Цифровое устройство для вычисления тригонометрических коэффициентов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИН БО 1283789(50 4 С Об Р 15/33 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Ленинградский институт авиационного приборостроения(56) Авторское свидетельство СССРР 792261, кл. С Об Р 15/20, 1980.(54) ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКИХ КОЗФФИЦИЕНТОВ(57) Изобретение относится к областивычислительной техники, в частностик устройствам для исследования частотной характеристики случайных сигналов с изменяющейся во времени спектральной плотностью. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет вычисления коэффициентов Фурье для случайных сигналов с изменяющейся во времени спектральной плотностью. Поставленная цель достигается за счет того, что цифровое устройство для вычисления тригонометрических коэффициентов содержит сдвиговый регистр, два дешифратора, блок управления, два счетчика, блок элементов И, накапливающий сумматор, блок формирования синуса, три элемента И, элемент задержки, блок постоянной памяти, арифметический блок, два коммутатора, блок памяти, счетчик адреса, синхронизатор, блок памяти коэффициентов, блок индикации иО аналого-цифровой преобразователь с соответствующими связями между узлами устройства. 3 ил. Изобретение яв- в ляется дополнительным к авт,св, Р 792261.Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам для исследования частотнойхарактеристики случайных сигналов сизменяющейся во времени спектральнойплотностью, и является дополнительным к основному авт.св. Р 792261,Цель изобретения - расширениеФункциональных возможностей за счетвычисления коэффициентов Фурье для 10случайных сигналов с изменяющейся вовремени спектральной плотностью.На фиг.1 представлена структурная. схема устройства; на Фиг,2 - структурная схема синхронизатора;на Фиг.З -15структурная схема счетчика адреса,Устройство (фиг.1) содержит сдвиговый регистр 1, дешифратор 2, блокуправления 3, дешифратор 4, счетчики5 и 6, блок 7 элементов И, накапливающий сумматор 8, блок 9 Формирования синуса элементы И 10-12,блоксравнения 13, элемент задержки 14,блок постоянной памяти 15, арифметический блок 16, коммутаторы 17 и 18,25блок памяти 19, счетчик адреса 20,синхронизатор 21, блок памяти коэфФициентов 22, выходы реальной и мнимой частей результата устройства 23,аналого-цифровой преобразователь 24,Синхронизатор (Фиг,2) содержитсчетчик 25, генератор тактовых импульсов 26, счетчик 27, элемент И 28,Счетчик адреса (Фиг,З) содержитдешчфратор 29, двоичный счетчик 30. 35Работа устройства осуществляетсяв два этапа,На первом этапе происходит работаустройства как и в известном, В ре-зультате в блоке формирования синуса9 формируются матрицы тригонометрических коэффициентов К Ь,К), элементами которых являются соответственно значение синусов и косинусовв дискретные моменты времени Т.45На гтором этапе происходит работа блоков, описанных в отличительнойчасти формулы изобратения. Работаэтих блоков управляется блоком постоянной памяти 15. 50 Блок постоянной памяти 15 перед началом работы устанавливают в исходное состояние алфавита состоянии памяти С . Работа блока постоянной 55 памяти 15 синхронизируется тактрвым генератором блока, тактовые импуль,сы которого определяются максимально возможным временем срабатывания схемных элементов вновь введенных блоков, На первом этапе рабо.ы блок постоянной памяти 15 переходит в состояние С, алфавита состояний памяти и одновременно вырабатывается последовательность единичных сигналов 1 , 1, 16 , Единичный сигнал 1 обнуляет счетчик тактов, а единичный сигнал 1 обнуляет счетчик 27 синхронизатора 21, единичный сигнал 1 обнуляет счетчик 30 счетчика адреса 20. На следующем такте работы блок постоянной памяти 15 переходит в состояние С алфавита состояний памяти и одновременно вырабатывается последовательность единичных сигналов 1и 1, которые обнуляют узлы арифметического блока 16. На следующем такте работы блок постоянной памяти 15 переходит в состояние С алфавита состояния памяти при условии, что содержимое счетчика 27 синхронизатора 21 не равно 1 и вырабатываются единичные сигналы 12 и 1 , поступающие на управляюший19вход синхронизатора 21. В результате генератор 26 вырабатывает единичный импульс по единичному сигналу 1 , который увеличивает содержимое счетчика тактов 25 и по разрешаюшему единичному сигналу 1 содержимое счетчика 27 на единицу. Кроме того, единичный импульс с выхода синхронизатора 21 поступает на тактовый вход аналого-цифрового преобразователя 24 и разрешает его работу, В результате на вьг"оде аналого-цифрового преобразователя 24 появляется двоичный код, соответствующий величине случайного сигнала Х(с) и поступающего на первый информационный входкоммутатора 18, В противном случае, если содержимое счетчика 27 синхронизатора 21 равно 1., происходит переход блока постоянной памяти 15 в состояние С алфавита состояния памяти, единичный сигнал 1 не .