Генератор функций уолша

> с .Ф (6) ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено16.03.81 (21) 3261037/18-24 с присоединением заявки» (23) Приоритет

Опубликовано 07.10.82. Бюллетень»37 (5 I ) M. Кл.

G 06 F 1/02 (Ьоударстеенный комитет

СССР до делам нзоеретеннй н открытий (53) УДК681.3 (088.8 ) Дата опубликования описания 07.10.82

О. В. Григорьев, В. А. Кравец и А. Я. Шпипьберг и (72) Авторы изобретения

Харьковский ордена Ленина попитехнический институт им. В. И, Ленина (7 l ) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР ФУНКЦИЙ УОЛША

Изобретение относится к автоматике ,и вычиспитепьной технике, в частности к генераторам дискретных функций, и может быть использовано в системах передачи и обработки информации, при построении спектр-анапизаторов, цифровых фильтров, синтезаторов сложных сигналов, Известен генератор функций Уопша, содержаший генератор тактовых импульсов, счетчик, элементы И, сумматор по

MoAymo aaa и блоки преобразования кода функций Уопша в код Грея (1).

Недостатками данного генератора являются ограниченные функциональные возможности, поскольку в нем невозможно осуществить фазовый сдвиг функций Уопша.

Наиболее близким техническим решением к изобретению явпяется генератор функций Уопша, содержаший генератор 2о тактовых импупьсов, два счетчика, элементы И, сумматор по модупю два f2), Недостатком известного генератора функций Уолша явняется то, что он re2 нерирует симметрическую матрицу функций Уопша только при напичии на всех управпяюших входах логической "1, т.е. когда С С1- ... = C„ = 1. При других управляющих наборах генерируются ассиметрические матрицы. Однако при решении задач обработки информации и спектрального анализа сигналов жепатепьно иметь симметрические матрицы функций Уопша, Так, прямое и обратное дискрет иое преобразование Уопша-Фурье произвольной дискретной функции Е(1 ) описывается в матричной форме =%Е, где f u F - вектор-столбцы исходной функции и ее спектра соответственно

I=Ill(()), f (<), ... „Е (н- )(Р=нр(0), F(1), .; F(N-1)!!т, 4/ - ортогональная матрица функций

Уопша размером Nх й.

При я=®т, т.е. когда матрица.%Ч является симметрической, процедура перехода от раэпожения исходной функции в баэи- .

3 364615 4 се уолша к ее восстановлению заметно )=2-:(п-1), состоит из триггера, трех проще, так ак как используется одна и та сумматоров по модушо два и элемента И, же матрица функций Уолша. С точки эре- причем инверсный выход триггера 1-го ния апларатурной реализации использова- разряда подключен к первым входам перние симметрической матрицы % позво- 5 иого и второго сумматоров по модулю два ляет применить один и тот же генератор j-го разряда, вторые входы первого и функций Уолша при разложении исходного второго сумматоров по модулю два j -го сигнала и при его восстановлении. разряда являются соответственно первым

11елью изобретения является расшире» и.вторым управляющим входом 1-ro разние функциональных возможностей генера- 10 ряда счетчика, выходы первого и второго тора функций Уолша, состоящее a,,aoýìoæ- сумматоров по модулю два -го разряности генерирования симметрических мат- да подключены к первым входам тре риц функций Уолша. тьего сумматора по модулю два и элеПоставпенная цель достигается тем, мента И -го разряда, выход третьего что генератор функций Уолша, содержа- 15. сумматора по модулю два j -го разряда ший генератор тактовых импульсов, два является дополнительным выходом j -го и -разрядных счетчика (n - порядок си- разряда и подключен к информационному стемы функций Уолша)> и элементов И, входу триггера -го разряда, и -й разсумматор по модулю два, причем вы- ряд первого и второго счетчиков состоит ход генератора тактовых импульсов под- 20 из триггера и двух сумматоров по модуключен к счетному входу первого счетчи- лю два, причем инверсгый выход триггека, (2 -1)-й и 21-й, где i= 1-(n-l), ра и -го разряда подюпочен к первому управляющие входы генератора функций входу первого сумматора по модулю два

