Цифровой функциональный генератор

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение для обработки двумерньЕх сигналов и изображений. Цель изобретения - расширение класса решаемых задач за счет генерирования функций от двух аргументов. Генератор содержит счетчики 1,2, элемент ИЛИ 3, элемент 4 задержки, генератор 5 функций Уолша, регистр 6 сдвига, блок 7 памяти, элемент НЕ 8, группу элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 с соот- . ветствующими связями. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1 5ц 4 G 06 F 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТНРЫТИЙ (21) 4216025/24-24 (22) 25.03,87 (46) 23.09.88. Бюл. В 35 (71) Институт технической кибернетики

АН БССР (72) P.Õ.Садыхов, А.Г.Иачнев, С.А.Золотой и А.В.Шаренков (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1287136, кл. G 06 F 1/02, 1985.

Авторское свидетельство СССР

У 1324018, кл. G 06 F 1/02, 1985.. „„SU„„1425631 (54) ЦИФРОВОЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение для обработки двумерных сигналов и изображений. Цель изобретения — расширение класса решаемых задач за счет генерирования функций от двух аргументов. Генератор содержит счетчики 1,2, элемент

ИЛИ 3, элемент 4 задержки, генератор

5 функций Уолша, регистр 6 сдвига, блок 7 памяти, элемент НЕ 8, группу элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 с соот, ветствующими связями. 3 ил.

-!425631

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9, первый и второй управляющие входы 10 и 11 генератора.

Генератор 5 функций Уолша (фиг.2) реализован для интервала 0, Ij и выполнен, для примера, по известному методу, основанному на использовании производных функций Радемахера, Генератор S содержит счетчик 12, триггеры 13-15, (n-I) элементон ИС-

КЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 16-22.

На фиг.3 знаками "+" и "-" показаны соответственно значения+ i и -I функции

Wal(k,m,õ,ó), а сама функция находится на пересечении столбца, определяемого функцией !1а1 1,х) и строки, определяемой функцией Wal(m,у), В блок 7 (ПЗУ) последовательно записаны функции Уолта-Качмажа. При этом значению +1 функции соответствует сигнал "1", а значению функции

-1 — сигнал "0" на выходах ЛЗУ.

Устройство работает следующим обL разом, В исходный момент на выходах генератора 5 сформирована функция Уа1(О,У) 1 1 1 1

1 i -1 -I

1 -! -1 1

l (2) (для N = 4 ранна

), которая поступает на первые входы группы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9, а счетчики

1 и 2 находятся в состоянии "0". Поэтому из блока 7 выбирается записанная по чулевому адресу функция Wal(0, х), значение которой (1 1 1 I) записывается в регистр 6 сдвига импульсом записи, поступающим с входа 10 через элемент ИЛИ 3. В результате на выходе регистра 6 сдвига появляется первое значение "i" функции

Wal(0 х), которое инвертируется и сигнал "0" элементом НЕ 8 и подается на вторые входы группы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9. На выходах элементов ИСКЛЮЧАIОЩЕЕ ИЛИ 9 получается пер1 1 1)Q 1 — 1 -1 1 .1

1 1 (3) 40

1 1-1 вый столбец

Затем на вход 11 подается N тактовых импульсов, которые производят последовательный сдвиг на выход регистра 6 значений записанной н него функции, а также подсчитываются СчдтИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использонано в системах спектрального анализа, информационно-измерительных комплексах, а также в системах цифровой обработки изображений, Цель изобретения — расширение класса решаемых задач эа счет генерирона-;

i0 ныя функций Уолта от двух аргументов (двумерных функций Уолша).

Система двумерных функций Уолша

: определяется следующим образом: ! t 15

Wal(k,m,õ,у) Wal (k,x)goal {m,ó), (1) где Wal{k,õ) - вектор-строка;

Wal(m,у) - вектор столбец;

® — кронекеровское произ- 20 ведение функций Уолша, упорядоченных по

Качмажу.

Для N 4 система функций Уолша Качмажа имеет вид: 25

Рассмотрим пример получения функ" цни Wal (ll,2,х,у).

Wal(1,2„õ,у) Wal) 1,х)ОИа1(2,у) Аналогичным образом можно построить любую двумерную функцию Уолша °

Для размерности Х получаем N матриц г вида (3) .

На фиг.i представлена функциональная схема цифрового функционального генератора; на фиг.2 — структура генератора функций Уолша; на фиг.3 — : первые шестнадцать функций Уолта от двух переменных.

