Устройство для преобразования по функциям уолша

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН Зд) С, 06 Г 15/332 ОПИ БРЕТЕН К АВТОРСКОМУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССР В 918952, кл. 5 06 Г 15/332, 1982 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПО ФУНКЦИЯИ УОЛША по авт. св. .У 918952, о т л и ч а ю щ е е с я ".тем, что, с целью расширения Ьункцио 1нальных возможностей за счет Аормированиякоэ 4 хЪициентов, упорядоченных по Пэли, в него введены первая и вторая группы элементов И, первая и .вторая группы преобразователей длительности импульса в двоичный код, первый, второй и третий элементы ИЛИ, группа регистров, элемент И, первый и второй многойазные мульти,вибраторы, 1-е ( 1 = 1, Ч ) выходы ,которых подключены к информационным входам 1-х преобразователей длительности импульса в двоичный код соответственно первой и второй групп, выходы которых подключены к 1-м :входам соответственно первого и вто,рого элементов ИЛИ, выходы которых :,подключены соответственно к входу 80.1129619 преобразователя двоичного кода в код Грея и первому входу блока сравнения, выход которого подключен к первому входу элемента И, выход которого подключен к первому входу-го элемента И второй группы, выход которого подключен к информационному входу 1-го регистра, информационный выход которого является 1-м информационным выходом устройства, второй вход 1-го элемента И подключен к 1-му выходу второго многоАазного мультивибратора, вход запуска которого подключен к выходу третьего элемента ИЛИ, 1-й вход которого соединен с первым входом элемента Ие первой группы и с 1-м выходом первого многоазного мультивибратора, вход запуска которого является входом запуска устройства, второй выход коммутатора тактовых сигналов подключен к тактовым входам преобразователей длительности импульса в двоичный код первой и второй групп, второй вход элемента И подключен к выходу 1-го элемента И первой группы, второй вход которого подключен к выходу 1-го сумматора-вычислителя, выход преобразователя двоичного кода в код Грея подключен к второму входу блока сравнения.11Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано в системах передачи и обработки информации, припостроении цифровых фильтров, анализаторов,и функциональных преобразователей в системах управления,По основному авт. св. Р 918952известно устройство для преобразова,ния по функциям Уолша, содержащеепоследовательно соединенные группысумматоров, коммутатор информационных сигналов; группу сумматоров-вычитателей, а также коммутатор, вы, ходы Которого подключены к тактовымвходам блока формирования функцийУолша"Радемахера и регистра сдвигасоответственно.Данное устройство предназначенодля формирования коэффициентов Уолшапри разложении исследуемого процес.,са в ряд по функциям Уолша. Множество функций Уолша, соответственно икоэффициентов Уолша, обычно разделяются на три группы, отличающиесяпорядком расположения отдельныхфункций в системе, Общеприняты следующие упорядочения; упорядочениепо Уолшу, по Пэли и по Адамару 111.В известном устройстве на выходеформируются только коэффициенты,упорядоченные по Уолшу, однако напрактике желательно иметь коэффициенты Уолша, но упорядоченные поПэли.Цель изобретения - расширение.функциональных возможностей устройства за счет формирования коэффициентов, упорядоченных по Пэли,Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство введены первая и вторая группы элементов И,первая и вторая группы преобразователей длительности импульса в двоичный код, первый, второй и третийэлементы ИЛИ, группа регистров,элемент И, первый и второй многофаз.ные мультивибраторы, 1-е ( 1 = 1, М )выходы которых подключены к информационным входам -х преобразователей длительности импульса в двоичный код соответственно первой и второй групп, выходы которых подключенык ,1-м входам соответственно первого и второго элементов ИЛИ, выходыкоторых подключены соответственно к.входу преобразователя двоичного кодав. код Грея и первому входу блокасравнения, выход которого подключен29619 2 к первому входу элемента И, выход которого подключен к первому входу 1-го элемента И второй группы, выход которого подключен к информационному входу 1-го регистра, информационныйвыход которого является 1 -м информационным выходом устройства, второй вход 1-го элемента И подключен к -му выходу второго многофазного 1 О15 20253035405055 мультивибратора, вход запуска которого подключен к выходу третьего элемента ИЛИ, 1-й вход которого.