Генератор функций уолша

(в 840854 ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 21.07,78 (2 ) 2647401/18 24с присоединением заявки РЙ(5 )М. Кл. 606 Г 1/02 Государственный комитет СССР во делам изобретений и открытий(53) МДК 681. .325(088.8) В. Т. Кондратов и Т. С, ГаипназаровФОрдена Ленина институт кибернетики АУкраинской ССР(54) ГЕНЕРАТОР фУНКБИЙ УОЛША 1Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении анализаторов спектра диапазонов низких и инфра- низких частот, функциональных преобразователей и т.д.Известен генератор функций Уолша, содержащий счетчик, группу дифференцируюших элементов, блок элементов ИЛИ, группу триггеров и блок пьезотрансформаторов 113Недостатком генератора является пониженная точность формирования функций Уолша.Наиболее близким по технической суш 15 ности к предлагаемому является генератор функций Уолша, содержащий группу триггеров, счетные входы которых, кроме первого и второго триггеров, т(одключены к выходам соответствующих элементов ИЛИ, а выходы всех триггеров являкттся выходами генератора функций Уолша, причем входы элементов ИЛИ подключены к выходам дифференцируюших элемен 2тов, входы которых соединейы с выходами соответствующих разрядов счетчика, подключенного счетным входом к выходу ъгенератора тактовых импульсов,а выходами разрядов - к счетным входам соответствутощих триггеров группы триггеров 21Недостатком известного генератора является пониженная точность формирования функций Уолша, обусловленная, в частности,нестабильностьюи непомохоустойчивостью работы дифференцируюших элементов.Бель изобретения - повышение точности формирования функций Уолша.Бель достигается тем, что генератор функций Уолша, содержащий группу тригт еров, счетные входы которых, кроме первого и второго триггера, подключены к выходам соответствующих элементов ИЛИ, а выходы всех триггеров являются выходами генератора функций Уолша, дополнительно введены группа компараторов, делители напряжения, сумматор, фазосдвигаюший элем нт и генератор гармош(ческого напряжения.3 8408 подключенный выходом к первому входу сумматора, первым входом первого, второ- го третьего и четвертого компараторов и через фазосдвигающий элемент к первым вкодам пятого, шестого и седьмого ком 5 параторов, второму входу четвертого компаратора и второму входу сумматора, соединенного выходом с первым входом восьмого компаратора, вторыми. входами первого и пятого компараторов и входами 1 О двух, делителей; напряжения, выход первогс из которых подключен к вторым входам второго и седьмого компараторов, а выход второго делителя напряжения - к вторым входам третьего и шестого компараторов, 15 причем второй вход восьмого компаратора соединен с шиной нулевого потенциала, счетный вход первого триггера подключен к выходу пятого компаратора, счетный вход второго триггера соединен с выхо дом третьего компаратора, входы первого элемента ИЛИ .подключены к выходам третьего и пятого компараторов, входы второго элемента ИЛИ соединены с выходами первого и шестого компараторов, вхо ды третьего элемента ИЛИ подключены к выходам первого, пятого и шестого компараторов, входы четвертого элемента ИЛИ соединены с выходами первого, третьего и шестого компараторов, входы пя того элемента ИЛИ подключены к выходам первого, третьего, пятого и шестого компараторов, входы шестого элемента ИЛИ соединены с выходами второго, четвертого, седьмого и восьмого компарато- И ров, входы седьмого элемента ИЛИ подклюЪ.чены к выходам второго, четвертого, пятого, седьмого ивосьмого компараторов, входы восьмого элемента ИЛИ соединены с выходами второго, третьего, четверто- щ го, седьмого и восьмого компараторов, входы девятого элемента ИЛИ подключены к выходам второго, третьего, четвертого, пятого, седьмого и восьмого компараторов, входы десятого элемента ИЛИ соединены с, выходами первого, второго, четвертого,.шестого, седьмого и восьмогокомпараторов, входы одиннадцатого элеМента ИЛИ подключены к выходам всех компараторов, кроме третьего компаратора, а входы двенадцатого элемента ИЛИ соединены с выходами всех компараторов.На фиг. 1 изображена блок-схема генератора функций Уолша (для случая генерации 14 функций Уолша); на фиг. 2 - временные диаграммы работы.