вырабатывается и увеличиваетсяна единицу лишь содержимое счетчика тактов 25. На следующем такте работы блок постоянной памяти 15 переходит в состояние С алфавита состояния памяти, вырабатывается единичный сигнал 1 , поступающий на вход синхронизации счетчика адреса 20. При этом значение счетчика 27 с выхода синхронизатора 21 поступает на вход синхронизации счетчика адреса 20, на выхо= Х(1) з 1 п ( - 1К)2 ЗГ И 15 переходит в состояние С алфавита состояния памяти и одновременно вырабатываются единичные сигналы 1 ого фЕдиничные сигналы 1 и 1 О поступают на управляющие входы коммутаторов 17 и 18 соответственно, а единичный сигнал 1 О - на управляющий вход блока памяти коэффициентов 22. В результате значение весового коэффициента, определяемое адресом, формируемым счетчиком 30 счетчика адреса 20, поступает через информационный вход коммутатора 17 на входы арифметического блока 16, а соответствующие значения элементов массивов У и У через информационные входы коммутатора 18 - на другие входы арифметического блока 16. На следующем такте блок постоянной памяти 15 переходит в состояние С алфавита состояний памяти и вырабатывается единичный сигнал 1, поступающий де которого появляется значение адреса. На следующем так ге работы блок постоянной памяти 15 переходит в состояние С алфавита .состояния паГмяти, если значение признака начала работы равно нулю и вырабатывается единичный сигнал 1 , поступающий на управляющий вход блока памяти 19, на адресном входе которого имеется значение адреса, поступающее с вы- О хода счетчика адреса 20.На следующем такте работы блок постоянной памяти 15 переходит в сос. тояние С алфавита состояний памяти и вырабатывается единичный сигнал 5 1 , поступающий на синхронизирующий вход счетчика адреса 20 и уменьшающий содержимое счетчика 30 на единицу, На следующем такте работы блока постоянной памяти 15 происходит 20 переход в состояние С алфавита состояний памяти при условии, что содержимое счетчика 30 не равно нулю.В противном случае блок постоянной памяти 15 переходит в состояние 25 С алфавита состояний памяти и вырабатывается единичный сигнал 1 поступающий на синхронизирующий вход счетчика адреса 20 и увеличивающий содержимое счетчика 30 на единицу. 30 В результате на выходе счетчика адреса 20 появляется адрес блока памяти 19.Если признак начала работы равен единице и сдвиг информации в блоке памяти 19 не происходит и из состояния С алфавита состояния памяти блок постоянной памяти 15 переходит в состояние С . На следующем такте работы блок постоянной памяти 46 15 переходит в состояние С алфавита состояния памяти и одновременно вырабатываются единичные сигналы Т и 1 з, поступающие на направляющиевходы первого 17 и второго 18 коммута торов. В результате соответствующие значения тригонометрических коэффициентов с выходов блоков 9 Формирования синусов через коммутатор 17 поступает соответственно на входы д арифметического блока 16, на другие входы которого поступает через коммутатор 18 двоичный код значения случайного си;-нала в момент времени 1, определяемый счетчиком тактов 25 у синхронизатора 21 с выхода аналогоцифрового преобразователя 24, На следующем такте блок постоянной памяти 15 переходит в состояние С алфавита состояния памяти и вырабатывается единичный сигнал 1 поступающий на вход синхронизации арифметического блока 16 и разрешающий работу блока,В результате происходит вычисление новых значений элементов масси 2 ГУ (1) = Х(1) соз ( - 1 К) и Ъ (1) на следующем такте работы блок постоянной памяти 15 переходит в состояние С, алфавита состояния памяти и одновременно вырабатываются единичные сигналы 1 и 1Единичный сигнал 1 поступает на вход синхронизации арифметического блока 16. Единичный сигнал 1 поси тупает на управляющий вход блока памяти 19, на адресном входе которого существует значение адреса, поступающее с выхода счетчика 20. На следующем такте блок постоянной памяти 15 переходит в состояние С алфавита состояния