соединен с первым входом элемента И первой группы и с 1-м выходом первого многофазного мультивибратора, вход запуска которого является входом запуска устройства, второй выход коммутатора тактовых сигналов подключен к тактовых входам преобра зователей длительности импульса в двоичный код первой и второй групп, второй вход элемента И подключен к выходу 1-го элемента И первой группы, второй вход которого подключен к выходу 1-го сумматора-вычитателя, выход преобразователя двоичного кода в код Грея подключен к второму входу блока сравнения,На фиг, 1 показана таблица соотношений между коэффициентами Уолша,упорядоченными по Уолшу и упорядоченными по Пэли; на фиг. 2 - эпюры напряжений одного цикла второго многофазного мультивибратора, на фиг. 3 -структурная схема второго многофазного мультивибратора, на фиг., 4 -эпюры напряжений одного цикла первогомногофазного мультивибратора, нафиг. 5 - структурная схема первого многофазного .мультивибратора; на фиг. 6 в . структурная схема предлагае-. мого устройства.Устройство (фиг, 6) содержит сумматоры. 1, коммутатор 2 информационных сигналов, сумматоры-вычитатели 3, коммутатор 4 тактовых импульсов, регистр 5 сдвига, блок б формирова ,ния функций Уолша-Радемахера, первая группа элементов И 7, первая группа преобразователей 8 длительности импульса в двоичный код, первый многофазный мультивибратор 9, элемент ИЛИ 10, преобразователь 11 двоичного кода в код Грея, элемент ИЛИ 12, элемент И 13, блок 14 сравнения, элемент ИЛИ 15, вторая группа преобразователей 16 длительности импульса и двоичный код, второй многофазный мультияибратор 17, втоИ 293рая группа элементов И 18, группарегистров 19.Рассмотрим работу предлагаемогоустройства в статике.В известном устройстве на сумма 5торах-нычитателях 3 формируются коэффициенты Уолша. Задачей предлагаемого устройства является получениетакже и коэффициентов Уолша, упорядоченных по Пэли. Коэффициенты Пэлиполучаются из коэффициентов Уолшапо определенному правилу. Если, например, получено восемь коэффициентов Уолша, которые расположены всумматорах-вычитателях в следующемпорядке С,(0), С (1) С(2)С(7),15то для получения из коэффициентовУолша С( 1), 1 = 0 7, коэффициентовПэли С (1), 1 = 0,7, необходимо воспользоваться следующим соотношением:20Ср(1) = С Ъ(1)1, 1= 0,7, (1)где Ъ(1) - переход от двоичного кодак коду Грея с индексомНа фиг. 1 в таблице показан этотпереход, Например, для определенияномера коэффициента .Пэли, соответствующего четвертому номеру коэффициента Уолша С (4), поступают следующим образом. Десятичный номер 1 О =4преобразуют в двоичный номер 1=100.Далее его преобразуют в код ГреяЫ 1) =. 110 и, наконец, в десятичноечисло Ь(1)о = 6. Таким образом,четвертому коэдмЧициенту Уолша соответствует шестой номер коэффициента 35Пэли. За счет введенных элементов исвоеобразного соединения их с элементами известного устройства реализуется алгоритм (1). На выходеданного устройства получена последовательность коэффициентов Пэли:Ср(0), Ср(1), е ф., Ср(7).Работу предлагаемого устройстваможно пояснить с помощью двух циклов: внешнего и внутреннего. При 45внешнем цикле последовательно вырабатываются двоичные числа, затемони преобразуются в код Грея и подаются для сравнения на вход блокасравнения. Во внутреннем цикле вырабатываются двоичные числа и подаютсяпоследовательно для сравнения надругой вход блока сравнения, В случае совпадения двоичных чисел наблоке сравнения открываются соответствующие элементы И и соответствующий коэффициент Уолша записываетсяв нужный регистр, где получают коэф 619 4фициенты Уолша, упорядоченные поПэли.Внешний цикл осуществляется на первом многофазном мультивибраторе 9 (фиг. 6), элементе ИЛИ 12, преобразователе 11 двоичного кода в код Грея, блоке 14 сравнения, первой группе элементов И 7, первой группе преобразователей Я длительности импульса в двоичный код, элементе МЛИ 10, . Внутренний цикл осуществляется на втором многофазном мультивибраторе 17, второй группе, преобразователей 16 длительности импульса в двоичный код, элементе ИЛИ 15, второй группе элементов И 18 и регистрах 19 чисел.;Первый многофазный мультивибратор 9 вырабатывает серию импульсов раз-ной длительности, следующих один за другим (фиг. 4), при этом конец предыдущего импульса. является началом для запуска последующего мультивибратора. Эти импульсы снимаются с со-ответствующих мультивибраторов много," фазного мультивибратора, На фиг. 4 показаны энюры напряжений одного цикла первого многофазного мультивибратора для случая упорядочения восьми коэффициентов Уолша. Первый многофаэный мультивибратор содержит вэтом случае шестнадцать мультивибраторов (фиг. 5). Нечетные мультивибраторы вырабатывают импульсы разнойдлительности и подаются на первую группу преобразователей длительностиимпульсов в двоичный код (фиг. 6). Длительность импульса на нулевом выходе первого многофазного мультивибратора 9 (фиг. 5 и 6) такова, что в преобразователе 8 длительности,1. импульса в двоичный код не фиксируется ни одного импульса, поступающего от коммутатора 4 тактовых импульсов, .