Генератор дискретных ортогональных полиномов кравчука

СОЮЗ СОВЕТСНИХсоциАлиСтичеснихРЕСПУБЛИН 1621 1 02 1) С ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ С ТЕПЬСТВУ Вюп Р дус, Ф,ф. Дедус нко и А.ф. Рома 88,8)Х.Ф, Передача и ми функциями, М нко нформаци Связь.П. Основы ранергия, 1973,ОР ДИСКРКТНЫХ ОРТОГОНАЛЪВ КРАВЧУКАение относится к автомалительной технике и может л регистры 14,задержки.генератора дых полиномовекуррентная жтели 13, элементы 1 ову работы ортогональ умн чик 15,В осС 3) (р 11 2 торыи вствует но и),циенты,1О, р+ 1 = 1;ов времени (х жит генера нератор сод вых импульс 3 задержки, ров, схему 6, умножител оки 10 деле в, счетчик 2, элевходы 4- 4пасравнения, вычита и 7, 8, вычитатели ия, вычитатели 11,т мент аме епи мов КравчуГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТпо изОБРетениям и ОТКРытиямПРИ ГКНТ СССР. тике и вычис Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетприменяться в системах обработки из-,мерительных данных для решения задач аппроксимации, интерполяции иэкстраполяции сигналов,Целью изобретения является расширение функциональных возможностейгенератора за счет подстройки масштаба и формы полиномов.На фиг, 1 представлена функциональная схема генератора; на фиг. 2,3 показаны графики генерируемых сигналов. применяться в системах обработки измерительных данных для решения задачаппроксимации, интерполяции, экстраполяции сигналов. Цель изобретениярасширение функциональных возможностей генератора за счет подстройкимасштаба и формы полиномов, Генератор содержит счетчики 2, 15, схему5 сравнения, вычитатели 6, 9, 11, 12.умножители 7, 8, 13, блоки 10 деления, регистры 14, элементы 3, 16 задержки. Подстройка масштаба и формыполиномов, достигаемая благодаря дополнительным аппаратурным затратам,позволяет учитывать особенности исследуемых сигналов для повышения тоности их представления, 3 ил,т ., 1;)рц 5+1)-д 1/И де 1 - номер полинома, к устройстве соотве меру каскада (О,и - масштабные коэффи причем р ) 0 С,- текущее вре Б - число отсчет- 1,И),Несколько первых полин а имеют вид:К(1) 1 еК(Е;) -- Хр,К (Е) = р 2/2(И-с)(М-с;-1)-рс 1 ; 5х(н-е )+с 1/2(с; -1), и т.д.От изменения значений р и Ч существенно зависит сам характер полиномов, На фиг. 2 и 3 показано, чточем меньше р и больше с 1, тем ближек оси ординат смещается экстремумфункции скачков. Ортогональные Функции при этом возврастают к концупромежутка, а их нули группируютсяв его левом конце. Если же увеличивать р и уменьшать с 1, то максимумФункцйи скачков перемещается вправоот оси ординат, а значения полиномовКравчука к концу промежутка уменьшаются. Нули полиномов перемещаютсяк правому концу промежутка ортогональности.Наличие параметров р и с 1 позволяетнастраивать генератор Кравчука для.генерации полиномов, наиболее подходящих по Форме исследуемому сигналу.Работа устройства начинается сввода значения И в счетчик 15 (шина 4 с). После этого устройство готово к работе. Ввод исходных данных(И+1); р+с 1; (рМрс 1) осуществляется псшинам 4, - ;4,- в вычитатели 6 - ;6, умножители 71 - , 7 с. ), вычитатели, разделяемые логикой работы блоков 61-,61.2); 357(1.), 121 - , 12( 1, и устройствав целом,Запуск устройства осуществляетсяпо команде "Пуск",По этой команде запускается генератор 1 тактовых импульсов, импульсыс которого (с заданной частотойквантования) поступают на вход счетчика 2 и на вход элемента 3 задержки. Счетчик 2 осуществляет суммирование импульсов с перезаписью. В результате на выход счетчика выдают, ся значения дискретных моментов времени й 1. , 1, которые посту 1)пают на вход вычитателя 6 и - через 50элементы задержки 161-, 16- на входы вычитателей 11 - . 11(,Рассмотрим работу устройства поформированию коэффициентов разложения55О(" )для момента времени 11, т.е. послепоявления на выходе генератора 1 первого импульса, При появлении второго и последующих импул.ьсов цикл работы устройства будет повторяться, т.е. будут получены коэффициенты разложения УО(й,) в ; У,(1,) для моментов времени 1 1 111, Импульс с выхода генератора 1 через элемент 3 задержки (поступает на запись, Таким образом в регистре 14 оказывается записанным число "1", что соответствует значению полинома Ус,(С;).С выхода вычитателя 6 значение У 1(С ) = 1 - Ир поступает на записьв регистр 141. С выхода регистра 14 вычисленное значение У (1 ) поступа 1ет на выход устройства.