Генератор ортогональных сигналов

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для генерирования ортогональных сигналов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет формирования полной системы квадратичных сигналов. Генератор содержит тактовый генератор, счетчик, шесть сумматоров по модулю два первой и второй групп, восемь интеграторов и пятнадцать умножителей. 2 ил.

Изобретение относится к автоматическому управлению и вычислительной технике и предназначено для генерирования нового класса ортогональнх квадратичных сигналов.

Генерированию сигналов, отличных от двоичных, уделяется большое внимание. Так кусочно-линейные ортогональные сигналы (функции) допускают по сравнению с двоичными более высокую точность аппроксимации функций, а следовательно, при заданной точности воспроизведения функции используется меньшее число спектральных коэффициентов. Кусочно-квадратичные сигналы (функции) обеспечивают еще более высокую точность воспроизведения по сравнению с кусочно-линейными. Поэтому полная ортогональная система квадратичных сигналов (функций) является желаемым объектом для практического применения. Синтез подобной системы кусочно-квадратичных сигналов осуществляется следующим образом.

Для этой цели возьмем, например, систему из шестнадцати сигналов Уолша ++ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - + + + + - - - - + + + + - - - - + + + + - - - - - - - - + + + + + + - - + + - - + + - - + + - - + + - - + + - - - - + + - - + + + + - - - - + + + + - - - - + + + + - - - - + + - - + + + + - - + - + - + - + - + - + - + - + -
+ - + - + - + - - + - + - + - +
+ - + - - + - + + - + - - + - +
+ - - + + - - + + - - + + - - +
+ - + - - + - + - + - + + - + -
+ - - + + - - + - + + - - + + -
+ - - + - + + - + - - + - + + -
+ - - + - + + - - + + - + - - + Теперь заменим наименьший дискрет кусочно-квадратичной функцией, имеющей положительное значение, если на дискрете сигнал Уолша положительный, и отрицательное значение, если - отрицательный. Полученная таким образом система квадратичных сигналов (функций) является уолшоподобной, ортогональной, полной и представлена на фиг. 1.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей генератора, заключающееся в возможности генерирования полной ортогональной системы квадратичных сигналов. Поставленная цель достигается тем, что в генераторе ортогональных квадратичных сигналов, содержащем тактовый генератор, пятиразрядный счетчик, четыре сумматора по модулю два первой группы, первый интегратор и четыре умножителя первой группы, причем выход тактового генератора соединен со входом счетчика, выходы i-го и (i+1)-го разрядов которого (i=) соединены с входами i-го сумматора по модулю два первой группы, содержатся с второго по восьмой интеграторы, два сумматора по модулю два второй группы и одиннадцать умножителей второй группы по 2 ^к-1 умножителей в 1к-й подгруппе (к=), причем выход i-го сумматора по модулю два первой группы соединен с входом i-го интегратора, выход которого соединен с первым входом i-го умножителя первой группы, второй вход которого соединен с выходом i-го разряда счетчика, а выход i-го умножителя первой группы соединен с входом (i+4)-го интегратора, выход которого соединен с i-м выходом генератора, выход (к+5)-го интегратора соединен с первыми входами всех умножителей к-й подгруппы второй группы, выходы всех умножителей второй группы являются с пятого по пятнадцатый выходами генератора, выход j-го разряда счетчика (j=) соединен со вторыми входами j-х умножителей всех подгрупп второй группы, выход первого разряда счетчика соединен с первыми входами первого и второго сумматоров по модулю два второй группы, вторые входы которых соединены соответственно с выходом третьего разряда счетчика и выходом второго сумматора по модулю два первой группы, выход третьего разряда счетчика и выход второго сумматора по модулю два соединены соответственно с вторыми входами третьего и шестого умножителей третьей подгруппы второй группы соответственно, выход первого сумматора по модулю два первой группы соединен с вторыми входами третьего умножителя второй подгруппы и четвертого умножителя третьей подгруппы второй группы, вторые входы пятого и седьмого умножителей которой соединены с выходами первого и второго сумматоров по модулю два второй группы соответственно.

