Устройство для вычисления коэффициентов ряда фурье

 

О НИЕ

ИЗОБРЕТЕН Йя

Союз Советсиик

Социапистичесних

Респубпин 646339

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свнц-ву (22) Заявлено09.08.76 (21) 2395999/18-24 с присоелинением заявки И (23) Г!риоритетОпубликдвано05.02.79.6юлле1ень N. 5

Лата опубликования описания 08.02.79 я (51) M. Кл. (i 0С 1 5):И

Государственный нсмнтет

СССР нб ДВЛаи N305p879809 н Открытий (53) УEИ 681.14 (0ВЬ.Я1

В. Г. Осипенко, A. B. Мупеванов, В. И. Ропдин, А. Г. Шабанов, Ю. М. Молочников и Л. В. Егоров (72} Авторы изобретения

Таганрогский радиотехнический институт им. В. g. Капмыкова (71) Заявитель

Ф (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ

РЯДА Ф УРЬЕ

Изобретение относится к области дискретнс -анапоговой специализированной вычислительной техники и может быть испопьзовано в радиотехнике, зпектросвязи и измерительной технике дпя вычисления коэффициента ряда Фурье в заданном базисе функций.

Известно устройство дпя вычиспения коэффициентов Фурье, содержащее устройство выборки мгновенных значений исследуемого сигнапа, генератор тактовых импульсов, коммутатор канапов, эпементы И, взвешивающие резисторы и сумматоры (1).

Недостатком известного устройства явпяются низкая точность и эффективность вычисления коэффициентов Фурье повторяющихся сигнапов, Наибопее близким по технической сущности к предпоженному изобретению является устройство дпя вычисления . коэффициентов Фурье12), содержащее масштабный блок, вход которого является входом устройства, блок управпения, первый коммутатор вертикапьных канапов, первый коммутатор горизонтальных канапов, первый информационный вход которого соединен с первым выходом первого коммутатора вертикальных канадов, первый вход блока управпения соединен с соответствующим выходом первого коммутатора гори:онтапьных каналов, поспедоватепьно соединенные депитепь частоты и первый фо1 л ироватепь тактовых импульсов, последопатепь цо соединенные умножитепь частоты и второй формироватепь тактовых импульсов, первый и второй выходы масштабного бпока соединены соответственно со входами депитепя частоты и умножитепя частоты, блок распределения с подсоединенными к нему сигнальными входами - п интегрирую цих блоков, управляющие входы которых подкпючены к соответствующи л выходам блока управпения, выходы всех интегрируюших блоков подключены к группе входов бпока эпементов И, первая группа выходов которого явпяется первой группой выходов устройства, а вторая группа выходов

646339 через блок функционального преобразова-. ния соединена со второй группой выходов устройства, вход блока элементов И соединен с соответствующим выходом о блока управления.

Недостатком известного устройства является недостаточная точность и эффективность вычисления коэффициентов Фурье.

Hemü изобретения — повышение точности работы устройства.

Поставленная цепь достигается тем, что в устройство введены блок памяти,, второй коммутатор вертикапьных каналов, второй коммутатор горизонтальных каналов и элемент И, причем третий выход масштабного блока соединен со входом блока памяти, первый вход, элемента И соединен с выходом перво20

ro формироватейя тактовых импульсов, а второй вход — с соответствующим вы ходом блока управления, выход элемента И соединен со входом первого ком»

2S мутатора вертикальных каналов, группа выходов которого соединена с первой группой входов бцока памяти, последний выход первого коммутатора вертикальных каналов соединен с соответствую I Зю шим входом блока управления, группа выходов первого коммутатора горизонтальных каналов соединена со второй . группой входов блока памяти, выход второго формироватейя тактовых импульсов соединен со входом второго коммутатора вертикальных каналов, группа выходов которого соединена с третьей группой входов блока памяти, один выход иэ группы выходов второго

10 коммутатора вертикапьных каналов соеди нен со входом .второго коммутатора горизонтальных канадов, другой выход

:с соответствующим входом блока уп равления, группа выходов второго коммутатора горизонтальных каналов соединена с четвертой группой входов блока памяти, один выход иэ группы выходов ,второго коммутатора горизонтальных каналов соединен с соответствующим входом блока управпения, группа выходов блока памяти подключена к группе входов блока распределения.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

И

Устройство дпя вычисления козф фициентов ряда Фурье содержит вход 1 ьт источника исследуемого сигнал, масштабный блок 2, умножитель 3

4 частоты в дробное число раэ с регулируемым коэффициентом умножения, формирователи 4, 5 тактовых импульсов, коммутаторы 6, 7 вертикальных каналов„ коммутаторы 8, 9 горизонтальных каналов, блок 10 памяти, состоящий из определенного числа запоминающих ячеек у которых сигнальные входы соединены с соответствующими сигнальными выходами блока памяти, управляющие входы записи связаны с выходами схем И", которые по одному из своих входов образуют вертикальные каналы записи, а по другому - горизонтальные каналы записи, и управляющие входы считывания подсоединены к выходам импульсов управления блока памяти и к выходам схем И, которые по одному из своих входов образуют вертикальные каналы считывания, а цо другому — горизонтальные каналы считывания, блок ll управления, делитель частоты 12 с регулируемым коэффициентом деления, элемент И 13, блок 14 распредепения, параллельные парные интегрирующие блоки 15 и 152,.

". 15 и 15 д блок 16 элементов

И, основные выходы 17 и 18 устройства, предназначенные для раздельного оъема коэффициентов Фурье четных и не четных членов разложения, функциональный преобразователь 19, осушествляюший операцию !

