Генератор функций уолша

(21 ) П риоритет -Опубликовано 07,10,82. Бюллетень Мт 37 до делам нзоеретеннй н открытий(53) УДК 681,3 (088,8) Дата опубликования описания 07.10.82 О, В, Григорьев, В, А, Кравец и А. Я. Шпипьберг(72) Авторы изобретения Харьковский ордена Ленина попитехнический институт им. В, И. Ленина(54) ГЕНЕРАТОР ФУНКЦИЙ УОЛША 1Изобретение относится к автоматике ,и вычиспитепьной технике, в частности к генераторам дискретных функций, и может быть использовано в системах передачи и обработки информации, при построении спектр-анапизаторов, цифровых фильтров, синтезаторов сложных сигналов,Известен генератор функций Уопша, содержаший генератор тактовых импуль сов, счетчик, элементы И, сумматор по модулю два и блоки преобразования кода функций Уопша в код Грея 11.Недостатками данного генератора являются ограниченные функциональные возможности, поскольку в нем невозможно осуществить фазовый сдвиг функций Уопша.Наиболее близким техническим решением к изобретению явпяется генератор функций Уопша, содержащий генератор го тактовых импупьсов, два счетчика, элементы И, сумматор по модупю два 21.Недостатком известного генератора функций Уолша является то, что он ге 2нерирует симметрическую матрицу функций Уопша только при напичии на всехуправляющих входах логической "1, т,е.когда С С 1-= Сп = 1, При другихуправляющих наборах генерируются ассиметрические матрицы, Однако при решении задач обработки информации и спектрального анализа сигналов жепатепьноиметь симметрические матрицы функцийУопша, Так, прямое и обратное дискречное преобразование Уопша-фурье произвольной дискретной функции Е(1 ) описывается в матричной формеГ:аЕ, Ю: Н "ать,где с" и Р - вектор-столбцы исходной1 функции и ее спектра соответственно1 = 1 1 (О ), Е (1 ), ." Е ( М -1Р=Р(О), Ф(1),; 1-(МЩ,Ю - ортогональная матрица функцийУопша размером г 1 х й.При%=%т, т.е. когда матрица.% является симметрической, процедура переходаот раэпожения исходной функции в баэи- .3 964615 фсе Уолша к ее восстановлению заметно=2-;(п), состоит из триггера, трех проще, такак как используется одна и та сумматоров по модулю два и элемента И, же матрица функций Уолша. С точки эре- причем инверсный выход триггера 1-го ния апларатурной реализации использова- разряда подключен к первым входам перние симметрической матрицы Ф позво иого и второго сумматоров по модулю два ляет применить один и тот же генератор -го разряда, вторые входы первого и функций Уолша при разложении исходного второго сумматоров по модулю два 1-го сигнала и при его восстановлении, разряда являются соответственно первымЦелью изобретения является расшире и.вторым управляющим входом 1-го разние функциональных возможностей генера ряда счетчика, выходы первого и второго тора функций Уолша, состоящее в,возмож- сумматоров по модулю два-го разряности генерирования симметрических мат- да подключены к первым входам трериц функций Уолша, тьего сумматора по модулю два и элеПоставленная цель достигается тем, мента И-го разряда, выход третьего что генераторфункций Уолша, содержа. сумматора по модулю два-го разряда ший генератор тактовых импульсов, два является дополнительным выходом-го-разрядных счетчика ( - порядок си- разряда и подключен к информационному стемы функций Уолша) и элементов И, входу триггера-го разряда, и -й разсумматор по модулю два, причем вы- ряд первого и второго счетчиков состоит ход генератора тактовых импульсов под из триггера и двух сумматоров по модуключен к счетному входу первого счетчи- шо два, причем инверсгый выход триггека, (2 -1)-й и 21-й где 1= 1-(о), ра и -го разряда подключен к первому управляющие входы генератора функций входу первого сумматора по модулю два Уолша подключены соответственно к пер-л-го разряда, второй вход сумматора по вому и второму управляющим входам -го И модулю два лго разряда является упраэ яда первого счетчика (2 п)-й уп- равляюшим входом и -го разряда соотРравляюший вход генератора функций Уол- ветствующего счетчика, выход первого ша подключен к управляющему входу и-го сумматора по модулю два и -го разряда разряда первого счетчика, выходы одно- подключен к первому входу второго сумименных разрядов первого и второго счет-З 0 матора по модушо два р-го разряда, вычиков подключены