памяти и вырабатывается единичный сигнал 1 поступающий на вход синхронизации счетчика адреса 20. В результате значение счетчика 27 с выхода синхронизации 21 поступает на вход счетчика адреса 20 и записывается в счетчик 30. На следующем такте блок постоянной памяти378910 15 20 50 первый и второй выходы которого подключены к входам соответственно реальной и мнимой частей коэффициента арифметическогоблока, а второй и третий информационные входы второго 55 5 128 на вход синхронизации арифметического блока 16 и разрешающий его работу. В результате происходит вычисление слагаемых У,(1) Ь (1-г) и У (1) Ь (1-к). На следующем такте блок постоянной памяти 15 переходит в состояние С, алфавита состояния памяти и вырабатывается единичный сигнал 1, поступающий на вход синхронизации арифметического блока 16. На следующем такте блок постоянной памяти .15 переходит в состояние С алфавита состояния памяти и вырабатывается единичный сигнал 1, , поступающий на синхронизирующий вход арифметического блока и разрешающий его работу. В результате происходит накопление частных сумм вида У (1) Ь (1-г) и У(1) Ь (1-г),На следующем такте блок постояннойпамяти 15 переходит в состояние Салфавита состояний памяти и вырабатывается единичный сигнал 1 , поступающий на вход синхронизации счетчика адреса 20 и уменьшающий содержимое счетчика 30 на единицу. Наследующем такте блок постоянной памяти 15 переходит в состояние С алфавита состояний памяти в случае,если содержимое счетчика 30 счетчикаадреса 20 равно нулю и вырабатывается единичный сигнал 1 окончаниявычислений. В результате на выходеустройства 23 с выходов арифметического блока 16 поступают соответственно значения коэффициентов Фурьеа(ж, 1) и Ь(и 1). В противном случаеесли содержимое счетчика 30счетчика адреса 20 не равно нулю,происходят описанные выше вычисления.Если вся последовательность дискретов случайного сигнала Х(1) исследована, признак окончания равенединице в синхрониэаторе 21, работаустройства заканчивается, в противном случае из состояния Св алфавитасостояния памяти происходит переходв состояние С и процесс вычисленийповторяется,формула изобретения Цифровое устройство для вычисле. ния тригонометрических коэффициентов по авт.св. У 792261, о т д ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возмож 25 ЗО 35 40 45 ностей за счет вычисления коэффициентов Фурье для случайных сигналов сизменяющейся во времени спектральной плотностью, в него введены синхронизатор, счетчик адреса, блок памяти коэффициентов, первый и второй коммутаторы, арифметический блок-блокпамяти, блок постоянной памяти ианалого-цифровой преобразователь,выход которого подключен к первому инФормационному входу первого коммутатора, первый и второй выходы которого подключены к входам соответственно реальной и мнимой частей операндаарифметического блока, выходы реальной и мнимой частсй результата которого являются выходами соответственно реальной и мнимой частей результата устройства и подключенык информапионным входам . соответственно реальной и мнимой частей операнда блока памяти,информационные выходы реальной и мнимой частей операнда которого подключены соответственно к второму и третьему информационным входам первогокоммутатора, четвертый информационный вход которого объединен с адресными входами блока памяти и блокапамяти коэффициентов и подключен кпервому информационному выходу счетчика адреса, второй информационныйвыход которого подключен к адресному входу блока постоянной памяти,выход которого подключен к адреснымвходам блока памяти и блока памятикоэффициентов, первого и второго коммутаторов, входам синхронизации счетчик адреса, арифметического блока,входу запуска синхронизатора,:-й(1=1,п, и - разрядность) и (и+)-Йвыходы которого подключены соответственно к установочному входу:-горазряда счетчика адреса и тактовомувходу аналого-цифрового преобразователя, информационный вход которогоявляется информационным входом устройства, выход блока памяти коэфФициентов подключен к первому информационному входу второго коммутатора,коммутатора подключены к выходам соответственно косинусной и синуснойчастям коэффициента блока формирования синуса.1283789 Составитель А, БарановТехред И,Попович Корректор едактор В. Ковт и аказ 7444/4 4/ изводственно-полиграФическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная,4 Тираж 670 ВНИИПИ Государст по делам изобр 13035, Москва, ЖПодписноеенного комитета СССтений и открытийРауиская наб д.