Уолша подключены соответственно к пер- h-го разряда, второй вход сумматора по вому и второму управляющим axoAaM i-го И модулю два n»ro разряда является упраэ яда первого счетчика (2n-1)-й уп- равляюшим входом и -го разряда соотP равляюший вход генератора функций Уол- ветствуюшего счетчика, выход первого ша подключен к управляющему входу и-го сумматора по модулю два и -го разряда разряда первого счетчика, выходы одно- подключен к первому входу второго сумименных разрядов первого и второго счет-З0 матора по модулю два и-го разряда, вычиков подключены к входам соответствук - ход которого является дополнительным щего элемента И, выходы элементов И выходом п-го разряда соответствуюше- . подключены к входам сумматора по моду- го счетчика и подключен к информапионлю два, выход которого является выходом ному входу триггера и -го разряда, вы-, генератора функций Уоллеса, содержит и -1 ходы первого и второго сумматоров по элементов ИЛИ, причем первый вход пер«модулю два первого разряда в каждом из вого элемента ИЛИ подключен к инверсно- счетчиков подключены ко вторым вхахаъг му выходу первого разряда первого счеч соответственно третьего сумматора по чика, первый вход 1-ro элемента ИЛИ, модушо два и элемента И второго разрякроме первого элемента ИЛИ, подключен pa,âûõîä элемента И и -ro разряда, где к выходу (i-1)-ro элемента ИЛИ, вто- Я -"2 (n-2), подключен к вторым вхорой вход 1-го элемента ИЛИ подключен дам. третьего сумматора по модулю два к дополнительному выходу (i+1)-го раз- и элемента И (R+1)-ro разряда, выход ряда первого счетчика, выход (n-1)-го элемента И (n-l)-го разряда подключен элемента ИЛИ подключен к счетному вхо- ко второму входу второго сумматора по

45 ду второго счетчика, управляющие входы модулю два n-ro разряда, выходы тригразрядов второго счетчика соединены с геров всех разрядов являются выходами управляющими входами одноименных раэ- разрядов соответствующих счетчиков, вхорядов первого счетчика. ды синхронизации всех триггеров, сойерК ме того первый разряд первого и жащихся в счетчике," объединены и подро

Ф

50 . второго счетчиков состоит из триггера и ключены к счетному ахоау соответствуюдвух сумматоров по модулю два, причем . щего счетчика. инверсный выход триггера подключен к На чертеже представлена функциональего информационному входу и к первым ная схема генератора функций Уолша. входам первого и второго сумматоров по Устройство содержит генератор 1 такмодулю два, вторые входы которых явля- товых импульсов, и -разрядные счетчики

55 ются соответственно первым и вторым 2 и 3, сумматоры 4 по модулю два, элеуправляюшим входом первого разряда, j-й менты И 5, элементы ИЛИ 6, элементы разряд первого и второго счетчиков, где И 7, сумматор 8 по модулю два, триг964615 геры 9. Соответствующие управляющие входы счетчиков 2 и 3 соединены между собой и являются управляющими входами генератора.

Устройство работает следующим об-. 5 разом.

Перед начапом работы счетчики 2 и 3 устанавливаются в исходное состояние.

Полученный со счетчика 3 двоичный код управпяет передачей двоичного кода, ге,нерируемого -счетчиком 2, на вход сумматора 8 по модулю два через эпементы

И 7. На выходе сумматора 8 по модушо два формируются функции Уолша со сдвинутыми фазами, образующие симметричес- 5 кую матрицу. Сдвигом фаз функций Уопша и порядком их следования можно управлять, меняя состояние управпяюших входов генератора. Так, для трехразрядных счетчиков 2 и 3 при C =Ñ =-СЗ=С = 20

"-С5=0 счетчики генерируют код аг аЗ

0 0 0

1 0 0

0 1 1 25

1 1 0

0 0 1

1 0 1

0 1. 0

1 1 1 50 где а — младший, а — старший разряды счетчиков 2 и 3.

На выходе сумматора 8 по модупю два при этом получают код, который после перекодировки 0 — ъ +1, 1 — ь -1» при.55 водит. к следующей симметрической матрице функций Уопша

+ + + + + + + +

1. Генератор функций Уопша, содержащий генератор тактовых импуньсов, два и -разрядных счетчика (и — порядок системы функций Уолша), р элементов И сумматор по модупю два, причем выход генератора тактовых импульсов подключен к счетному входу первого счетчика, (2i,1)-й и 21-й, где i =1+(п-l), управпяю щие входы генератора функций Уолша подключены соответственно к первому и вто55 рому управляющим входам 1 -го разряда первого счетчика, (2n-1 )-й управляющий .вход генератора функций Уопша подкпючен к управпяющему входу и -го разряда первого счетчика, выходы одноименных раза., 0

0

0

0

1 аз

0 0

0 1

1 0

1 1

0 . 1

0 0

1 1

1 0

В спучае С С1 СЗ С4 1, С -"0 счетчики

2 и 3 генерируют код

При этом матрица функций Уо ппа имеет вид

Нетрудно заметить, что матрицы (1) и (2) не эквивалентны, т.е. никакой перестановкой строк одной из матриц непьзя попучить другую, кроме того, они симметрические, т.е. g--9f

Преимушеством предлагаемого генератора является то, что бпагодаря возможности симметричного управпения фазой генерируемых функций и порядком их спе.дования достигается пучшее согласование системы базисных функций Уолша с

,конкретными требованиями решаемой заI I дачи, а следоватепьно, повышается точность решения. Кроме того, становится возможной повторяемость блоков генерации базисных функций Уопша в аппаратуре передачи и обработки информации, что способствует снижению затрат на ее разработку, изготовление и эксплуатацию.

