Устройство для определения фазы спектральных составляющих

(19) 6 Р 15/33 РЕТЕНИЯ ОП ЭО ЕТЕПЬСТ литехо АЗЫ ычисли- специГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(71) Львовский ордена Ленина понический институт им; Ленинскогкомсомола(56) Авторское свидетельство ССВ 108 О 148, к . С 06 Е 15/33 ,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯСПЕКТРАЛЬНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ(57) Изобретение относится к втельной технике, в частности к ализированным вычислительным устрой"ствам, предназначено для вычисленияфазы спектральных составляющих в реальном масштабе времени. Цель изобретения - расширение диапазона определения фазы спектральных составляющих(путем определения фазы в диапазоне от 0 до 360). Поставленнаяцель достигается тем, что устройствосодержит три регистра, пять элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬтри триггера,три сдвиговых регистра, семь мультиплексоров, четыре одноразрядных сумматора, блок сравнения, вычитатель,элемент ИЛ 1 и соответствующие связимежду узлами устройства. 1 ил,4 ООдновременно аналогичным путем,осуществляется коррекция двоичного кода регистра 8 на сумматоре 12, мультиплексоре 10, триггере 7 и коррекция двоичного кода регистра 19 на45сумматоре 21, мультиплексоре 20 и триггере 18. Блок 13 сравнивает по абсолютной величине числа А(к) и В(1".), определяет большее и управляет мультиплексором 14 (на его выходе появляется откорректированный двоичный код мантиссы большего числа) . На сумматоре 21 происходит одновременно коррекция мантиссы суммы и вычитание откорректированной мантиссы большего12478Изобретение относится к вычислительной технике, н частности к специ ализированным вычислительным устройствам, предназначено для вычисленияфазы спектральных составляющих в реальном масштабе времени и являетсяусовершенствованием известного устройства по авт.св. Р 1080148.Цель изобретения - расширениедиапазона определения фазы спектральных составляющих(путем определенияфазы в диапазоне от 0 до 360).На чертеже представлена функциональная схема устоойства.15Устройство содержит регистры 1 и 2,элементы 3 и 4 НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ,триггер 5, сдвиговый регистр 6, триггер 7, сдниговый регистр 8, мультиплексоры 9 и 10, одноразрядные сумматоры 11 и 12, блок 13 сравнения,мультиплексор 14, одноразрядный сумматор 15, регистр 16, элемент 17НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, триггер 18, сдвигоный регистр 19, мультиплексор 20,25одноразрядный сумматор 21, вход 22задания количества сдвигов, тактовыйвход 23, вычитатель 24, элементыНЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 25 и 26, мультиплексоры 27 и 28. логический элементИЛИ.29, мультиплексор 30, стробирующие входы 31 и 32,Устройство работает следующим образом.Выпрямленные коэффициенты преобразования Фурье АЬ), В в последовательном двоичном коде вводятсямладшими разрядами вперед в регистры1 и 2. Элемент 3 НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬанализирует два соседних разрядадвоичного числа АЬ). При каж- .дом несовпадении разрядов на вьжодеэлемента 3 появляется сигнал разрешающий занесение в регистр 6 содержимого регистра 1, не включая старшийразряд, а также занесение следующегоза старшим разряда в триггер 5. Последнее занесение имеет место, когдана входе элемента 3 находится первый знаковый и следующий за ним зна. -чащий разряды числа. Таким образомосуществляется нормализация числаА(Е), Число В(к) нормализуется аналогичным образом, Под управлением элемента 4 НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ происходитзанесение мантиссы без старшей значащей единицы в регистр 8 и следующего за старшим разряда - н триггер7. Когда процесс ввода чисел окончен,н регистрах 6 и 8 содержатся значащие части (мантиссы) чисел А(Е), В(1) без старших разрядов, а в триггерах 5 и 7 - содержимое старших регистров 6 и 8 соответственно.Одновременно с процессом нормализации чисел А(к) и В) происходит нормализация их суммы. Последовательный код суммы А(к) + В(к) с выхода одноразрядного сумматора 15 вводится младшими разрядами вперед в регистр 16. Затем производится нормализация суммы описанным способом одновременно с нормализацией чисел А(к). В(к.). Элемент 17 НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬуправляет занесением мантиссы суммы без старшей значащей единицы и следующего за старшим разряда мантиссы в регистр 19 и триггер 18 соответственно.После окончания ввода чисел под действием сигнала на входе 22 происходит сдвиг регистров 6,8 и 19, во время которого осуществляется коррекция двоичных кодов, содержащихся в этих регистрах, Коррекция кода регистра 6 осуществляется путем поразрядного суммирования, начиная с младших разрядов, на одноразрядном сумматоре 11 двоичного кода регистра с прямым кодом поправки, если содержимое триггера 5 равно нулю, и с обратными, если равно единице. Прямой или обратный.