Устройство для анализа спектра фурье

 

УСТРОЙСТВО ЩЯ АНАЛИЗА СПЕКТРА ФУРЬЕ, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к входу синхронизации генератора тригонометрических функций, счетному входу счетчика и тактовым входам первого, второго, третьего и четвертого регистров сдвига, информационные выходы которых подключены к первым входам соответственно первого, второго, третьего и четвертого сумматоров, выходы которых подключены к информационным входам соответственно перво1 о, второго, третьего и четвертого регистров сдвига и являются соответственно первым, вторым, третьим и четвертым информационными выходами устройства, выход переполнения счетчика подключен к входу останова генератора тактовых импульсов, вход запуска которого является входом запуска устройства и соединен с входом обнуле.лия счетчика и входом запуска генератора тригонометрических функций, выход . косинуса которого подключен к первому входу первого умножителя, выход которого подключен к вторым входам первого и второго сумматоров, выход синуса генератора тригонометрических функций подключен к первому входу второго умножителя, выход которого подключен к вторым входам третьего и четвертого сумматоров, а вторые входы первого и второго умножителей соединены и.являются информационным входом устройства, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены первый, второй, третий и четвертый элементы НЕ, первый и второй элементы 2И-ИЛИ-НЕ, первый и второйD-триггеры , инверсные входы которых подключены к D-входам соответственно пер (Л вого и второго I -триггеров и первым входам соответственно первого и второго элементов 2И-ИЛИ-НЕ, выходы которых подключены к входам соответственно перво1;о и второго элементов НЕ, выходы KOTOpbDt подключены ф сд к входам знаковых разрядов первых входов соответственно второго и четвертого сумматоров, выход переСХ ) полнения счетчика подключен к вхосд дам синхронизации первого и второго р-триггеров, прямые выходы которых подключены к вторьм входам соотв етственно первого и второго элементов 2И-ШШ-НЕ, третьи входы которых подключены-К выходам соответственно третьего и четвертого элементов НЕ, входы которых соединены с четвертыми входами соответственно первого и второго элементов 2И-ИЛИ-НЕ и подключены к выходам знакового разряда соответственно первого и второго умножителей.

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

5 А (19) (И) (51) 4 6 1 32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н АВТ0РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3748105/24-24 (22) 05.06.84 (46) 30.11.85. Бюл. ¹ 44 (71) Винницкий политехнический институт (72) В.С.Осадчук, В.А.Гикавый и

И.Д.Прокопов (53) 681,32 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 474810, кл. G 06 F 15/332, 1972.

Авторское свидетельство СССР № 446063, кл. G 06 F 15/332, 1972. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛ Я АНАЛИЗА СПЕКТРА ФУРЬЕ, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к входу синхронизации генератора тригонометрических функций, счетному входу счетчика и тактовым входам первого, второго, третьего и четвертого регистров сдвига, информационные выходы которых подключены к первым входам соответственно первого, второго, третьего и четвертого сумматоров, выходы которых подключены к информационным входам соответственно первот о, второго, третьего и четвертого регистров сдвига и являются соответственно первым, вторым, третьим и четвертым информационными выходами устройства, выход переполнения счетчика подключен к входу останова генератора тактовых импульсов, вход запуска которого является входом запуска устройства и соединен с входом обнуления счетчика и входом запуска генератора тригонометрических функций, выход . косинуса которого подключен к первому входу первого умножителя, выход которого подключен к вторым входам первого и второго сумматоров, выход синуса генератора тригонометриче ских функций подключен к первому входу второго умножителя, выход которого подключен к вторым входам третьего и четвертого сумматоров, а вторые входы первого и второго умножителей соединены и.являются информационным входом устройства, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены первый, второй, третий и четвертый элементы НЕ, первый и второй элементы

2И-ИЛИ-НЕ, первый и второй 2 -триггеры, инверсные входы которых подключены к ) -входам соответственно первого и второго 1) -триггеров и первым входам соответственно первого и второго элементов,2И-ИЛИ-НЕ, выходы которых подключены к входам соответственно первого и второго элементов НЕ, выходы которых подключены к входам знаковых разрядов первых входов соответственно второго и четвертого сумматоров, выход переполнения счетчика подключен к входам синхронизации первого и второго )-триггеров, прямые выходы которых подключены к вторым входам соответственно первого и второго элементов

2И-ИЛИ-НЕ, третьи входы которых подключены.K выходам Lîîòâåòñòâåíío третьего и четвертого элементов НЕ, входы которых соединены с четвертыми входами соответственно первого и второго элементов 2И-ИЛИ-HE u подключены к выходам знакового разряда соответственно первого и второго умножителей.