Цифровой функциональный генератор (фиг.1) содержит первый и второй счетчики 1 и 2, элемент ИЛИ 3, элемент 4 задержки, генератор 5 функций

Уолша, регистр 6 сдвига, блок 7 памяти, элемент НЕ 8, группу элементов функции Wal (0,0, х,у), 1425631 чиком 1. В результате на выходах элементов ИСКЛ10ЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 ранее описанным образом последовательно формируются остальные N-1 столбцов, а функция Wal(0,0,х,у) имеет вид:

1 1 1 1

1 1 1 1

1 1 1 1

1 1 1 1

Одновременно происходит переполнение счетчика 1, на выходе которого появляется импульс переполнения. Этот им- 15 пульс записывается в счетчик 2, а новое содержимое счетчика 2, поступающее на адресные входы блока 7, осуществляет выборку из него функции

Wal(I,õ). Импульс переполнения прохо- 2р дит .также элемент 4 задержки и элемент ИЛИ 3 записывает функцию Wal(l,õ) .в регистр 6> сдчига. Задержка на элементе 4 необходима для того, чтобы процесс дешифрации адреса и выбор- 25 ки из блока 7 очередной функции Уолша происходил раньше, чем осуществится запись этой функции в регистр 6. Описанный процесс формирования столбцов повторяется, при этом генерируется ЗО функция Wal(1,0,х,у) (см.фиг.3). Аналогичным образом генерируются остальные 1 + N-1 функции Wal(k,О,х,у).

Как только окончится процесс генерирования столбцов для последней из записанных в блок 7 функций УолшаКачмажа, то счетчик 2 обнуляется, а на его выходе появляется импульс пе реполнения, который поступает в генератор 5 и вызывает появление íà его вы- .4р ходах очередной функции Уолша (Wal(1, у) .

При этом из блока 7 опять выбирается, а затем записьвается в регистр

6 импульсом переполнения счетчика 1 (через элементы 4 и 3) функция Wа1(0,х) . 45 . Процесс формирования Π— N-1 функции Wal(k,1,х,у) повторяется. Аналогично формируются все N функции Уол2 ша Wal (k,m, х, у) . Необходимо подчеркнуть, что кронекеровское произведение 5< осуществляется элементом НЕ 8 и группой элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9.

Генератор э функций Уолша (фиг.2) работает следующим образом. В .исходный момент счетчик СТ 12 находится II состоянии "0", а на входы элементов

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ поступают сигналы

"0" с выходов триггеров T > — Т„ . Поэтому на выходах элементов ИСКЛЮЧАЮ"

ЩЕЕ ИЛИ будут сигналы "1", что соответствует функции Wal(О,У). При пос-. туплении с выхода счетчика 2 IeaIysIIса переполнения, в счетчике СТ12 6удет двоичный код 100 функции Wal (1,у), и на элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 19 поступает сигнал "1". В результате на выходах генератора появятся значения t1 1 1 1 О О О 0), соответствующие этой функции. Очередной импульс переполнения приводит к изменению содержимого счетчика СТ12 и формированию функции Wal(2,у). Аналогично формируются функции Wal(m у).

Формула изобретения

Цифровой функци зальный генератор, содержащий блок па.ляти, группу из и элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЗ И, выходы которых подключены к выходу генератора, отличающийся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач за счет генерирования функций от двух аргументов, в него введены генератор функций Уолша, регистр сдвига, два счетчика, элелент ИЛИ, элемент задержки и элемент НЕ, причем вход управления записью генератора подключен к первому входу элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу запи" си регистра сдвига, вход синхронизации которого и счетный вход первого счетчика подключены к тактовому входу генератора, выход переполнения первого счетчика подключен к счетному входу второго счетчика и через элемент задержки к второму входу элемента

ИЛИ, выход второго счетчика подключен к адресному входу блока памяти, выход которого подключе с к информационному входу регистра сдвига, выход ко" торого подключен к входу элемента НЕ, выход которого подключен к первым входам и элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы, вторые входы которых подключены к выходам соответствующих разрядов генератора функций Уолша, вход управления которого подключен к выходу переполнения второго счетчика.

1425631

lhfae(101,у

ЗРЯЧ ap((x) utu((gxj ua((3 x j май(ф маГ(г у) эаГДч)

Ф

) жал(ay)

l 4 — 43

ux )

Составитель С.Курош

Редактор С.Патруушева Техред H.ÄHäûê Корректор Л.Патай

Заказ 4769/45 Х ираж 7 04 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4