Рассмотрим работу устройства при формировании коэффициентов разложе- ниЯ У(1) -. У(Г )На входы вычитателей с шины 4 поступает значение (И+1), Каждый из вычитателей 6, 11 имеет постоянное значение вычитаемого, равное 3-номеру каскада, поэтому для упрощения схемы устройства все они имеют только один вход, по которому поступают значения уменьшаемого,На выходы вычитателей 6, - 6(-г выдаются численные значения 1(И+1) -которые поступают на входы умножителей 71 - 7( ), на вторйе входы которых по шине 4 поступают значения рс 1. С выходов умножителей 71 - 7( ) значения ра (И+1) -1поступают на входы умножителей 8 - ,), на вторые входы которых поступают вычисленные значения коэффициентов разложения У.,)(Т ) соответственно. С Выходов умножителеи 8 Явычисленные значения У 1 )(С ) к1-ч 1рс 1 (И+1)-11 поступают на входы выл.тателей 9, - 9 , В вычитателях 111- 111 ) вычисляются значения (й;- -1), которые поступают на входы вычитателей 12,-12 ) на вторые вхо-ды которых по шине "поступают значения (рЮрс 1). С выходов вычитателей 12 с( ) вычисленные значения ( -3)-(рИрс) поступают на входы умножителей 13 в ; 13(,), на вторые входы которых поступают вычисленные значения коэффициентов разложения У ( 1). С выходов умножителей 13, - ; .13( ) вычисленные значения У(й) (; - ,1) -(рИрс 15 Д поступают на вторые входы умножителей 9-, 9( ). С выходов,умножител ей 91-9 ь-) значения У (й )(Е -)-рМрц)-г(, (11) рс 1(И+1) -Цпоступают на блоки деления 101-,10соответственно. С выходов блоков 10-,,10(дделения значения коэффициец 5тов разложения У (1 д 1) (й 1), вычисленные в соответствии с формулой (1),поступают на запись в регистры14 -, 14 11 и далее на выход устройства. Таким образом происходит формирование коэффициентов разложенияУ(й 1)-,У (1. ) для момента времений , т.е. прй появлении на выходеугенератора 1 первого импульса,После появления на выходе генератора 1 Б-го импульса кодовые комбинации на выходах счетчиков 2 и 15 совпадут и на выходе схемы 5 появитсясигнал, которым обнулятся счетчик 2,счетчик 15, а также регистры 14 -,14, 20Формула изобретейия ключением постоянной составляющей)соединен с входом второго параметрагенератора, выход В-го вычитателя первой группы соединен с первым входом К-го умножителя первой группы, второй вход каждогоумножителя первой группы соединен с входом третьего параметрагенератора, выход К-го умножителяпервой группы соединен с первым входомК"го умножителя второй группы, выход1-го элемента задержки группы (1==1,п-З) соединен с входом (1+1)-го элемента задержки группы, выход К-гоэлемента задержки группы соединен свходом В.-го вычитателя второй группы, выход К-го нычитателя второйгруппы соединен с суммирующим нходоМК-го вычитателя третьей группы, вычитающие входы всех вычитателей третьей группы соединены с входом четвертого параметра генератора, выход К-говычитателя третьей группы соединен с первым входом В - го умцожителя третьейгруппы, выходы В-х умножителей второйи третьей групп соединены соответственно с вычитающим ц суммирующим входами К-го нычцтателя четвертой группы, выход К - го вычитателя четвертойгруппы соединен с входом В-го блока деления, выход В-го блока делениясоединен с информационным входом(К+2) -го регистра, информациоццый вход В-го регистра объединен с вторым входом К-го умножителя второй группы, информационный вход (К+1)-го регистра объединен с вторым входом К-го умно- жителя третьей группы, информационный вход второго счетчика является входом числа отсчетов аргумента генератора, выходы первого и второго счетчиков соединены с входами схемы сравнения, выход схемы сравнения соединен с установочными входами первого и второго счетчиков и всех регистров, выходы регистров являются выходами генератора. Генератор дискретных ортогоцальцыхполицомов Кравчука, содержащий генератор тактовых импульсов и первую 25группу умножителей, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей засчет подстройки масштаба и Формы полиномов, он содержит два счетчика, З 0схему сравнения, вычитатель, четырегруппы вычитателей, вторую и третьюгруппы умножителей, блоки деления,регистры, элемент задержки, группуэлементов задержки, причем выход генератора тактовых импульсов соединенсо счетным входом первого счетчикаи через элемент задержки - с информационным входом первого регистра, выходпервого счетчика соединен с входом 4 Опервого элемента задержки группы и ссуммирующим входом вычитателя, вычитающий вход вычитателя являетсявходом первого параметра генератора,вьмод вычитателя соединен с информационным входом второго регистра,вход К-го вьиитвтеле первой группыИщ,п, п - число полииоиов вв ис 16210181621018 Составитель В, Байковедактор А, Маковская ТехредЛ,Сердюкова Корректор В. к зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 247 ТирахГосударственного комитета по изобретения113035, Москва, Ж, Раущская ЗаказВНИИПИ Подписноеи открытиям приб., д. 4/5