к входам соответствук. ход которого является дополнительным щего элемента И, выходы элементов И выходом и-го разряда соответствуюше-, подкпючены к входам сумматора по моду- го счетчика и подключен к информапионлю два, выход которого является выходом ному входу триггера о -го разряда, вы-, генератора функций Уоллеса, содержит и -1 ходы первого и второго сумматоров по элементов ИЛИ, причем первый вход пермодулю два первого разряда в каждом из вого элемента ИЛИ подключен к инверсно- счетчиков подключены ко вторым вхыхам му выходу первого разряда первого счез соответственно третьего сумматора по чика, первый вход 1-го элемента ИЛИ, модушо два и элемента И второго разрякроме первого элемента ИЛИ, подключен да,выход элемента И й -го разряда, где к выходу (1-1)-го элемента ИЛИ, вто- Я -"2 (п), подключен к вторым вхорой вход 1-го элемента ИЛИ подключен дам. третьего сумматора по модулю два к дополнительному выходу (1+1)-го раз- и элемента И (1+1)-го разряда, выход ряда первого счетчика, выход (и)-го элемента И (и)-го разряда подключен элемента ИЛИ подключен к счетному вхо- ко второму входу второго сумматора по45ду второго счетчика, управляющие входы модулю два и-го разряда, выходы тригразрядов второго счетчика соединены сгеров всех разрядов являются выходами управляющими входами одноименных раэ- разрядов соответствующих счетчиков, вхорядов первого счетчика. ды синхронизации всех триггеров, содерК ме того первый разряд первого и жащихся в счетчике," объединены и подроФ50второго счетчиков состоит из триггера и ключены к счетному входу соответствую- двух сумматоров по модулю два, причем . щего счетчика. инверсный выход триггера подключен к На чертеже представлена функциональего информационному входу и к первым ная схема генератора функций Уолша. входам первого и второго сумматоров по Устройство содержит генератор 1 такмодулю два, вторые входы которых явля- товых импульсов, в -разрядные счетчики55ются соответственно первым и вторым . 2 и 3; сумматоры 4 по модулю два, элеуправляюшим входом первого разряда, -й менты И 5, элементы ИЛИ 6, элементы разряд первого и второго счетчиков, где И 7, сумматор 8 по модулю два, триггеры 9, Соответствующие управляющие.входы счетчиков 2 и 3 соединены междусобой и являются управляющими входамигенератора,Устройство работает следующим об-, 5разом.Перед начапом работы счетчики 2 и 3устанавливаются в исходное состояние,Полученный со счетчика 3 двоичный кодуправпяет передачей двоичного кода, ге,нерируемого счетчиком 2, на вход сумматора 8 по модулю два через эпементыИ 7. На выходе сумматора 8 по модушодва формируются функции Уолша со сдвинутыми фазами, образу ющие симметричес кую матрицу, Сдвигом фаз функций Уопша и порядком их следования можно управлять, меняя состояние управпяюшихвходов генератора, Так, для трехразрядных счетчиков 2 и 3 при С 1=С=СЗ=С= 20"-С=О счетчики генерируют кода аг аЗО О О1 О ОО 1 1 251 1 ОО О 11 О 1О 1 О1 1 1 30где а,- младший, а- старший разрядысчетчиков 2 и 3.На выходе сумматора 8 по модупюдва при этом получают код, который после перекодировки О - ъ "+1", 1 - ь"-1" при 55водит. к следующей симметрической матрице функций Уопша(2) 1, Генератор функций Уопша, содержащий генератор тактовых импуньсов два и -разрядных счетчика (и - порядок системы функций Уолша),элементов И сумматор по модупю два, причем выход генератора тактовых импульсов подключен к счетному входу первого счетчика, (2 - ,1)-й и 21-й, где 1 =1+(и) управпяю щие входы генератора функций Уолша подключены соответственно к первому и второму управляющим входам 1 -го разряда первого счетчика, (2 п)-й управляющий вход генератора функций Уопша подкпючен к управпяюшему входу и -го разряда первого счетчика, выходы одноименных раза., О 1 О 1 О 1 О 1 а аЬ О О О 1 1 О 1 1 О, 1 О О 1 1 1 О В случае С=С 1=СЗ=С, С"-О счетчики2 и 3 генерируют код При этом матрица функций Уоппа имеет вид Нетрудно заметить, что матрицы (1) и (2) не эквивалентны т,е. никакой перестановкой строк одной из матриц непьзя попучить другую, кроме того, они симметрические, т.