Устройство для формирования системы дискретных ортогональных сигналов

 

Устройство для формирования системы дискретных ортогональных функций относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении генераторов систем дискретных сигналов. Цель изобретения - упрощение устройства для формирования системы дискретных ортогональных функций. Устройство содержит тактовый генератор, блок формирования системы функций Уолша, упорядоченных по Адамеру, группу перемножителей и однонаправленный ключ. 4 ил.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении генераторов систем дискретных ортогональных сигналов.

Известен генератор функций Уолша, содержащий задающий генератор и блок формирования функций Уолша [1].

Однако сигналы, формируемые этим генератором, имеют плохие спектральные и корреляционные свойства, поскольку число блоков у большинства функций Уолша (за исключением двух функций) отлично от оптимального числа блоков μ_опт = , где N = 2ⁿ - число функций Уолша в системе.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для формирования системы дискретных ортогональных функций, содержащее тактовый генератор, блок формирования системы функций Уолша, блок формирования системы функций Адамара, группу перемножителей и коммутирующий блок, причем выход тактового генератора подключен к тактовым входам блоков формирования систем функций Уолша и Адамара, i-й выход блока формирования системы функций Уолша подключен к первым входам i-го и (n+i)-го перемножителей группы, первый и второй информационные входы коммутирующего блока подключены к выходам блока формирования системы функций Адамара, управляющий вход коммутирующего блока подключен к выходу второй функции блока формирования системы функций Уолша, первый выход коммутирующего блока подключен к вторым входам с первого по n-й перемножителей группы, второй выход коммутирующего блока - к вторым входам с (n+1)-го по 2n-й перемножителей группы, выходы перемножителей группы являются выходами устройства [2].

Указанное устройство формирует сигналы с лучшими спектральными и корреляционными свойствами, поскольку число блоков каждой функции равно N/2 или N/2+1, что близко к оптимальному числу блоков μ_опт = , где N = 2ⁿ - число функций в системе.

Однако это устройство обладает значительной сложностью, поскольку в его состав входят блок формирования системы функций Адамара и коммутирующий блок, включающий в себя два двунаправленных ключа.

Целью изобретения является упрощение устройства для формирования системы дискретных ортогональных функций.

Цель достигается тем, что в устройство для формирования системы дискретных ортогональных функций, содержащее тактовый генератор, блок формирования системы функций Уолша и группу перемножителей, причем выход тактового генератора подключен к тактовому входу блока формирования системы функций Уолша, i-й (i = 0 - 2ⁿ - 1, где 2ⁿ - число функций Уолша) выход блока формирования системы функций Уолша подключен к первому входу i-го перемножителя группы, выходы перемножителей группы являются выходами устройства, введен однонаправленный ключ, причем управляющий вход ключа подключен к 2^n-1-му выходу блока формирования системы функций Уолша, первый информационный вход ключа подключен к нулевому выходу блока формирования системы функций Уолша, второй информационный вход ключа подключен к первому выходу блока формирования системы функций Уолша (функции на выходах блока формирования функций Уолша упорядочены по Адамару), выход ключа подключен к вторым входам всех перемножителей группы.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для формирования системы дискретных ортогональных функций; на фиг. 2 - временные диаграммы, иллюстрирующие процесс формирования предлагаемым устройством дискретной функции S(r,Θ); на фиг. 3 - временные диаграммы функций Уолша, поступающих на входы соответствующих перемножителей; на фиг. 4 - временные диаграммы функций, формируемых предлагаемым устройством.

Устройство для формирования системы дискретных ортогональных функций содержит тактовый генератор 1, блок 2 формирования системы функций Уолша, группу 3 перемножителей, однонаправленный ключ 4.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении импульсов с выхода тактового генератора 1 на вход блока 2 формирования системы функций Уолша на выходах блока 2 формируются функции Уолша, поступающие на первые входы соответствующих перемножителей группы 3.

Блок 2 имеет N выходов, на каждом из которых формируется соответствующая функция Уолша. Функции Уолша на выходах с нулевого по (N-1)-й упорядочены по Адамару (Трахтман А.М., Трахтман В.А. Основы теории дискретных сигналов на конечных интервалах. М.: Советское радио, 1975, с. 44).

Однонаправленный ключ 4 представляет собой обычный ключ, на выходе которого формируется сигнал, поступающий на его первый информационный вход, если на его управляющий вход в это время поступает "1". Если на управляющий вход ключа поступает "-1", то на его выходе формируется сигнал, поступающий на его второй информационный вход.

В течение первого полупериода формирования блоком 2 функций Уолша на управляющий вход ключа 4 поступает "1" (т.е. первый полупериод функции Wal (2^n-1, Θ). В результате на выходе ключа 4 формируется поступающая на его первый информационный вход функция Wal (0,Θ).

В течение второго полупериода формирования блоком 2 функций Уолша на управляющий вход ключа 4 поступает "-1" (т.е. второй полупериод функции Wal(2^n-1, Θ). В результате на выходе ключа 4 формируется поступающая на его первый информационный вход функция Wal(1,Θ).

В течение второго полупериода формирования функций Уолша на управляющий вход ключа 4 поступает "-1" (т.е. второй полупериод функции ) Wal(2^n-1,Θ). В результате на выходе ключа 4 формируется поступающая на его второй информационный вход функция Wal(1,Θ).

Сигнал, формируемый на выходе ключа 4, поступает на вторые входы перемножителей группы 3, в которых осуществляется его умножение на функции Уолша. В результате на выходах группы 3 перемножителей формируется система функций, абсолютно идентичная системе дискретных ортогональных функций, формируемых прототипом. В дальнейшем работа предлагаемого устройства осуществляется согласно описанному выше.

На фиг. 2 показано временное состояние выхода тактового генератора 1 (а), нулевого выхода блока 2, на котором формируется функция Wal(0,Θ) (б), первого выхода блока 2, на котором формируется функция Wal(1,Θ) (в), четвертого выхода блока 2, на котором формируется функция Wal(4,Θ) (г), выхода ключа 4 (д), седьмого выхода блока 2, на котором формируется функция Wal(7, Θ) (е), выхода соответствующего перемножителя, на котором формируется функция S(7,Θ) (ж).

Введение однонаправленного ключа позволяет исключить из схемы блок формирования системы функций Адамара и коммутирующий блок, включающий в себя два двунаправленных ключа, имеющихся в схеме прототипа.

Использование изобретения позволяет создавать генераторное оборудование со значительным упрощением его устройства, формирующее систему функций, абсолютно идентичную системе дискретных ортогональных функций, формируемых прототипом.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ ДИСКРЕТНЫХ ОРТОГОНАЛЬНЫХ СИГНАЛОВ, содержащее тактовый генератор, блок формирования системы функций Уолша и группу перемножителей, причем выход тактового генератора подключен к тактовому входу блока формирования системы функций Уолша, i-й выход (i = 1 , где 2ⁿ - число функций Уолша) блока формирования системы функций Уолша подключен к первому входу i-го перемножителя группы, выходы перемножителей группы являются выходами устройства, отличающееся тем, что оно содержит однонаправленный ключ, причем управляющий вход ключа подключен к 2^n-1-му выходу блока формирования системы функций Уолша, упорядоченных по Адамару, первый информационный вход ключа подключен к нулевому выходу блока формирования системы функций Уолша, упорядоченных по Адамару, второй информационный вход ключа - к первому выходу блока формирования системы функций Уолша, упорядоченных по Адамару, выход ключа - к вторым входам всех перемножителей группы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4