С„! =A +В„,(п=<,г, -М) и случае тригонометрического базиса или операции.Ая,в к=4,2, ...,и, в случае любого другого базиса, дополнительные выходы 20 устройства, предназначенные дпя раздельного съема суммы квадратов коэффициентов

I C „I =А,„+ Вп (П= 1,2,.-.,N )

Фурье 2 2 2 ипй квадратов коэффициентов Фурье х

A|,. Bn

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый сигнал с интервалом повторения Т через вход 1 и масштабный блок 2 поступает на сигнапьные входы умножителя 3, в дробное число раз, блока памяти 10 и делителя частоты 12.

* Иэ колебаний, получаемых в результате умножения частоты повторения ис» ходиого сигнала в заданное число пФ+4 раз в умножитепе 3, формируются в блоке 4 тактовые импульсы, которые поступают на информационный вход

646339

15

SS коммутатора 6, а из колебаний, получаемых в результате деления частоты повторения исходного сигнала в заданное число К раз в делителе частоты 12, н формируются в б поке 5 импу льсы считывания, которые поступают на информ аци они ый вход эле мента И 1 3.

Под воздействием импульсов коммутатора 6, коммутатора 8 в запоминающих ячейках блока. 10 происходит запоминание через каждый интервал одного мгновенного значения п исходного сигнала.

При одновременном приходе с последнего выхода коммутатора 6 и определенного выхода коммутатора 8 импульсов соответственно на первый и второй управляющие входы блока 11 управления последний вырабатывает стартовый импульс, который открывает элемент И 13 и импульсы считывания поступают на информационный вход коммутатора 7 °

При воздействии выходных импульсов коммутатора 7, коммутатора 9 происходит считывание с заданной частотой запомненных в запоминающих ячейках блока 10 мгновенных значений исходного сигнала, а следовательно, и формирование необходимой длительности копии реализации исходного сигнала, выборки которой через блок 14 распределения поступакт на соответствующие сигнальные входы интегрирующих блоков 15„152)" 152„„и 152н

Снимаемые одновременно с этим с управляющих,входов считывания запоминающих ячеек блока 10 импульсы управления через блок 14 распределения поступают на соответствующие управляющие входы интегрирующих блоков

151, 15 2 i"", 152,, и 152n . В результате этого BbIGGpKH копии сигнала интегрируются и запоминаются, проходя через блоки 15 15 ... 15 „, При одновременном приходе с последних выходов коммутатора 7 и коммутатора 9 импульсов соответственно на третий и четвертый управляющие входы блока 8 управления последний вырабатывает столовый импульс, который закрывает элемент И 13, и управляющие импульсы, которые поступают на управляющие входы интегрирукицих блоков 15<, 15 ..., 152„. Эаписанные и считанные значения коэффициентов

Фурье проходят на блок 16 на основные выходы 17 и 18 устрой:тва и через блок 19 — на дополнительные выходы

20 устройства.

Таким образом, предложенное устройство позволяет существенно повысить разрешающую способность при анализе высокостабильных повторякъщихся процессов и обеспечить точность и эффективное вычисление коэффициентов фурье быстротекущих апериодических радиопроцессов при их отображении рядами фурье в любом заданном базисе функций.

Формула изобретения

Устройство для вычисления коэффициентов ряда Фурье,содержащее масштабный блок, вход которого является входом устройства, блок управления, первый коммутатор вертикальных каналов, первый коммутатор горизонтальных каналов, первый информационный вход которого соединен с первым выходом первого коммутатора вертикальных каналов, первый вход блока управления соединен с соответствующим выходом первого коммута-: тора горизонтальных каналов, последовательно соединенные делитель частоты и первый формирователь тактовых импульсов, последовательно соединенные умножитель частоты и второй формирователь тактовых импульсов, первый и второй выходы масштабного блока соединены соответственно со входами делителя частоты и умножителя частоты, блок распределения с подсоединенными к нему сигнальными входами 2 и интегрирующих блоков, управляющие входы которых подключены к соответствующим выходам блока управления, выходы всех интегрирующих блоков подключены к группе входов блока элементов И, первая группа выходов которого является первой группой выходов устройства, а вторая группа выходов через блок функционального преобразования соединена со второй группой выходов устройства, вход блока элементов И сое» дииен с соответствующим -выходом бло.ка управления, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности в него введены блок памяти, второй коммутатор вертикальных каналов, второй коммутатор горизонтальных каналов и элемент И, причем третий выход масштабного блока соединен со входом бпока памяти, первый вход элемента И соединен с выходом перво!

7 6 го ф< рмироватепя тактовых импупьсов, а второй вход — с соответствуюшим выходом блока управления, выход элемента И соединен со входом первого коммутатора вертикальных каналов, группа выходов которого соединена с первой группой входов блока памяти, последний выход первого коммутатора вертикапьных каналов соединен с соответствуюшим входом блока управления, группа выходов первого коммутатора горизонтапьных кайапов соединена со второй группой входов блока гамяти; выход второго формирователя тактовых и пульсов соединен со входом второго коммутатора вертик альных кана пов, группа выходов которого соединена с третьей группой входов бп ка памяти, один выход из группы выходов второl го коммутатора вертикальных каналов

J

46339 +" .. 8

t соединен. со входом второго коммутатс ра горизонтальных каналов, другой выход - с соответствующим входом блока управления, группа выходов второго

5 =коммутатора горизонтальных каналов соединена с четвертой группой входов блока памяти, один выход из группы выходов второго коммутатора горизонтальных каналов соединен с соответст

10 вуюшим входом блока управления, группа выходов бпока памяти подключена к группе входов блока распредепения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетепьство СССР

Мо456226, кп. G 01 R 23/00, 1975.

2. Заявка % 2399619/18-24, 02.08.76, по которой принято положительное решение о выдаче авторского свидетельства.

ЦНИИПИ З ii3/39

Тираж 779 Подяисное

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