Генератор функций уолша

Союз Советских

Социалистических

Республик (в 840854

ОП ИСАНИЕ1

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дололмительмое к авт. свил-ву (22) Заявлено 2 l.07.78 (21) 264740 l/ l8-24 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет

Опубликовано 23,06.8 l. Бюллетень,% 23

Дата опубликования описания 26.06.8 l (5l)M. Кл.

606 Г l/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 68l. .325(088.8) Г

В. Т. Кондратов и Т. С. Гаипназаров

1:Ордена Ленина институт кибернетики А

Украинской CCP (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР ФУНКБИЙ УОЛША

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении анализаторов спектра диапазонов низких и инфранизких частот, функциональных преобразователей и т.д.

Известен генератор функций Уолша, содержащий счетчик, группу дифференцируюших элементов, блок элементов ИЛИ, группу триггеров и блок пьезотрансформаторов L ll

Недостатком генератора является пониженная точность формирования функций

Уолша.

Наиболее близким по технической суш15 ности к предлагаемому является генератор функций Уолша, содержащий группу триггеров, счетные входы которых, кроме первого и второго триггеров, подкл1очены к выходам соответствующих элементов

ИЛИ, а выходы всех триггеров являк1тся выходами генератора функций Уолша, причем входы элементов ИЛИ подключены к выходам дифференцируюших элемен2 тов, входы которых соединейы с выходами соответствующих разрядов счетчика, подключенного счетным входом к выходу генератора тактовых импульсов,а выходами разрядов — к счетным входам соответствующих триггеров группы триггеров 1.2l

Недостатком известного генератора является пониженная точность формирования функций Уолша, обусловленная, в частности,нестабильностьюи непомохоустойчивостью работы дифференцируюших элементов.

Бель изобретения — повышение точности формирования функций Уол1аа.

Бель достигается тем, что генератор функций Уолша, содержащий группу триг.т еров, счетные входы которых, кроме первого и второго триггера, подключены к выходам соответствующих элементов ИЛИ, а выходы всех триггеров являются выходами генератора функций Уолша, дополнительно введены группа компараторов, делители напряжения, сумматор, фазосдвигающий элемент и генератор гармощтческого напряжения.

3 8408 подключенный выходом к первому входу сумматора, первым входом первого,. второго третьего и четвертого компараторов и через фазосдвигающий элемент к первым вкодам пятого, шестого и седьмого комl

5 параторов, второму входу четвертого компаратора и второму входу сумматора, соединенного выходом с первым входом восьмого компаратора, вторыми. входами первого и пятого компараторов и входами 1О двух, делителей; напряжения, выход первогс из которых подключен к вторым входам второго и седьмого компараторов, а выход второго делителя напряжения — к вторым входам третьего и шестого компараторов, 15 причем второй вход восьмого компаратора соединен с шиной нулевого потенциала, счетный вход первого триггера подключен к выходу пятого компаратора, счетный вход второго триггера соединен с выхо- 20 дом третьего компаратора, входы первого элемента ИЛИ .подключены к выходам третьего и пятого компараторов, входы второго элемента ИЛИ соединены с выходами первого и шестого компараторов, вхо 25 ды третьего элемента ИЛИ подключены к выходам первого, пятого и шестого компараторов, входы четвертого элемента

ИЛИ соединены с выходами первого, третьего и шестого компараторов, входы пя- 50 того элемента ИЛИ подключены к выходам первого, третьего, пятого и шестого компараторов, входы шестого элемента

ИЛИ соединены с выходами второго, четвертого, седьмого и восьмого компарато- И ров, входы седьмого элемента ИЛИ подклю чены к выходам второго, четвертого, пятого, седьмого и восьмого компараторов, входы восьмого элемента ИЛИ соединены с выходами второго, третьего, четверто- <о го, седьмого и восьмого компараторов,. входы девятого элемента ИЛИ подключены к выходам второго, третьего, четвертого, пятого, седьмого и восьмого компараторое, входы десятого элемента ИЛИ, соединены с. выходами первого, второго, четвертого, шестого, седьмого и восьмого компараторов, входы одиннадцатого элеМента ИЛИ подключены к выходам всех компараторов, кроме третьего компаратора, а входы двенадцатого элемента ИЛИ соединены с выходами всех компараторов.

На фиг. 1 изображена блок-схема генератора функций Уолша (для случая генерации <4 функций Уолша); на фиг-. 2 временные диаграммы работы.

Генератор функций Уолша (для случая формирования 14 функций Уолша) содержит

I генератор 1 гармонического напряжения, фазосдвигакиций элемент 2, сумматор 3, первый и второй делитель 4 и 5 напряжения, компараторы 6-1З, элементы

ИЛИ 14-25 и группы триггеров 26-39.