1 11

Изобретения относится к средствам вычислительной техники, предназначено для получения комплексного спектра Фурье в реальном масштабе времени и может быть использовано при решении задач первичной обработки информации в бортовой аппаратуре летательных аппаратов, навигационных и радиолокационных систем слежения и обнаружения, а также в системах распознавания и индентификации образов, требующих высокого быетродействия цифровой аппаратуры.

Цель изобретения — повышение быстродействия.

На фиг.l приведена структурная схема устройства; на фиг.2 а и б спектры исследуемого сигнала и е исследуемого сигнала, сдвинутого в частотной области на величину Ю"

3 влево при умножении входного сигнала X(n) во временной области на

Ь+пТ дискретную экспоненту е >(" (« " Г е 1"" ; на фиг.3 — блок-схема ,блока изменения знака, Устройство (фиг.l) содержит генератор 1 тактовых импульсов, генератор 2 тригонометрических функций, счетчик 3 (цикла), умножители 4 и 5, блоки 6 и 7 изменения знака и сумматоры 8-11.

Блок изменения знака (фиг.3) сос(;сит из триггера 16, элемента

НЕ 17, элемента 2И-ИЛИ-НЕ 18 и элемента НЕ-!9.

Устройство работает следующим образом.

С подачей на вход устройства значений исследуемой функции X(n) и тактового импульса начала цикла (ТН), который запускает генератор 1 тактовых импульсов и устанавливает счетчик цикла 3 и генератор 2 в

1 нулевое положение.

На выходе генератора 2 формируются коды чисел, соответствующие нулевому аргументу, которые затем умножаются в умножителях 4 и 5 на значения функции X(n) и, проходя через сум. маторы 8-11, заносятся соответствен но в нулевые ячейки параллельных оегистров 12-15 сдвига, содержащих

95359 й/+ ячеек. При этом в нулевые ячейки регистров 12 и 14 записываются косинусные и синусные составляющие

Cy(k=0), а в нулевые ячейки регист- ров 13 и 15 - косинусные и синусные составляющие С (((k= 1) . После выдачи

М 2

-=го импульса счетчик цикла 3 оста«4 навливает генератор 1 и изменяет знак в. блоках 6 и 7 изменения знака.

t6 При этом в ((последовательных ячей4 ках параллельных регистров сдвига !

2-15 записываются произведения ну- . левого отсчета на значения косинуса и синуса для всех 1 = — гармоник

hj

15 половина иэ которых записана в регистрах l2 и 14, а другая половина— в регистрах 13 и 15.

После поступления следующих отсчетов исследуемой функции и тактоЩ вого импульса на все входы устройcòâà циклы выполнения операция повторяются аналогично, с той разницей« что в сумматорах производится сложение вновь полученных произведений

25 с записанными в регистрах суммами, вычисленными на предыдущем шаге и помещаемые в регистры на место прежних. При этом для каждого. второго отсчета исследуемой функции происхо30 дит изменение знакового разряда бло-, ка 6 и 7. Измененный знаковый раз- ряд умножителей 4 и 5 в виде Р9((и

:(9

Р эц„„поступает на сумматоры 9 и

11, в которых производится сложение с записанными в регистрах 13 и 15 числами с учетом знака.

РазРЯДы Ь((9 H Рз((1 проходят в блоках 6 и ? через элементы И-НЕ .17, 2И-ИЛИ-НЕ 18 и

40 .элемент НЕ 19 в виде P 3}(и P9н,,«

I ( нз в прямом виде для нечетных и в инверсном для четных отсчетов в зависимости от состояния триггера 16, производящего деление на четные и нечетные отсчеты исследуемый сигнал Х (n) .

Таким образом, с приходом каждого нового отсчета в параллельных регистрах сдвига 12-15 накапливаются значения действительной и мнимой частей и! следуемого текущего спектра сигнала Х(п) ! !95359

J(n) (g g) фиг. / / з

)Cnenmp сиаала х(л) ф Рог. 2

Cpm

ply. J

Составитель А. Баранов

Редактор Л. Пчелинская Техред Л. Мартяшова Корректор .Г. Решетник

Заказ 74)6/54 Тираж 709 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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