Устройство для дискретного двумерного преобразования фурье

(7 е ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ 4 К ред ю8 1 бы народов м.А.М,Горь Н.А.Гал ни аннэ А.А. Аппа фровых фильтро ехника, 1981,атур 9,.; Рейдисел вМ.: Р Ч.М.фровойио и с зь,198 ДВ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ АВТОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 21) 3822847/24-2422) 07,12,8446) 30.08,86. Бюл. Р 3271) Марийский ордена Дролитехнический институт(56) Коча В.М.,ная реализация цЗарубежная радиос, 49-67.Маккелланд Джменение теории чработке сигналов3, с, 264.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСКРЕТНО(57) Изобретение относится к технике спектрального анализа методом дискретного преобразования Фурье (ДПФ) и может быть использовано в радиотехнике, геофизике, вычислитЕльной технике при построении спектроанализаторов различного назначения, Цель изоб. ретения - повышение точности вычислений. Поставленная цель дбстигается тем, что первый блок постоянной памррти подключен к первому блоку памяти, выход которого подключен к входам блоков ДПФ первой группы, выходы которых подключены к входу второго блока памяти, выход которого подключен к входам блоков ДПФ второй .вюх группы, выходы котОрых подключены к входу третьего блока памяти, выход которого подключен к входу еторого блока постоянной памяти. 3 ил, 2 табл.=Я. шоЖ5 3 30При К=БК +БК)г г 11,сложности, Известно, что Б = И-Б г й,-1 хи, п Г Ь)= 11,= О2 1,К 11Ин- К + 31 од К Е = Р. + 31 о К 50 2 1 1Изобретение относится к спектральному анализу методом дискретного .преобразования Фурье (ДПФ)и может быть использовано в радиотехнике, геофизике, вычислительной технике при построении спектроанализаторов различного назначения.Цель изобретения - увеличени 1 е точностиАлгоритм многомерного ПДПФ содержит две переиндексации данных для перехода от одномерного случая к мно. гомерному и обратно, а также 11 последовальных групп одномерных Н -точечных устройств ДПФ.В соответствии с алгоритмом Гуда на первом шаге осуществляется пере- индексация одновременного массива при И = Б ИБ, если общее1 гчисло отсчетов И разбито на группы М (все Б - взаимно простые)и =11/Б )п )5=1 где ( ) - операция вычета поМмодулю И.В дальнейшем рассматривается двумерный 1 ЩПФ. Тогда п=(Б п +И и ) а МПосле переиндексации вычисляется Б Б -точечных ПДПФ. Порядок очередности должен выбираться, исходя из минимальной временной и аппаратурной Для первой группы из К И -точеч%ных порязрядных преобразованйй вЯ-том разрядей;1Р,Ь 1, и,) =- Гх,(п, п,5 - 411,га12 л(2) После поразрядного суммирования ДГ Ь и) = РОс, и). 5:ОСуммирование необходимо в связис перегруппировкой данных для осу 54505 2ществления И последующих М -точеч 1ных ПДПФ й,-2Р (к, к )= ) 8 Р (к, п)-11-3 Кг Я1 1 Я1 В результате получают 1 О кР Ь, К,) =, Р, Ь, 1 с,). а=оПереупорядочиванием выходных значений многомерного массива определяется Р (К). Это достигается двумя способами: 20 где Б определяется из соотношений(У И/И)=1, 5=1,1.2, к = ПК)й где каждое из Б определяется иэгруппы сравнений ц = 1 тпойИ ; П = О шойИ35 1 Разрядность чисел после каждогошага преобразования .растет. Послепервого преобразования, если К16 где К - разрядность комбинационныхслоев, хранящихся в ПЗУ;Зх - ближайшее целое, не меньше х.После второго преобразования На фиг, 1 представлена схемаустройства для дискретного двумерного преобразования Фурье; на фиг. 2 - блок дискретного преобразования 55 Фурье.-И , являющийся составной частью многомерного 1 ЩПФ (для примера выбрано 1 = б 4); на фиг. 3 - временные диаграммы работы устройства.3 12545054Устройство двумерного ПДПФ содер- Устройство работает следующим жит блок 1 постоянной памяти 1, груп- образом.пы блоков дискретного преобразования Числовая К-разрядная последоваФурье 2 -2 , 3, -3 , блок 4 посто- тельность хп 1 поступает из шины янной памяти, блоки 5-7 памяти, данных на блок 1, работающий по алгоритму (1), Например, при И = 15;Блоки 2 и 3 дискретного преобраМ, = 3; И, = 5, в соответствии сФур (фиг. 2) содержат узлы (4) 5 + 3 8 постоянной памяти, сумматоры9 и 10 , узел 11 памяти и ана- = 0,2; и = 0,4. Тогда алгоритм прялого - цифровой преобразователь1 Омой переиндексации можно представить (АЦП) 1 2.таблицей 1. Таблица 1 п 0 5 10 3 8 13 б 11 1 9 14 4 12 2 7,3 2,3 0,4 1,4 2,4 и . 0,0 1,0 2,0 0,1 1,Таблица 165 198 231 36 33 бб 11,0 12,99 и,п 10 У 13 О 14 О 15 О 16 0 17 О 18 О 19 О 30 363 396 429 462 495 528 561 594 627 и, и 20,0 21,0 22,0 23,0 24,0 25,0 26,0 27,0 28,0 29,0 693 726 75 92 825 858 89 957 30,0 0,1 1,1 2,1 3,1 4,1 5,1 6,1 С выхода блока 1 двумерный массив записывается в блок 5 и из него считывается в блок 2 в порядке, указанном на фиг. 1, в соответствии с ал 2 горитмом: на первый сверху блок 2, подается х п =О, Я,-1; и = 01;на второй - х п =(Г Й -1 п = 11и т.