Выход генератора l подключен к первому входу сумматора 3, первым входом первого, второго, третьего и четвертого компараторов 6, 7, 8, и 9 и через фа- создвигающий элемент 2 — к первым входам пятого, шестого и седьмого ком- параторов 10, 1 l и l2, второму входу четвертого компаратора 9 и второму входу сумматора 3. Сумматор 3 соединен выходом с первым входом восьмого компаратора 13, вторыми входами первого и пятого компараторов 6 и 10 и входами двух делителей 4. и 5 напряжения. Выход первого делителя 4 подключен к вторым .входам второго и седьмого компараторов 7 и l2, а выход второго делителя 5 — к вторым входам третьего и шестого компараторов 8, ll. Второй вход компаратора 13 соединен с шиной нулевого потенциала. Счетный вход первого триггера 26 подключен к выходу компаратора 10, а счетный вход второго ,триггера 27 — к выходу компаратора 8.

Счетные входы остальных триггеров 2839 подключены к выходам соответствующих элементов ИЛИ 14-25. Входы первого элемента ИЛИ 14 подключены к выходам компараторов 8 и10, входы второго элемента ИЛИ l5 соединены с выходами компараторов 6 и 1 1, входы третьего элемента ИЛИ 1.6 подключены к выходам компараторов 6, 10 и 11, входы четвертого элемента ИЛИ 17 соединены с выходами компараторов 6, 8 и l l,,âêîöû пя.

I того элемента ИЛИ 18 подключены к выходам комнараторов 6, 8, 10 и ll, входы. шестого элемента ИЛИ 19 соединены с выходами компараторов 7, .

9, 12 и 13, входы седьмого элемента

ИЛИ 20 подключены к выходам компараторов 7, 9, 10, 12 и l3, входы восьмоА го элемента ИЛИ 21 соединены с выхо. дами компараторов 7, 8, 9, 12 и 13, входы девятого элемента ИЛИ 22 подключе4 ны к выходам компараторов 7 - l0, l2 и l3; входы десятого элемента ИЛИ 23 соединены с выходами компараторов 6, 7

9 и Хl-i3, входы одиннадцатого элемента ИЛИ 24 подключены к выходам. компараторов 6,7 и 9-13, а входы две-. надцатого элемента ИЛИ 25 подключены к выходам компара торов б-l3.

Работает генератор функций Уолша следующим образом, С помощью генера5 840 тора 1. формируется первое (опорное) гармоническое напряжение UP) U,(t) = U siè Nt, где U -; у - круговая час то та; t — время.

Затем формируется второе гармоническое напряжение путем сдвига с помощью элемента 2 первого напряжения на время,: равное периоду Т„;,„„ генерируемой функции Уолша наибольшей частоты

Upi<) = О и si и (+t 1 ) у

U< (tp) = Kg< "z < р), .где ((,1 1- — фазовый сдвиг напряжения.

После этого формируется третье гармоническое напряжение Ug (t) путем суммир вания на сумматоре 3 и первого . и второго напряжений

Далее формируются четвертое и пя- тое гармонические напряжения

U>„(t) и U (6)путем деления амплитуды третьего напряжения делителями 4 и 5.

Ug, (t) = U (t)

Uqz ft) = р U (4) где К g — коэффициенты уменьшения

2 9а амплитуды четвертого и пя того напряжений делите» лями 4 и 5.

По полученному ряду гармомических напряжений в моменты времени, соответствуюшие равенству, друг другу их мгновенных значений, формируются импульсы (остроконечные) исходных последовательностей импульсов. На фиг. 2 точки

t t4„- ., соответствующие моментам времени формирования исходных последовательностей импульсов, определяются следующим образом, l) ТОчки о, э, .. ° определяются с помощью компаратора l0 как моменты совпадения мгновенных знаЕ

-чений второго и третьего напряжений

ux.ft ) = u, « ).

Откуда t = К â€”"

7) Точки, 8 6,14, 44 .:. Опре деляются компаратором 1 l и соответствуют совпадению мгновенных значений второго

40 В пятого напряжений, откуда

1, =„— (зт+кФ).

8) Точки - .„, Y =7,15, 23... определяются компаратором l2 и соответ45 ствуют равенству мгновенных значений второго и четвертого напряжений, отку4 = (г

Следует отметить, что точки 1, t>,, t .... могут быть также получены из условия совпадения мгновенных значений первого и четвертого напряжений при соответствующем образом заданном коэффициен те К, 55 (Сформированные остроконечные импуль-сы с выходом компараторов О-13 логи. ески суммируются по определенным: ра вилам на элементах ИЛИ 14 — 25 и посту 0 (t) = Ц (4) " Од() =2(б,„сом +

Ю гдеК=О, 1, 2...