код поправки передается в сумматор 11 через мультиплексор 9, которым управляет триггер 5. Поправка равна двоичному коду регистра 6, сдвинутому на 3 разряда в сторону младших разрядов. числа поразрядно. Полученный на выходе сумматора 21 результат вдвигается в регистр 19 по последовательному нходу на место старших разрядов.1247890 4 ичный код, пропорциональный фазе в 0 пределах 0-45, После и сдвигов процесс коррекцииокончен, в регистре 10 находится дво 1 М., если 1 М 15;Г 1 + М с 15,7 М-2 М +3 если 1М, ( 1,5; 1,5М + М (2, (1) 7- М, если 1 5 М, 2; 15 М, +М(2. Код этого угла, дополненный тремя старшими разрядами, зависящими от сигналов ЗнА(1 с), ЗнВ(1 с) и ВЬ)А(1 с), образует 11-разрядный код (при п=8) фазы 6 , величина которого меняется в диапазоне от 0 до 360.Определение фазы в пределах от 0 до 360 осуществляется .следующим образом.После коррекции начинается процесс 2 б выдвижения прямого или обратного кода фазы из регистра 19.младшими раз- рядами вперед через мультиплексор 28. Прямой или обратный код появляется на выходе мультиплексора 28 в зависимости от управляющего входа, который образуется элементом 26 НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, сравнивающим между собой сигналы ЗнА(к) Ф ЗнВ(1 с)и В (к) ) А (к). Сигнал ЗнА(1 с) ,ЗнВ(1 с) 30 появляется на выходе элемента 25 НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, а сигнал ВЬ) ) АЩ - на выходе одноразрядного вычитателя 24, который реализует функцию А(к) - -В(к) (на вход вычитателя поступают выпрямленные величины А(1 с), В(1 с) последовательным кодом младшими разрядами вперед)Далее код с выхода мультиплексора 28 поступает на первый вход мультип лексора 30 и за первые. 8 тактов появляется на последовательном выходе .устройства. В девятом такте на выходе мультиплексора 30 появляется нуль или единица соответственно появлению на 4 выходе мультиплексора 28 прямого или обратного кода фазы. В следующие 2 такта на выход мультиплексора 30 .под управлением элемента ИЛИ,29 пропускается значение с выхода мультиплексора 27. Во время действия сигнала на входе 31 на выход мультиплексора 27 пропускается сигнал с первого его входа, а во время действия сигнала на входе 32 - с второго. 55 Таким образом, в десятом и одиннадцатом тактах под управлением сигналов на входах 31 и 32 на выход ф мультиплексора 30 пропускается значение с выхода мультиплексора 27.В таблице приведен код фазы 6 в пределах от 0 до 360 с учетом знаков спектральных составляющих АЬ), ВЬ), представленных в декартовых координатах по осям абсцисс и ординат соответственно. Элементы 25 и 26 НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ и мультиплексоры 27-30 реализуют логические функции, представленные в таблице. Код р определяется по формуле (1).Вычисление фазы ведется в реальном масштабе времени по мере вычисления коэффициентов Фурье А(К), ВЬ). Формула изобретения Устройство для определения фазы спектральных составляющих по авт.св, Ф 1080148, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью расширения диапазона определения фазы, в него введены пятый, шестой и седьмой мультиплексоры, четвертый и пятыйэлементы НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, элемент ИЛИ и вычитатель, выход которого подключен к первому входу четвертого элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, выход которого подключен к управляющему входу пятого мультиплексора, выход которого подключен к первому информационному входу шестого мультиплексора, второй информационный вход которого подключен к выходу седьмого мультиплексора, первый информационный вход которого объединен с вторым входом четвертого элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ и подключен к выходу пятого элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, первый вход которого объединен с вторым информационным входом седьмого мультиплексора и является входом знака реальной части спектральной составляющей устройства, входом знака мнимой части спектральной составляющей которого является второй вход пятого элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, первый и1247890 ется выходом фазы устройства, входами реальной и мнимой частей спектральной составляющей которого являются соответственно первый и второйвходы вычитателя, а информационныйвход пятого мультиплексора подключен к выходу п-го разряда третьегосдвигового регистра,Зн В(1 с) ЗнА Ь) В(1 с) ) А(1) Код фазы по разряду Алгоритм 11 10 9.второй управляющие входы седьмогомультиплексора являются соответственно первым и вторым стробирующимивходами устройства и объединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу шестогомультиплексора, выход которого явля 0 0 0 0 0 1 0 1 1 О 1 0 1 1 1 1 1 С 90 180 - р 90 +м 360 - е 270 - у 180 + Р1247890 Составитель А. БарановТехред М.Ходанич Корректор Е. Сирохман дактор И. Рыбченк к омитет Заказ 4128/50 одписно СССР открытий ская наб., 035,Производственно-полиграфическое предприятие Ужгород Проектная напр щц Тираж 67 Государственног елам изобретений Москва, Ж, Раув