д. Из группы блоков 2 считываются числа в соответствии с (2). Числа3 Р Ь, и ) записыаются в блок 6.Числа из блока 6 в порядке, указанном на схеме, считываются на вторую группу блоков 3, состоящую из М поразрядных блоков ДПФ на И точек каждый. С выхода этих блоков 3 сни маются сигналы Р Ь, 1 ), поступаюшие в блок 7 и из него через блок 4, преобразуясь в Р(К), - в шину данных. По шине управления подаются сигналы2эти сигналы управляют расположениемданных. Сигналы "К " и "К " в блоках 2 и 3 выбирают соответствующуюстраницу для всех Р (К , и ) и всехгР(К , К ), компоненты которыхПриведены таблицы прямого и обратного преобразования для практически интересного случая И = 1023, И== 32, И= 33. Первая ступень такогоспектроанализатора осуществляет33 31-точечных ПДПФ, а вторая - 3133-точечных ПДПФ. Для такого преобразования и = (33 и + 31 погзТогда прямая перестановка имеет вид,показанный в табл. 2,1254505 ЬПродолжение табл. 2 31 64 96 130 163 196 229 262 29510,1 11,1 12,1 13,1 14,1 15,1 16,1 17,1 18,1 и , и 9,1 и 328 361 394 427 460 493 526 559 592 625 и , и 19,1 20,1 21,1 22,1 23,1 24,1 25,1 26,1 27,1 28,1 и 658 691 724 757 790 823 856 889 922 955и , и 29,1 30,1 1 ф и 988 1021 9,32 30)32 и , и 0,3 1,32 2,32 3,32 926 959 и 992 2 35 68 Г (2, 0), Ь(33); Г (3, 0) - -Г (561); Г(4,0) - Р(66); Р(5,0) - Г(594); О Г (6, 0) - Г (5 9); Формула изобретения Обратная перестаноька проводитсяпо алгоритму К = (528 К, + 496 КргзТогда Р(0,0) - -Г(0); Г(1,0) Г(528).; Работа схемы (стиг, 2) одномерного ПДПФ осуществляется по алгоритму Пеледа-Лиу и представлена на ъремецных диаграммах (Фиг. 3), По одиццад." цатиразрядным ПБ-входам узлов подается 6 разрядов кода частоты (команда "Г,"), возбуждая во всех узлах 8 страницу Г , Затем командой Р" в ветвь 1 считываютсямладшие (первые) разряды чисел Х 11, Х 21,. Х .641, в ветвь 2 - вторые разряды этих чисел, в ветвь В - старшие К-тые разряды. 64- битовое слова каждой ветви разделено на 13 слов - по числу используемых корпусов узлов 8. 5-битовое слово первый разрядоз чиселХ 11, Х 21, , Х И подаются цаВБ входы первого узда 8, 5-битовоеслово первых разрядов чисел Х 61,Х 7), , Х.10) подается на ПБ-вхо 3ды 2-го узла 8 первой ветви, 5-битовое слово первых разрядов чиселХ 601, Х 613, , Х 641 подаетсяца ПБ-входя 13-го узла 8 первой ветви. Лналогично и одновременно 5-битовые слова вторых, третьих,Р-тых разрядов тех же чисел подаютсяца ПБ-входы всеузлов 8 второй,, З-той ветвей. После сложениячисел от каждого узла 8 в сумматорах9 и поразрядных составлявших - в сумматоре 10 команда Г выбирает другуюКстраницу узла 8 и т.д,Устройство для дискретного двумерного преобразования Фурье, содержащее первую группу из 11 блоковг.дискретного преобразования Фурье (И - вторая размерность преобразования), вторую группу из И, блоков дискретного преобразования Фурье7 1 (И - первая размерность преобразо 1вания), первый и второй блоки постоянной памяти, второй и третий блоки памяти, адресные входы которых являются входами задания номеров отсчетов группы устройства, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью увеличения точности, выход первого блока постоянной памяти подключен к информационному входу первого блока памяти, выход которого подключен к информационным входам блоков дискретного преобразования Фурье, первой группы, выходы которых поключены к информационному входу второго блока памяти, выход которого,подключен к информационным входам блоков дискретного преобразования Фурье второй группы, выходы которых под 254505 8ключены к информационному входутретьего блока памяти, выход которого подключен к адресному входу второго блока постоянной памяти, выходкоторого является информационнымвыходом устройства, информационнымвходом которого является адресныйвход первого блока постоянной памяти,входы задания коэфФициента блоков 1 р дискретного преобразования Фурьепервой группы соединены между собойи являются входом задания номерапервой размерности гармоники устройства, входы задания коэффициентов 1 блоков дискретного преобразованияФурье второй группы соединены междусобой и являются входом задания но, мера второй размерности гармоникиустройства.17.5 А 505 Риь. у Составитель А, Баранов Техоед И.Попович Корректор ор И. 1(асард ерн 54 Зака одписное раж НИИПИ Рос Проиэвсбственно-полиграФическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектна по делам 13035, Маскв