Устройство для реализации дискретного преобразования фурье в радиотехнических системах

 

Изобретение относится к области вычислительной и радиоизмерительной техники для обработки сигналов. Цель изобретения - повьшение быстродействия . Для ее осуществления устройство дополнительно содержит группу из N регистров сдвига, сумматоры, умножители , вычитатели, элементы НЕ, блоки, памяти, ключи, коммутаторы, счетчик и т.д. с соответствующими связями. Благодаря предварительной перестановке и частичной инверсии входной последовательности выборок сигнала устройство позволяет свести Фурье-преобразование к фильтрации с конечной импульсной характеристикой и получить одновременно за каждый такт по два частотных отсчета. 1 ил. (Л to 10 О5 4 00 ел

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

<дц 4 G Об Р 15/332

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ техники для обработки сигналов. Цель изобретения — повьппение быстродействия. Для ее осуществления устройство дополнительно содержит группу из М регистров сдвига, сумматоры, умножители, вычитатели, элементы НЕ, блоки памяти, ключи, коммутаторы,. счетчик и т.д. с соответствующими связями.

Благодаря предварительной перестановке и частичной инверсии входной последовательности выборок сигнала устройство позволяет свести Фурье-преобразование к фильтрации с конечной импульсной характеристикой и получить одновременно за каждый такт по два частотных отсчета. 1 ил.

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОтнРытий

Н ABTOPCHOIVlY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3678095/24-24 (22) 23. 12.83 (46) 23.04.86. Бюл. В 15 (72) Л.С. Цилькер (53) 681.32(088.8) (56) Рабинер Л. и Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов.-М.: Мир, 1978 °

Применение цифровой обработки сигналов./Под ред. Э.Оппенгейма.-M.:

Мир, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ДИСКРЕТНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ФУРЬЕ В PAgHOТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ (57) Изобретение относится к области вычислительной и радиоизмерительной

ÄÄSUÄÄ 1226485 А

С:

Ю

К)

М

Cb . 4ь

Сл

1226485

40 орд е

S. net i„

I рт

5D

=К (mod 2N)

0 -1

Р-1

I (rrOd й) и

h--0, М-"

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при обработке сигналов.

Цель изобретения — увеличение быстродействия за счет предварительной перестановки и частичной инвер,сии входной последовательности выбо. рок сигнала, что позволяет свести

Фурье-преобразование к фильтрации с конечной импульсной характеристикой .и получать одновременно эа каждый такт по два частотных отсчета.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства, выполняющего 2 И -точечное ДПФ, где

2м

Устройство содержит генератор тактовых импульсов, (М +1)-разрядный двоичный счетчик 2 (М =Py N ), блок

3 постоянной памяти, два блока 4 и

5 памяти„ @ва коммутатора 6 и 7, два и ключа 8 и 9 две группы из М последовательно соединенных регистров 10 и 11 сдвига, два элемента НЕ 12 и

13, четыре группы из М умножителей (первая и вторая группы — блок 14, третья и четвертая — блок 15), четыре М -входовых сумматора 16-19, вычитатель 20, два сумматора 21 и 22, Генератор 1 тактовых импульсов управляет работой счетчика 2 и

perистров 10 и 11 сдвига.

В блоках 4 и 5 упорядоченно записаны комплексные выборки S» n=o,N-1 входного сигнала N действительных—

1 в блоке 4 и N мнимых — в блоке 5.

Блок 3 запрограммирован таким образом, чтобы осуществлять перестановку и частичную инверсию выборок

8„ так, чтобы на входы регистров 10 и 11 сдвига подавались соответственно действительные (группа l0) и мнимые (группа 11) части последовательности S и е еляемой выражением ф — любое нечетное число; .1 4, + 1; г — любое нечетное число„

Блок 3 последовательно выдает (М +1)-разрядные числа р М млад5

l5

35 ших разрядов которых задают адреса блоков 4 и 5, а старший разряд уп" равляет работой коммутаторов 6 и 7 (если он равен единице, то производится инверсия входного сигнала, в противном случае инверсия не производится

Адреса блока 3 задаются М младшими разрядами счетчика 2, старший же его разряд управляет работой ключей 8 и 9 — когда он равен нулю, ключи находятся в положении 1 и обеспечивают заполнение групп регистров

10 и 11 сдвига, когда же он равен единице, ключи 8 и 9 переключаются в положение 11 и обеспечивают циклический сдвиг через элементы 12 и 13 выборок в регистрах 10 и 11 сдвига.