т.е. формируется двоичная цифра 000. Длительность импульса на первом выходе первого многофазного мультивибратора 9 такова, что на выходе преобразователя 8 длительности импульса в двоичный код формируется цифра 001, так как проходит один импульс с коммутатора 4 тактовых импульсов. Наконец, длительность импульса на седьмом выходе первого многофазного мультивибратора 9 такова, что на выходе преобразователя 8 длительности импульса в двоичный код формируется двоичная цифра 111,11296 19 3На выходе четных мультивибраторов первого многофазного мультивибрато ра 9 (Фиг. 5) вырабатываются импульсы равной длительности, Длительность этих импульсов равна интервалу цикла второго многофазного мультивибратора Т(Фиг, 2) . На фиг. 2 показаны эпюры напряжений одного цикла второго многофазного мультивибратора.Рассмотрим случай, когда происхо О дит упорядочение восьми коэффициентов Уолша. Второй многофазный мульти-.вибратор (Фиг, 3) в этом случаесодержит восемь мультивибраторов.Длительность импульсов на выходах 15 в орого многофазного мультивибрато ра такая же, как и на выходах первого многофазного мультивибратора, т.е. длительность импульсов, необходимая для формирования на выходе 20 второй группы преобразователей 16 длительности импульса в двоичный код двоичных цифр 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111, что соответствует десятичным цифрам О, 1, 2, 25 3, 4, 5, 6, 7.Рассмотрим работу предлагаемого устройства в динамике. Пусть коэффициенты Уолша С(1),1 = О, 1, 2, , 7, сформированы и находятся в сумматорах-вычитателях 3 в последовательности, обозначенной на Фиг. 1 н первом столбце. Задача состоит в том чтобы их упоУ35 рядочить по Пэли С ( 1), 1= О, 1, . 2, , 7 (последнйй столбец). По делению оператора запускается первый многофазный мультивибратор 9. Он вырабатывает серию импульсов разной длительности, следующих последовательно один за другим. Каждый импульс с соответствующего выхода первого многофазного мультивибратора 9 подается одновременно на элемент И 7, на преобразователь первой группы преобразователей 8 длительности импульса в двоичный код и через элемент ИЛИ 12 запускает второй многофазный мультивибратор 17. Последовательно в тексте появлением импульсов на выходах первого многофазного мультивибратора 9 на выходах преоб" разователя 8 длительнооти импульса в двоичный код получают двоичные цифры 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111, которые последовательно подаются через элемент ИЛИ 10 на преобразователь 11 двоичного кода в код Грея и далее на вход блока 14сравнения. На другой вход блока 14поступают также последовательнодвоичные цифры 000, 001, 010,111 с частотой в восемь раз больше,чем на первый вход. Рассмотрим случай, когда на третьем выходе первого многофазного мультивибратора 9формируется импульс. Этот импульсоткрывает соответствующий элементИ 7 и число, соответствующее коэффициенту С, (2), подается на первыйвход отдельного элемента И 13. Этомуимпульсу соответствует двоичная цифра 010 на входе элемента ИЛИ 10 идвоичная цифра 011 на первом входеблока 14 сравнения (Фиг. 6). Импульсс третьего выхода многофазного мультивибратора 9 поступает через элемент ИЛИ 12 и запускает второй многофазный мультивибратор 17, Он аналогично первому многофазному мультивибратору, вырабатывает серию извосьми импульсов разной длительности (Фиг, 2), которые поступают насоответствующие входы второй группыпреобразователей 16 длительностиимпульса в двоичный код, На выходахпреобразователей получают двоичныецифры 000, 001, 010, 011, 100, 110,111, которые через элемент ИЛИ 15поочередно поступают на вход блока14 сравнения, В случае совпадениядвоичных чисел в блоке 14 на его выходе получают импульс, который подается на элемент И 13. Если на входблока 14 поступает двоичная цифра011, то в блоке 14 происходит совпадение чисел, открывается элементИ 13 и число С,(2).поступает на всевходы второй группы элементов И 18.На выход элемента И 18 пройдет числоС (2) только тогда, когда в этотмомент времени на второй вход ее поступит импульс с второго многофазногомультивибратора 17. В этот моментвремени поступит импульс с четвертого выхода второго многофазного мультивибратора 17. Таким образом, С (2)запишется в третий регистр 19, т.е,второй коэдйициент Уолша С,(2) сталтретьим по счету коэффициентом ПэлиС,(3). Аналогичным образом осуществляется упорядочение коэффициентовУолша по Пэли и других коэффициентовУолша С,( 1), 1= 0,7, согласнофиг. 1, где указана нумерация коэфФициентов Уолша слева и коэффициентов Пэли справа.7 1 1 29619 В,Таким образом, предлагаемое устрой- нозможность получать наряду с козиство имеет расширенные Аункциональ" циентами Уолша коэффициенты Уолша,ные возможности, а именно дает упорядоченные по Пэли,