Генератор функций Уолша (для случая формирования 14 функций Уолша) содержит 1 генератор 1 гармонического напряжения, фазосдвигающий элемент 2, сумматор 3, первый и второй делитель 4 и 5 напряжения, компараторы 6-13, элементы ИЛИ 14-25 и группы триггеров 26-39. Выход генератора 1 подключен к первому входу сумматора 3, первым входом первого, второго, третьего и четвертого компараторов 6, 7, 8, и 9 и через фа- создвигающий элемент 2 - к первым входай пятого, шестого и седьмого ком- параторов 10,. 11 и 12, второму входу четвертого компаратора 9 и второму входу сумматора 3. Сумматор 3 соединен выходом с первым входом восьмого компаратора 13, вторыми входами первого и пятого компараторов 6 и 10 и входами двух делителей 4 и 5 напряжения. Выход первого делителя 4 подключен к вторым .входам второго и седьмого компараторов 7 и 12, а выход второго делителя 5 - к вторым входам третьего и шестого компараторов 8, 11. Второй вход компаратора 13 соединен с шиной нулевого потенциала. Счетный вход первого триггера 26 подключен к выходу компаратора 10, а счетный вход второготриггера 27 - к выходу компаратора 8.Счетные входы остальных триггеров 2839 подключены к выходам соответствующих элементов ИЛИ 14-25. Входы первогоэлемента ИЛИ 14 подключены к выходамкомпараторов 8 и 10, входы второго элемента ИЛИ 15 соединены с выходами компараторов 6 и 3.1, входы третьего элемента ИЛИ 16 подключены к выходамкомпараторов б, 10 и 11, входы четвертого элемента ИЛИ 17 соединены с выходами компараторов б, 8 и 11вкоцы пятого элемента ИЛИ 18 подключены к выходам комнараторов б, 8, 10 и 11,входы, шестого элемента ИЛИ 19 соединены с выходами компараторов 7,.9, 12 и 13, входы седьмого элементаИЛИ 20 подключены к выходам компараторов 7, 9, 10, 12 и 13, входы восьмого элемента ИЛИ 21 соединены с выхо.дами компараторов 7, 8, 9, 12 и 13, входы девятого элемента ИЛИ 22 подключе 4ны к выходам компараторов 7 - 10, 12и 13; входы десятого элемента ИЛИ 23соединены с выходами компараторов 6, 79 и 11-13, входы одиннадцатого элемента ИЛИ 24 подключены к выходам.компараторов 6,7 и 9-13, а входы две;надцатого элемента ИЛИ 25 подключенык выходам компараторов 6-13,Работает генератор функций Уолшаследующим образом, С помощью генера5 840 тора 1. формируется первое (опорное) гармоническое напряжение О,Ф) О,( = О 6 и Ф 1 где ц, - амплитуда;участота; т - время.Затем формируется второе гармоническое напряжение путем сдвига с помощью элемента 2 первого напряжения на время,: равное периоду Т;, генерируемой функции Уолша наибольшей частотыо,й) = о(-),причем для выполнения равенства 15 Р д(И д)необходимо К делителя 4 выбирать изусловияо- )( с. Ь ( Р) Ои Веи с 1 Р9 хЯОи сО1 и(СО 1 р ) э В частности, при ормировании 14 функцийУолша и т" - 45 получим 1, 0,7.5) Точки 1у,4,12 определяются компаратором 8 как моментысовпадения мгновенных значений первого 25 и пятого напряжений, откуда1 : ф (2К ),Прйчем коэффициент Кделителя 5определяют аналогично К и, в частностидля случая формирования 14 функций Зо Уолша и 9 =45 имеем Ку а 0,6.6) Точки 6 , г д 5,13 определяются компаратором 9 и соответствуютсовпадению мгновенных значений первогои второго напряжений, откуда Э 5- " - ( + К).:где : сд Т, - фазовый сдвиг напряжения,После этого формируется третье гармоническое напряжение О (Ч путем суммир вания на сумматоре 3 и первого . и второго напряжений Далее формируются четвертое и пя-тое гармонические напряженияО(Ц и О,И)путем деления амплитудытретьего напряжения делителями 4 и 5.0 р(= Кри(0: дг О, ,где К- коэффициенты уменьшения1 Ьамплитуды четвертого ипятого напряжений делителями 4 и 5.По полученному ряду гармомическихнапряжений в моменты времени, соответствующие равенству, друг другу их мгновенных значений, формируются импульсы(остроконечные) исходных последовательностей импульсов. На фиг. 2 точкио Й16, соответствующиемоментам времени формирования исходныхпоследовательностей импульсов, определяются следующим образом1) Точкиэя г определяются с помощью компаратора 1.0 как моменты совпадения мгновенных значений второго и третьего напряженийе- Оа (к),Откуда 1 = К - " 7) Точки Й, 86,14, 44,:. оделяются компаратором 11 и соответствуютсовпадению мгновенных значений второго40 В пятого напряжений, откуда- (5 УУ) 8) Точки 1, ( =7,15, 23 определяются компаратором 12 и соответф 5 ствуют равенству мгновенных значенийвторого и четвертого напряжений, откуй: -КЯ),Следует отметить, что точки Т., 1могут быть также полученыиз условия совпадения мгновенных значений первого и четвертого напряженийпри соответствующем образом заданномкоэффициен те К55Сформированные остроконечные импуль-.