е. %=%Преимушеством предлагаемого генератора является то, что бпагодаря возможности симметричного управпения фазой генерируемых функций и порядком их спе,дования достигается пучшее согласование системы базисных функций Уолша с ,конкретными требованиями решаемой задачи а следоватепьно повышается точность решения. Кроме того, становится возможной повторяемость блоков генерации базисных функций Уопша в аппаратуре передачи и обработки информации, что способствует снижению затрат на ее разработку, изготовление и эксплуатацию. При этом аппаратурные затраты возрастают несущественно, Разъединение соответствующих управляющих входов счетчиков позволяет независимо управлять фа зой генерируемых функций Уопша и порядком их следования, чем достигается расширение функционапьных возможностей по сравнениюс известным генератором функций Уолша,формула изобретенияИсточники информациипринятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР М 456268, кл, 6 06 Р 1/02, 1973,2, Авторское свидетепьство СССР по,заявке % 2906756/18-24,кл. 5 06 Р 15/332, 1980, 7 9646 рядов первого и второго счетчиков подкпючены к входам соответствующего элемента И, выходы элементов И подключены к входам сумматора по модулю два, выход которого является выходом генера тора функций Уопша, о т и и ч а ю щ и йс я тем, что с целью расширения функ:циональных возможностей генератора, а ,именно обеспечение воэможности геиерирования симметрических матриц функций 10 Уолша, он содержитиэпементов ИЛИ, ;причем первый вход первого эпемента ИЛИ подключен к инверсному выходу первого разряда. первого счетчика, первый вход 1-го эпемента ИЛИ, кроме перво го элемента ИЛИ, подкпючен к выходу (1-1)-го элемента ИЛИ, второй вход 1-го элемента ИЛИ подкпючен к допопнитеньному выходу (1+1)-го разряда первого счетчика, выход (и)го эпемента ИЛИ 20 подкпючен к счетному входу второго счетчика, управпяюшие входы разрядов второго счетчика соединены с управпяюшими входами одноименных разрядов первого счетчика. 252, Устройствопоп. 1, от пичаю ш э е с я тем, что первый разряд первого и второго счетчиков состоит иэ триггера и двух сумматоров по модулю два, причем инверсный выход триггера подкпю- Эп чен к его информационному входу и к первым входам первого и второго сумматоров по модупю два, вторые входы кото-, рых явпяются соответственно первым и вторым управляющим входом первого разряда,-й разряд первого и второго счетчиков, где=2-(и), состоит из триггера, трех сумматоров по модупю два и элемента И, причем инверсный выход триггера 1 -го разряда подкпючен к первым входам первого и второго суммато- ров по модулю два-го разряда, вторые. входы первого и второго сумматоров по модулю два 1-го разряда являются соотг ветственно первым и вторым управляющим входом -го разряда счетчика, выхры первого и второго сумматоров по модупю два -го разряда подкпючены к 15 8первым входам третьего сумматора помодулю два и элемента И-го разряда,вЫход третьего сумматора по модупю два-го разряда явпяется допопнитепьнымвыходом -го разряда и подкпючен к информационному входу триггера-го разряда, и -й разряд первого и второго счетчиков состоит иэ триггера и двух сумматоров по модупю два, причем инверсныйвыход триггера и -го разряда подключенк первому входу первого сумматора помодупю два и -го разряда, второй входсумматора по модулю два и -го разрядаявляется управляющим входом и -го раз-.ряда соответствующего счетчика, выходпервого сумматора по модулю два и -горазряда подкпючен к первому входу второго сумматора по модупю два и -го разрядавыход которого является дополнительным выходом и -го разряда соответствующего счетчика и подкпючен к информационному входу триггера и го разрядаВыходы первого и второго сумматоров помодупю два первого разряда в каждомиэ счетчиков пЬдкпючены ко вторым входам соответственно третьего сумматорапо. модупю два и эпемента И второго разряда, выход элемента И Р -го разрядагде Р =2-;(и) подкпючен ко вторымвходам третьего сумматора по модупюдва и элемента И (1+1)-го разряда, выход эпемента И (и)-го разряда подкпючен ко второму входу второго сумматора по модупю два и-го разряда, выходы триггеров всех разрядов явпяются,выходами разрядов соответствующих счетчиков, входы синхронизации всех триггеров, содержащихся в счетчике, объединены и подкпючены к счетному входу соответствуюшего счетчика.лиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектна вниип квз 76 964615 8 Тираж 731 дписн