регистров соединены с 2" входами второго блока сумматоров-вычитателей,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Автооское свидетельство СССР М 579623, кл. С 06 Г 15/34, 1976,2 . Авторское свидетельство СССР М 484523, кл. 6 06 Г 15/34, 1974 (прототип),,4/ Ул,Проектная, 4 Тираж 751 ИИПИ Государствен по делам изобрет 35, Москва, Ж, илиал ППП Патент, г.уж Подписноего комитета СССРий и открытийаушская наб д 5