2) Точки „,, и =l,9,17... определяются компаратором l3 как момевты перехода через нуль третьего напряжения, — (+ + +кЧ ) 854

3) Точки t„, и 2, 10, 18, 26, определяются с помощью компаратора 6, как моменты совпадения мгновенных значений первого и третьего напряжений, 5 уд 3 (y Kg)

4) Точки. 1, р= З,l l;l9" определяются компаратором 7 и соответствуют моментам совпадения мгновенных значений первого и четвертого напряжений причем для выполнения равенства

15 (,э Р, ) необходимо К делителя 4- выбирать из условия

UÄ ft,> u s«Vk

3 цх f tp) 2lJ сОь s sjg(c04p г ) щ B частности, при ормировании 14 функций

Уолша и 45 получим k c 0,7.

5) Точки t, g 4,12... определяются компаратором 8 как моменты совпадения мгновенных значений первого

25 и пятого напряжений, откуда

= + (29 - К Vi), Прйчем коэффициент Kq делителя 5 определяют аналогично К „и, в частности. для случая формирования 14 функций

Зо Уолша и $ =45 имеем Ку4 =0,6.

6) Точки 6, г = 5,13 .... определяются компаратором 9 и соответствуют совпадению мгновенных значений первого и второго напряжений, откуда

35 f = — (+k ) 7 84085 пают на счетные входы григгеров 26З9

9, преобразующие эти импульсы в выходные значения генерируемых функций

Уолша.

Таким образом, предлагаемый генера5 тор Уолша позволяет по сравнению с известным, за счет исключения операций дифференцирования, повысить точность формирования функций Уолша. Дополнитель-, ным преимушеством предлагаемого гене10 ратора функций Уолша является простота его использования в низкочастотных и инфранизкочастотных анализаторах спект- ра параллельного действия. В этом слу- . чае привязка частоты и фазы выходных

15 сигналов генератора функций Уолша к частоте и фазе исследуемого сигнала обеспечивается использованием в качестве генератора 1 опорного ргармонического напряжения управляемого генератора с 1о петлей автоподстройки частоты и фазы.

4 8 паРаторов, а выход второго делителя На пряжения — к вторым входам третьего и шестого компараторов, причем второй вход восьмого компаратора соединен с шиной нулевого потенциала, счетный вход первого триггера подключен к выходу пятого компаратора, счетный вход второго триггера соединен с выходом третьего

I компаратора, входы первого элемента ИЛИ подключены к выходам третьего и пятого

KoMIIapaTopoB входы второго элемента ИЛИ соединены с выходами первого и шестого компараторов, входы третьего элемента

ИЛИ подключены к выходам первого, пятого и шестого компараторов, входы четвертого элемента ИЛИ соединены с выходами первого, третьего и шестого компараторов, входы пятого элемента ИЛИ подключены к выходам первого, третьего, пятого и шестого компараторов, входы шестого элемента ИЛИ соединены с выходами второго, четвертого, седьмого и восьмого компараторов, входы седьмого элемента ИЛИ подключены к выходам второго, четвертого, пятого, седьмого и восьмого компараторов, входы восьмого элемента ИЛИ соединены с выходами второго, третьего, четвертого, седьмотъ и восьмого компараторов, входы девятого элемента ИЛИ подключены к выходам второго, третьего, четвертого, пятого, --./.- . седьмого и восьмого компараторов,входы десятого элемента ИЛИ соединены с выходами первого, второго, четвертого,шестого, седьмого и восьмого компараторов, входы одиннадцатого элемента ИЛИ под-. ключены к выходам всех компараторов, кроме третьего компаратора, а BxollbI двенадцатого элемента ИЛИ соединены с выходами все х ком пара торов.

Формула изобретения

Генератор функций Уолша, содержащий группу триггерав счетные входы которых, кроме Первого и второго триггеров, подключейы к выходам соответствуюших элементов ИЛИ, а выходы всех тригге30 ров являются выходами генератора функций Уолша, о т л и ч а ю ш и и 8 я тем, что, с целью повышения точности формирования функций Уолша, в него дополнительно введены группа компараторов, делите35 ли напряжения, сумматор, фазосдвигаюший элемент и генератор гармонического напряжения, подключенный выходом к первому входу сумматора, первым входом первого, второго, третьего и четвертого компараторов и через фазосдвигающий элемент — к первым входам пятого, шестого и седьмого компараторов, второму входу четвертого компаратора и второму входу сумматора, соединенного выходом с первым входом восьмого компаратора, вторыми входами первого и пятого компараторов и входами двух делителей напряжения, выход первого из которых подключен к вторым входам второго и седьмого комИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

Уп 571802, кл. G 06 F 1/02, l976.

2..Авторское свидетельство СССР

Мд 424134, кл. 6 06 Г 1/02, l972 (прототип) .