Генератор согласованных систем базисных функций аристова

(51)5 0 06 ОМИТЕТОТКРЫТИЯМ ГОСУДАРСТВЕННЫИПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ИЗОБРЕТЕН ПИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССР М 1180871, кл. 0 06 Р 1/02, 1985.Авторское свидетельство СССР М 1603360, кл. 6 06 Е 1/02, 1988,(54) ГЕНЕРАТОР СОГЛАСОВАННЫХ СИСТЕМ БАЗИСНЫХ ФУНКЦИЙ АРИСТОВА(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для спектрального анализа сигналов при их разложении по системам функций. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей генератора за счет формирования 2 М" -систем ба(и+1)Мзисных функций, согласованных с сигналом произвольной формы (М - число значений, принимаемых функциями, й = 2" - размерность системы функций), Генератор содержит коммутаторы 1 - 4, узел 5 определения знака, счетчики б и 7, регистр 8 сдвига, сумматор 9 по модулю М/2, формирователь 10 временных интервалов, селектор 11 такто1746374 вых импульсов, блоки 12 и 13 элементов И, регистр 14 сдвига, группы 15-18 входов задания системы функций, вход 19 тактовых импульсов, выход 20 функции, выход 21 конца периода функции, выход 22 номера функции, блоки 32 и 33 элементов ИЛИ,Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для спектрального анализа сигналов при их разложении по системам функций.Известный генератор содержит два празрядных счетчика (1 д 1-2"- размерность системы функций), и регистров сдвига, и элементов НЕ, и блоков элементов И, сумматор по проб М/2, вход тактовых импульсов, вход задания системы функций, Функциональный выход, выход конца периода генерируемых функций, выход номера генерируемой функции, в котором вход первого счетчика подключен к тактовому входу генератора и входом синхронизации и регистров сдвига, выход переполнения первого счетчика подключен к счетному входу второго счетчика, к управляющим входам записи и регистров сдвига и к выходу конца периода генерируемых функций генератора, разрядные выходы второго счетчика соединены с выходом номера генерируемой функции генератора и с управляющими входами и блоков элементов И, вход 1 г-й группы 1-го резистра сдвига (1= 1, М/2 1= 1,п, гп-размер группы, определяемый числом разрядов в двоичном представлении числа М/2 - 1, Мчетное целое число), соединен с 1"2 -йй. разрядной группой входа задания системы Функций генератора, первый выход 1 у 1/2-й разрядной группы 1-го регистра сдвига через 1-й элемент НЕ подключен к первому входу группы последовательного входа 1-го регистра сдвига, выходы с второго по п + 1 - й И/2 й разрядной группы 1-го регистра сдвига подключены соответсувенно к вко. даы Гк, гп + 1 т группы послеаователвного входа 1-го регистра сдвига, выходы(1, гп+ 1) М/2 й разрядной группы 1-го регистра сдвига подключены к группе информационных входов 1-го блока элементов И, выходы блока элементов И подключены к входам сумматора по гпоб М/2.Недостатком данного генератора является ограниченный класс формируемых им систем базисных функций (формируется класс 2 М систем базисных функций).цель изобретения - расширение функциональных возможностей генератора зг 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Расширение функциональных возможностей достигается введением дополнительных блоков: коммутаторов, селектора тактовых импульсов, формирователя временных интервалов, узла определения знака, блоков элементов ИЛИ, 1 ил,счет формирования 2 М(" ) систем базисных функций, согласованных с сигналом произвольной формы (М - число значений, принимаемых функциями, М = 2" - разность системы функций),Поставленная цель достигается тем, что в генератор систем базисных функций, содержащий два счетчика, два регистра сдвига, (и - 1) блоков элементов И (2" = й - размерность системы функций), сумматор по модулю М/2 (М - число значений функции), причем счетный вход первого счетчика является тактовым входом генератора, выход переполнения первого счетчика является выходом конца периода функции генератора и соединен со счетным входом второго счетчика, выход которого является выходом номера функции генератора, введены (и + 1) коммутаторов, селектор тактовых импульсов, формирователь временных интервалов, логический узел вычисления знака и два блока элементов ИЛИ, причем И/2 информационных входов каждого коммутатора являются соответствующей группой входов задания системы функций генератора, информационный выход первого счетчика соединен с входами селектора тактовых импульсов и формирователя временных интервалов, 1-й адресный вход (М + 1)-го коммутатора, (1 = Ц, М = 1, и) соединен с 1-м разрядным информационным выходом первого