Устройство для вычисления коэффициентов фурье-хаара

Устройство для вычисления коэффициентов фурье-хаара

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

!

< . wA). 4

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

С4щиаттистическкк

Уеспубттик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 110675(21) 2142672/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 081177 Бюллетень № 41 (45) Дата опубликования описания 29.1177 (51) M. Кл.

606 F 15/34

Гввиарвтввааый авматвт

Ввввта Мавввтрвв ИСР ав дваае аввбдвтвавв в втврытв» (53) УДК

681.326(088 ° 8) (72) Автор изобретения

В.К. Ковнацкий (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ

ФУРЬЕ-XAAPA

Изобретение относится к области вычислительной и измерительной техни= ки и может быть использовано для анализа спектра сигналов.

Известно устройство, позволяющее 5 вычислять коэффициенты Фурье-Хаара, которое содержит блоки умножения, сумматоры, устройство управления и преобразователь аналог-uH

Наиболее близким по технической 10 сущности к изобретению является устройство для вычисления коэффициентов

Фурье-Хаара, содержащее преобразователь аналог-цифра,2"+т последовательно соединенных регистров сдвига, пер- (á вый из которых соединен информационным входом с выходом преобразователя, а управляющие входы каждого регистра сдвига соединены с соответствующими выходами блока управления, а -ярус- Й) ную пирамиду ячеек вычисления орпиат„, содержащую в каждом j- yre ячеек, каждая из которых состоит из двух сумматоров, одного элемента И и умножителя на константу, выход которого является выходом устройства. Первые входы элементов И каждой ячейки 1 -го яруса соединены между собой и с соответствующим выходом блока управления 21 30

Такие устройства предназначены для формирования коэффициентов Фурье-Хаара функции f(t).

Однако они не могут быть использованы для непосредственного вычисления коэффициентов Фурье-Хаара от производных по времени f(t), т.е. без 1 использования дополнительного оборудования. Для получения акой возможнос"ъ.и необходимо на входе устройства включить дифференцирующий блок, что приводит к усложнению вычислений.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностейустройства, а именно формирование коэффициентов Фурье-Хаара, соответствующих производной функции по времени

<+ В) непосредственно по самой функции f(t} без применения дифференцирующего устройства.

Эта цель достигается тем, что в предложенном устройстве в каждой яче -1ке первый сумматор соединен с первым входом второго сумматора. Второй вход второго сумматора соединен с выходом. элемента И, а выход — с умножителем на константу. Первый вход первого сумматора j -ой ячейки, i -го яруса соединен с выходом 2-(j -()+1.-го регистра сдвига. Второй вход

579623 первого сумматора той . же ячейкй соединен с выходом(1 >)-20 регистра сдвига, а Второй вход элемента И вЂ” с выходом (2" (Rj-1)+g)-ro регистра сдвига. Выходы первого и последнего регистров сдвига соединены с первым и вторым входами дополнительного сумматора, выход которого является дополнительным выходом устройст ва, где п = 1,2,...; ) — помер яруса, i = Г,fl > Р— номер ячейки

10 в i -ом ярусе, j -1,2 2 — uct l (. Ф> ло коэффициентов Фурье-Хаара па выходе устройства.

f .à чертеже приведена блок-схема уСтройства для n — 3. устройство содержит аналого- цифровой преобразователь 1; регистры сдвига 2, ячейку 3 вычисления ордипаты, дополнительный сумматор 4, элемент И, сумматоры 6 и умножитель 7 на константу. Устройство содержит также блок управления 8, Коэффициенты Фурье-Хаара функции

1() по системе Хаара на отрезке

10, 1) имеют вид

25 (2) Cf- — ((Т) НОИ

Таким образом, реализуемое по алгоритму (2) и (3) устройство позволяет определить коэффициенты Фурье-Хаара>соответствующие производной функцйи по времени -)-, — fft) при подаче на вход этого устройства самой функции fft):

Работа устройства заключается в том, что в регистрах сдвига фиксиру- И ются значения исходной функции в

2 + точках, посредство (сдвига эти значения делятся на 2 = 2

Т где Р— целое число.

Каждая ячейка устройства реали- 69 . зует вычисления ординаты спектра

Фурье-Хаари по формуле (3). Умножение на 2 происходит в регистре сдвига, а умножение на Ч2 — в умножителе на константу.

2. Авторское свидетельство CCCP

65 Р 484523, Мки 5 06 (" 15/34, 20.02. 74. т

С,=1(()>1 > C; =J f(t)X,)(t)dt > (4 )

» о где Х ft) ортонормированна» па отрезке (О, > ) фупкцня Хаара;

i -Г; и; j =12

n — максимальный номер класса функций Хаара.

Проводя вычисления коэффициентов

Фурье-Хаара для производной << f(Ц вместо самой функции fft) получим разложение для производной входной функции. Подставляя значения )ti)ft) в формулу (1), получим с>> — 2+)2>(f> — i-1>-J-(p(>> > J >(+J)} >3>

Первый коэффициент Фурье-Хаара образуется па выходе дополнительного сумматора.

Предло>::енное устройство позволяет формировать коэффициенты разложения

Хаара, соответствующие производпой функции по времени — =fft) непосредcAt ствеппо по самой фу кции f f t) без применения диф4>ерепцирующих устройств, что расширяет область примепепия устройства.

Формула изобретения устройство для вычисления коэффициептов > .урье-Хаара, содержащее преобразователь аналог-цифра, 2" +1 последовательно соединенных регистров сдвига, первый из которых соединеп ипформационпым входом с выходом преобразователя, а управляющие входи каждого регистра сдвига соединены с соответствующими выходами блока управления, л --яруспую пирамиду ячеек вычисления ординат, содержащую в каждом 1-м ярусе 2" ячеек

I каждая из которых состоит из двух сумматоров, одного элемента И и умножителя на константу, выход которого является выходом устройства, при этом первые входы элементов И,кажцой ячейки i-го яруса соединены между собой и с соответствующим выходом блока управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей,в каждой ячейке первый сумматор соединен с первым входом второго сумматора;второй вход второго сумматора соединен с выходом элемента И,а выход — с умножителем на константу; первый вход первого сумматора i-й ячейки i -го яруса соединен с выходом 2 (f-f)1(-Po регистра сдвига; второй вход,первого сумматора той же ячейки соединен с выходом

j(g +--() -го регистра сдвига, а второй вход элемента И - с выходом

° 2 (2j -f) + 1 -ra регистра сдвига при этом выходы первого и последнего регистров сдвига соединены c первым и вторым входом дополнительного сумматора, выход которого являЕтся дополнительным выходом устройства.

Источники информации, принятые вс внимание при экспертизе:

1. Зармут Х.Ф. ортогональными сигналами. И.> Связь, 1975.

579623

Составитель И. Грибков

Техред С. Беца Корректор М.Демчик

Редактор Л. Утехина

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 4396/45 Тираж 818 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, У -35, Раушская наб., д. 4/5