При этом аппаратурные затраты возрастают несущественно, Разъединение соответствующих управляющих входов счетчиков позволяет независимо управлять фа зой генерируемых функций Уопша и порядком их следования, чем достигается расширение функционапьных возможностей по сравнению с известным генератором функций Уолша.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

No. 456268, кл. G 06 Р 1/02, 1973.

2, Авторское свидетепьство СССР по,заявке % 2906756/18-24, кл. С 06 Р 15/332, 1980, 7 9646 рядов первого и второго счетчиков подкпючены к входам соответствующего элемента И, выходы элементов И подключены к входам сумматора по модулю два, выход которого является выходом генера- 5 тора функций Уопша, о т и и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функ:циональных возможностей генера ора, а .именно обеспечение возможности reuepui рования симметрических матриц функций 10

Уолша, он содержит 11-1 эпементов ИЛИ, ;причем первый вход первого эпемента

ИЛИ подкпючен к инверсному выходу первого разряда. первого счетчика, первый вход i -ro эпемента ИЛИ, кроме перво- 15 го элемента ИЛИ, подкпючен к выходу (1-1)-ro элемента ИЛИ, второй вход i-го элемента ИЛИ подключен к допопнитеньному выходу (1+1)-го разряда первого счетчика, выход (и-1)«ro эпемента ИЛИ 20 подкпючен к счетному входу второго счетчика, управпяюшие входы разрядов второго счетчика соединены с управпяюшими входами одноименных разрядов первого счетчика. 25

2. Устройство по п. 1, о т и и ч аю ш э е с я тем, что первый разряд первого и второго счетчиков состоит из тригI гера и двух сумматоров по модулю два, причем инверсный выход триггера подкпю- Эр чен к его информационному входу и к первым входам первого и второго сумматоров по модупю два,вторые входы кото- . рых явпяются соответственно первым и вторым управляющим входом первого разряда, j --й разряд первого и второго счетчиков, где j =2- (и-1 ), состоит из триггера, трех сумматоров по модупю два и элемента И, причем инверсный выход триггера 1 -го разряда подкпючен к первым входам первого и второго суммато- ров по модулю два j -го разряда, вторые входы первого и второго сумматоров по модулю два j -го разряда являются соот» ветственно первым и вторым управляющим входом -го разряда счетчика, вых<ры первого и второго сумматоров по модупю два j-го разряда подкпючены к

15 8 первым входам третьего сумматора по модулю два и элемента И -ro разряда, вЫход третьего сумматора по модупю два

$ -го разряда явпяется допопнитепьным выходом j-го разряда и подкпючен к информационному входу триггера j -го разряда, п -й разряд первого и второго счетчиков состоит из триггера и двух сумматоров по модупю два, причем инверсный выход триггера п -ro разряда подключен к первому входу первого сумматора по модупю два и -го разряда, второй вход сумматора по модулю два и -го разряда является управляющим входом и -го раз-. ряда соответствующего счетчика, выход первого сумматора по модулю два и -го разряда подкпючен к первому входу второго сумматора по модупю два n -ro разряда, выход которого является дополнительным выходом и -го разряда соответствующего счетчика и подкпючен к информационному входу триггера и «го разряда„

Выходы первого и второго сумматоров по . модупю два первого разряда в KB?KAoM из счетчиков пЬдкпючены ко вторым входам соответственно третьего сумматора по. модупю два и эпемента И второго раз ряда, выход элемента И Р -го разряда, где Р =2-;(й-2), подкпючен ко вторым входам третьего сумматора по модупю два и элемента И (R+1)-ro разряда, выход эпемента И (n-1)-го разряда подкпю чен ко второму входу второго сумматора по модупю два и -го разряда, выходы триггеров всех разрядов явпяются .выходами разрядов соответствующих счетчиков, входы синхронизации всех тригге ров, содержащихся в счетчике, объединены и подкпючены к счетному входу соответствуюшего счетчика.