счетчика, 1-й (1 = К,п) адресный вход К-го коммутатора соединен с (+ 1)-м разрядным выходом второго счетчика, -й адресный вход(п+ 1)-го коммутатора соединен с (к+ 1)-м разрядным выходом второго счетчика, выход -го ( = 1,п) коммутатора соединен с 1-м входом первого блока элементов ИЛИ, информационный выход первого блока элементов ИЛИ соединен с входом первого операнда сумматора по модулю М/2, знаковый выход первого блока элементов ИЛИ соединен с первым информационным входом логического узла вычисления знака, выход которого соединен со знаковым входом первого операнда сумматора по модулю М/2, выход сумматора по модулю М/2 соедгинен с последовательным информационным входом первого регистра сдвига, первый разрядный выход первого(2); регистра сдвига является выходом функции генератора, 2 -й разрядный выход первогокрегистра сдвига соединен с информационным входом К-го блока элементов И, управляющий вход и выход к-го блока элементов 5 И соединены соответственно с (К+ 1)-м выходом блока формирования временных интервалов и М-м входом второго блока элементов ИЛИ, выход(п+ 1)-го коммутатора соединен с(п + 1)-м входом второго блока 10 элементов ИЛИ, выход которого соединен с входом второго операнда сумматора по модулю М/2, выход второго счетчика соединен с параллельным информационным входом второго регистра сдвига, последовательный 15 информационный вход которого соединен с источником нулевого уровня генератора. ий разрядный выход второго регистра сдвига соединен с вторым информационным входом логического узла вычисления знака, вы ход переполнения первого счетчика соединен с входом синхронизации записи второго регистра сдвига, входом чтения (и + 1)-го коммутатора и входом запрета логического узла вычисления знака, выход селек тора тактовых импульсов соединен с входом синхронизации сдвига второго регистра сдвига, й выход формирователя временных интервалов соединен с входом чтения го коммутатора. 30На чертеже представлена функциональная схема генератора(М = 8).Генератор содержит коммутаторы 1-4, логический узел 5 вычисления знака, счетчики 6 и 7, регистр 8 сдвига, сумматор 9 по 35 модулю М/2, формирователь 10 временных интервалов, селектор 11 тактовых импульсов, блоки 12 и 13 элементов И, регистр 14 сдвига, группы 15 - 1 Р входов задания системы функций, вход 19 тактовых импульсов, 40 выход 20 функции, выход 21 конца периода функции, выход 22 номера функции, блоки 32 и 33 элементов ИЛИ.Генератор формирует класс 2 М си(и+1) У стем дискретных базисных функций,согла сованных с произвольным по форме сигналом, принимающим М значений.В генераторе реализуется способ формирования систем базисных функций через заданные матрицы 6(2") дискретного преоб разования с помощью итерационного соотношения: ффАФ где д (2 П )1, д(2 )2 - ортогональные матрицы размерности 2", А(2" ) - вектор размерностью 2" 1 из элементов ЧЧ . х - операция поэлементного произведения векторов матрицы д(2" ) на вектор А(2" ). В соответствии с (1) матрица 0(4) задается следующим образом: где ЧЧ =е), М = 2 - число значений, , 2,7 г принимаемых функцией Е Ь на интерва 2 лле (0,2 л ), ИО,М/2 - 1, К - произволыуе целое число. Произведение степеней ЧЧ в (1) и формирование значений базисных функций в генераторе выполняется по правилу: ЧЧ х ЧЧ = (Я )Ор ЧЧ( + Ж)вод Ы/2 где 31 и Бг - знаки степеней М/ 1ЧЧ О, если знак степени ЧЧ положителен,Я= 1,если знак степени ЧЧ отрицателен,р - перенос, формируемый при выполнении операции сложения показателей степеней в О, если выделение целого М/2произошло четное число раз,1, если выделение целого М/2 произошло нечетное число раз Подбором значений элементов ЧЧ, образующих матрицы д(2) и векторных множителей А, любую функцию системы (1) можно согласовать с произвольным сигналом, что означает, что данный сигнал будет являться собственной функцией построенной таким образом системы базисных функций. Общее число формируемых в соответствии 1) систем базисных функций равно 2 М("+.Генератор работает следующим образом.