Ъсы с выходом компараторов ьлогически суммируются по определенным:ра,вилам на элементах ИЛИ 14 - 25 я постуО И,) = ОН)Од =2 й,сою эаи(М-у),Ю гдеК=О, 1, 22) Точки 1 ю =1,9,17 определяются компаратором 13 как момейты перехода через нуль третьего напряжения,1 = - (+ к) 8543) Точки 1, и =2, 10, 18, 26,определяются с помощью компаратора 6,как моменты совпадения мгновенныхзначений первого и третьего напряжений, 5 Уд1 (, ")4) Точки. 1 р, р= 3,11;19 определяются компаратором 7 и соответствуютмоментам совпадения мгновенных значений первого и четвертого напряжений7 84085 пают на счетные входы григгеров 26- 399, преобразующие эти импульсы в выходные значения генерируемых функций Уолша.Таким образом, предлагаемый генера 5 тор Уолша позволяет по сравнению с известным, за счет исключения операций дифференцирования, повысить точность формирования функций Уолша. Дополнитель- , ным преимушеством предлагаемого гене 1 О Ратора функций Уолша является простота его использования в низкочастотных и инфранизкочастотных анализаторах спект- ра параллельного действия. В этом слу- . чае привязка частоты и фазы выходных15 сигналов генератора функций Уолша к частоте и фазе исследуемого сигнала обеспечивается использованием в качестве генератора 1 опорного ргармонического напряжения управляемого генератора с 1 о петлей автоподстройки частоты и фазы. 4 8паРаторов, а выход второго делителя напряжения - к вторым входам третьего и шестого компараторов, причем второй вход восьмого компаратора соединен с шиной нулевого потенциала, счетный вход первого триггера подключен к выходу пятого компаратора, счетный вход второго триггера соединен с выходом третьегоФ компаратора, входы первого элемента ИЛИ подключены к выходам третьего и пятого компараторов входы второго элемента ИЛИ соединены с выходами первого и шестого компараторов, входы третьего элемента ИЛИ подключены к выходам первого, пятого и шестого компараторов, входы четвертого элемента ИЛИ соединены с выходами первого, третьего и шестого компараторов, входы пятого элемента ИЛИ тодключены к выходам первого, третьего, пятого и шестого компараторов, входы шестого элемента ИЛИ соединены с выходами второго, четвертого, седьмогои восьмого компараторов, входы седьмого элемента ИЛИ подключены к выходам второго, четвертого, пятого, седьмого и восьмого компараторов, входы восьмого элемента ИЛИ соединены с выходами второго, третьего, четвертого, седьмотъ и восьмого компараторов, входы девятого элемента ИЛИ подключены к выходам второго, третьего, четвертого, пятого, седьмого и восьмого компараторов,входй десятого элемента ИЛИ соединены с выходами первого, второго, четвертого,шестого, седьмого и восьмого компараторов, входы одиннадцатого элемента ИЛИ под;. ключены к выходам всех компараторов, кроме третьего компаратора, а входы двенадцатого элемента ИЛИ соединены с выходами все х ком пара торов. формула изобретения 25Генератор функций Уолша, содержащий группу триггерав счетные входы которых, кроме первого и второго триггеров, подключейы к выходам соответствующих элементов ИЛИ, а выходы всех тригге 30 ров являются выходами генератора функций Уолша, о т л и ч а ю ш и й 8 я тем, что, с целью повышения точности формирования функций Уолша, в него дополнительно введены группа компараторов, делите 35 ли напряжения, сумматор, фазосдвигаюший элемент и генератор гармонического напряжения, подключенный выходом к первому входу сумматора, первым входом первого, второго, третьего и четвертого компараторов и через фазосдвигающий элемент - к первым входам пятого, шестого и седьмого компараторов, второму входу четвертого компаратора и второму входу сумматора, соединенного выходом с первым входом восьмого компаратора, вторыми входами первого и пятого компараторов и входа си двух делителей напряжения, выход первого из которых подключен к вторым входам второго и седьмого комИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Б 571802, кл. 0 06 Г. 1/02, 1976,2. Авторское свидетельство СССР М 424134, кл. 6 06 Г 1/02, 1972