Умножители 14 и 15 производят умножение выборок на числа ц„,, Ь<„, где o< — Cog (Tli (Я) Ь = Sin (tli (4 ) < определено формулой (i) .

Устройство начинает работать после сигнала обнуления счетчика 2. Первые N тактов преобразованная последовательность выборок, заводится и в регистры 10 и 11 сдвига, следующие

N /2 тактов производится циклический сдвиг через элементы 12 и 13 выборок в регистрах 10 и 11 сдвига и после каждого такта сдвига на выходах устройств 20 и 22 и 21 и 23 формируются действительная и мнимая части сумм

8) и F

Всего за 3 М /2 тактов циклического сдвига выдается и значений ДПФ.

Фо рмула из обре т ения

Устройство для реализации дискретного преобразования Фурье в радиотехнических системах, содержащее пер" вую группу из N последовательно соединенных регистров сдвига, причем аыхоа i -го (; еО,Й ) регистра сдвига первои группы подключен к входам -х умножителей на коэффициент первой и второй групп, первый сумматор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия, в него введена вторая группа из М регистров сдвига, третья и четвертая группы умножителей на коэффициент, второй, третий, четвертый, пятый и шестой сумматоры, первый и второй вычитатели, первый и второй ключи, первый и второй комму3 12264 таторы, первый и второй блоки памяти, первый и второй элементы НЕ, блок постоянной памяти, счетчик и генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к счетному входу счетчика, информационный выход которого подключен к адресному входу блока постоянной памяти, выход которого подключен к адресным входам первого и второго блоков памяти, выходы ко- 10 торых подключены к информационным входам соответственно первого и второго коммутаторов, выходы которых подключены к первым информационным входам соответственно первого и вто- 15 рого ключей, выходы которых подключены к информационным входам первых регистров сдвига соответственно первой и второй групп, выходы i --х регистров которых подключены к входам щ соответственно первого и второго элементов НЕ, выходы которых подключены к вторым информационным входам соответственно первого и второго

Ключей, выход i --го регистра сдвига 2g второй группы подключен к входам < --х умножителей на коэффициент третьей и четвертой групп, выходы i --x умножителей на коэффициент первой и третьей групп подключены к -м входам соответственно первого и второго сумматоров, причем выходы первого сумматора подключенык первым входам первого вычитателя и третьего сумматора, 85 а второго сумматора — к первым вхо" дам четвертого .сумматора и второго вычитателя, выходы i -х умножителей на коэффициент второй и четвертой групп подключены к -м входам соответственно пятого и шестого суммато-. ров, причем входы пятого сумматора подключены к вторым входам четвертого сумматора и второго вычитателя, а шестого сумматора — к вторым входам первого вычитателя и третьего сумматора, выход генератора тактовых импульсов подключен к тактовым входам регистров сдвига первой и второй групп, выход переноса счетчика подключен к управляющим входам первого и второго ключей, выход старшего раэряда блока постоянной памяти подключен к управляющим входам первого и второго коммутаторов, вход обну- . ления счетчика является установочным входом устройства, входами реальной и мнимой частей операндов которого являются информационные входы соответственно первого и второго блоков памяти, выход первого вычитателя и выход третьего сумматора являются выходами соответственно реальной и мнимой частей первого операнда устройства, выходами реальной и мнимой частей второго операнда которого являются соответственно выход четвертого сумматора и выход второго вычитателя.

1226485

Составитель А. Баранов

Техред Л.Олейник Корректор О. Луговая

Редактор О. Бугир

Подписное

Тираж 671

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 2136/50

П оизводственно-полиграфическое предприятие, r„ Ужгород, ул. Проектная, 4