Генератор ортогональных квадратичных сигналов, предназначенный для формирования шестнадцати квадратичных сигналов, представленных на фиг.1, представлен на фиг. 2. Он содержит тактовый генератор 1, пятиразрядный двоичный счетчик 2, четыре сумматора 3 по модулю два первой группы, первый интегратор 4 и четыре умножителя 5 первой группы. При этом выход тактового генератора 1 соединен со входом счетчика 2, выходы i-го и (i+1)-го разрядов которого (i=) соединены с входами i-го сумматора 3 по модулю два первой группы. Кроме того, генератор содержит со второго по восьмой интеграторы 4, два сумматора 3 по модулю два второй группы и одиннадцать умножителей 5 второй группы по 2^к-1 умножителей 5 в к-й (к=) подгруппе. При этом выход i-го сумматора 3 по модулю два первой группы соединен с входом i-го интегратора 4, выход которого соединен с первым входом i-го умножителя 5 первой группы, второй вход которого соединен с выходом i-го разряда счетчика 2, а выход i-го умножителя 5 первой группы соединен со входом (i+4)-го интегратора 4, выход которого соединен с i-м выходом генератора. Выход (к+5)-го интегратора соединен с первыми входами всех умножителей 5 к-й подгруппы второй группы. Выходы всех умножителей 5 второй группы являются с пятого по пятнадцатый выходами генератора. Выход j-го разряда счетчика 2(j=) соединен с вторыми входами j-х умножителей всех подгрупп второй группы. Выход первого разряда счетчика 2 соединен с первыми входами первого и второго сумматоров 3 по модулю два второй группы, вторые входы которых соединены соответственно с выходом третьего разряда счетчика 2 и выходом второго сумматора 3 по модулю два первой группы. Выход третьего разряда счетчика 2 и выход второго сумматора 3 по модулю два соединены соответственно с вторыми входами третьего и шестого умножителей 5 третьей подгруппы второй группы соответственно. Выход первого сумматора 3 по модулю два первой группы соединен с вторыми входами третьего умножителя 5 второй подгруппы и четвертого умножителя 5 третьей подгруппы второй группы, вторые входы пятого и седьмого умножителей 5 которой соединены с выходами первого и второго сумматоров 3 по модулю два второй группы соответственно.

Генератор, представленный на фиг. 2, функционирует следующим образом. В момент начала его работы тактовые импульсы с выхода тактового генератора 1 поступают на вход пятиразрядного двоичного счетчика 2, который генерирует сигналы Радемахера R₁,R₂,R₃,R₄,R₅, подающиеся на сумматоры 3 по модулю два первой группы. С выходов сумматоров 3 по модулю два первой группы снимают сигналы Уолша, подлежащие интегрированию на первых четырех интеграторах 4, с выходов которых снимают кусочно-линейные ортогональные сигналы, которые поступают на первые входы знаковых перемножителей 5 первой группы, вторые входы которых соединены с выходами разрядов счетчика 2. Полученные таким образом сигналы поступают на пятый, шестой, седьмой и восьмой интеграторы 4, с выходом 6,7,9 и 13 которых снимают ортогональные квадратичные сигналы, занимающие вторую, третью, пятую и девятую позиции на фиг. 1. Эти сигналы, кроме первого, являются исходными для получения недостающих квадратичных сигналов, которые получаются при прохождении знаковых перемножителей 5 трех подгрупп второй группы знаковых перемножителей. Соответственно с выхода 8 снимают сигнал, занимающий четвертую позицию на фиг. 1, с выходов 10, 11, 12 снимают сигналы, занимающие шестую, седьмую и восьмую позиции на фиг. 1. Аналогичным образом с выходов 14-20 снимают сигналы, занимающие десятую, одиннадцатую, двенадцатую, тринадцатую, четырнадцатую, пятнадцатую и шестнадцатую позиции на фиг. 1. Через тридцать два такта генератор возвращается в исходное состояние.

Из изложенного следует, что предложенный генератор позволяет получить полную ортогональную систему из пятнадцати квадратичных сигналов. Следовательно поставленная в изобретении цель выполнена в полном объеме.

Формула изобретения

ГЕНЕРАТОР ОРТОГОНАЛЬНЫХ СИГНАЛОВ, содержащий тактовый генератор, пятиразрядный счетчик, четыре сумматора по модулю два первой группы, первый интегратор и четыре умножителя первой группы, причем выход тактового генератора соединен с входом счетчика, выходы i-го и (i + 1)-го разрядов которого соединены с входами i-го сумматора по модулю два первой группы, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет формирования полной системы квадратичных сигналов, он содержит с второго по восьмой интеграторы, два сумматора по модулю два второй группы и одиннадцать умножителей второй группы по 2^k - 1 умножителей в k-й подгруппе причем выход i-го сумматора по модулю два первой группы соединен с входом i-го интегратора, выход которого соединен с первым входом i-го умножителя первой группы, второй вход которого соединен с выходом i-го разряда счетчика, а выход i-го умножителя первой группы соединен с входом (i + 4)-го интегратора, выход которого соединен с i-м выходом генератора, выход (k + 5)-го интегратора соединен с первыми входами всех умножителей k-й подгруппы второй группы, выходы всех умножителей второй группы являются с пятого по пятнадцатый выходами генератора, выход i-го разряда счетчика соединен с вторыми входами j - х умножителей всех подгрупп второй группы, выход первого разряда счетчика соединен с первыми входами первого и второго сумматоров по модулю два второй группы, вторые входы которых соединены соответственно с выходом третьего разряда счетчика и выходом второго сумматора по модулю два первой группы, выход третьего разряда счетчика и выход второго сумматора по модулю два первой группы соединены соответственно с вторыми входами третьего и шестого умножителей третьей подгруппы второй группы соответственно, выход первого сумматора по модулю два первой группы соединен с вторыми входами третьего умножителя второй подгруппы и четвертого умножителя третьей подгруппы второй группы, вторые входы пятого и седьмого умножителей которой соединены с выходами первого и второго сумматоров по модулю два второй группы соответственно.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2