Элементы образующих матриц д(2) и векторных множителей А подают первые элементы каждой первой строки матриц д(2) соответственно на группу 18 входов задания системы функций, вторые элементы каждой первой строки матриц д(2) соответственно на группу 15 входов задания систе5 10 15 20 25 Ъ/) 35 40 50 мы фнкци, элементы ЧЧ ( ЧЧЛ оо(1) Ь О 1(1) ЧЧ / , ЧЧ (1) множителей второй итера 8 (1)ции соответственно на группу 1 б входо эоаани системы ункций, эементы ЧЧ2 ЧЧ О 1) ЧЧЧЧ з 1) множителей третьей итерации соответственно на группу 17 входов задания системы функций, Счетчик б считает поступающие на его вход так;овые импульсы и формирует период функции Т =- К т, где т - период следования тактовых импульсов. Импульсы переполнения счетчика б синхронизируют работу генератора по следующему алгоритму; по переднему фронту импульса переполнения производится добавление +1 в счетчик 7; на время импульса переполнения разревается чтение коммутатора 4, прием информации в регистр 14 сдвига и запрещается опрос логического узла 5 вычисления знака, Значения базисных функций в состведтствии с (2) формирует сумматор 9 по модулю М/2, на первый вход которого могут поступать значения первых элементов образуюьцих матриц 9(2) с выхода коммутатора 4 и значения функций, сформированные в предьдущих итерациях, с выходов блоков 12 и 13 элементов И, через блок 33 элемеьпоэ ИЛИ. На второй вход сумматора 9 по модулю М/2 поступают значения вторых элементов матриц а(2) и элементов векторных ;,1 ножителей А, с выходов коммутаторов 1-3 через блок 32 элементов ИЛИ, Приходящим фронтом тактовых импульсов формируемые значения базисных функции записываются в регистр 8 сдвига и поступают на выход 20 функции генератора.8 отличие от прототипа предлагаемыи генератор формирует 2 Мсогласованных систем базисных функций, что является его преимуществом.ормула изобретения Генератор согласованных систем базисных функций, содержащий два счетчика, два регистса сдвига, и - 1 блоков элементов И (2 =- М - размерность системы функций), сумматор по модулю М/2 ( М - число значений функции), причем счетный вход первого счетчика является тактовым входом генератора, выход переполнения первого счетчика является выходом конца периода функций генератора и соединен со счетным входом второго счетчика, выход которого является выходом номера функции генератора, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей генератора за счет формирования 2 М" систем базисных функций, согласованных с сигналом произвольной формы, Он содержит и - 1 коммутаторов, селектор тактовых импуль сов, формирователь временных интервалов, логический узел вычисления знака и два блока элементов ИЛИ, причем М/2 информационных входов каждого коммутатора являются соответствующей группой входов задания системы функций генератора, информационный выход первого счетчика соединен с входами селектора тактовых импульсов и формирователем временных интервалов, 1-й адресный вход ( К + 1)-го коммутатора (1 - . 1,1 с; с = 1, п) соединен с 1-м разрядным информационным выходом первого счетчика, 1-й ( 1= К, и) адресный вход К-го коммутатора соединен с (1 +1)-м разрядным выходом второго счетчика,к-й адресный вход (и + 1) -го коммутатора соединен с(М+ 1) м разрядным выходом второго счетчика, выход Е-го (1= 1,п) коммутатора соединен с 1-м входом первого блока элементов ИЛИ, информационный выход первого блока элементов ИЛИ соединен с входом первого операнда сумматора по модулю М2, знаковый выход первого блока элементов ИЛИ соединен с первым информационным входом логического узла вычисления знака, выход которого соединен со знаковым входом первого операнда сумматора пс модулю М/2, выход сумматора по модулю М/2 соедлнен с последовательным информационным входом -ервсго регистра сдвига, первый разряди,;й выход первого регистра сдвига является выходом функции генератора, 2-й разрядный выход первого регистра сдвига соединен с информационным входом 1-го блока элементов И, управляющий вход и выход 1-го блока элементов И соединен соответственно с Ж + 1)-м выходом блока формирования временных интервалов и км входом второго блока элементов ИЛИ,выход (п + 1)-го коммутатора соединен с (и + 1)-м входом второго блока элементов ИЛИ, выход которого соединен с входом второго операнда сумматора по модулю М/2, выход второго счетчика соединен с параллельным информационным входом второго рдгистра сдвига, последовательный информационный вход которого соединен с исто яикам нулевого уровня генератора, а и-й разрядный выход второго регистра сдвига соединен с вторым информационным входом логического узла вычисления знака, выход переполнения первого счетчика соединен с входом синхронизации записи второго регистра сдвига, входом чтения (и + 1)-гс коммутатора. и входом запре логическсго узла вычисления знака, выход селектора тактовых импульсов соединен с входом синхронизации сдвига второго реги1746374 10 Составитель Г,АристовТехред М,Моргентал Корректор Т.Палий. Редактор Н.Химчук Заказ 2395 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва. Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул,Гагарина, 101 стра сдвига, С-й выход формирователя временных интервалов соединен с входом чтения 1-го коммутатора.