SU690492A1 - Цифровое устройство дл вычислени тригонометрических коэффициентов - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области вычислительной техники и автоматики и может быть использовано в анализаторах частотных характеристик случайных процессов и других вычислительных устройствах, использующих алгоритм Преобразовани  Фурье. Известно устройство дл  вычислени  тригонометрических коэффициентов, содержащее счетчик числа отсчетов, св занный с матрицей умножени , котора  св зана с накапливающим сумматором , выходы которого поступают на гибридный блок моделировани  функции синуса. Работой счетчика, матрицы умножени  и сумматора управл ет цифровой автомат управлени . - Генератор вычисл ет матрицу тригонометрических коэффициентов с переменным шагом по час тоте 1. Недостатком этого устройства  вл етс  низкое быстродействие, обусловленное тем, что дл  пол)п1ени  одного значени  тригонометрического коэффициента необходимо дев ть тактов работы цифрового автомата управлени . Наиболее близким по технической сущности к предложенному изобретению  вл етс  цифровое устройство дл  вычислени  тригонометрических коэффициентов, содержащее блок управлени , счетчик числа отсчетов, блок сдвига, накопительный сумматор, блок формировани  синуса , причем вьрсод счетчика числа отсчетов через блок сдвига подключен ко входу накопительного сумматора, вьисод которого подключен к первому входу блока формировани  синуса, второй вход которого  вл етс  информационным входом, а выход - выходом устройства, счетный вход счетчика числа отсчетов, управл ющий вход блока сдвига и управл ющие входы накопительного сумматора подключены к соответствующим выходам блока управлени  2. Недостатками данного устройства  вл ютс  невысока  точность и большое врем  получени  значений старших тригоиометрических коэффициентов , то есть низкое быстродействие. Цель изобретени  - повышение быстродействи .. Ноставленна  цель достигаетс  тем, что устрсйство содержит счетчик номера гармоник, перЬый и второй дополнительные счетчики, первый, второй и третий дешифраторы, причем установочные и счетные входы счетчика номера гармоник и первого дополнительного счетчика подключены к соответствующим выходам блока управлени , установочный и счетный входы второго дополнительного счетчика подключеньт соответственно к счетному входу счетчика числа отсчетов и установочному входу первого дополнительного счетчика, выходы счетчика номера гармоник первого и второго дополнительных счетчиков через первый, второй и третий деишфраторы сЫ ответственно подключены ко входам блока управлени ;

Устройстйо представлено на чертеже, где изображены счетчик номера гармоник 1, первый дешифратор 2, блок управлени  3, первый дополнительный счетчик 4, второй дешифратор 5, второй дополнительный счетчик 6, третий дешифратор 7, счётчик числа отсчетов 8, блок сдвига 9, накапливаюидай сумматор Ю, блок формировани  синуса 11, : , , Устройство работает cлeдyюtJIИм образом. Оно воспроизводит матрицу тригонометрических коэффициентов, соответствующую алгоритму (2), причем шаг квантовани  по переменный, т.е. величина К может измен тьс  не подр д (как у прототипа) от О до N или от m до N , а с нужным дл  статич ескйх исследований шагом. Величина шага может быть непосто нной и задаетс  как , где а О - т. Количество исследуемых гармоник или количест во строк в матрице задает счётчик 1. Устройство в6сщ оизводат йатрииу тригонометрических коэффициентов по столбцам. При вычислении последнего трт-онометрического коэффициента в столбце в деишфраторе 2 вырабатываетс  уеловне Р, по которому блок управлени  3 сбрасывает счетчики , б, сумматор 10 и прибавл ет единицу JB с етчйК 8. В счетчике 8 хранитс  номер очеред(юго столбца матрицы тригонометрических козффи1щентов. Вычисление происходит так, что дл  получени  следующего значени  аргумента тригонометрического коэффициента сохран етс  предыдущийаргумент и к нему прибавл етс  код, содержащий в счетчике 8, умноженный на вeличинJ.тeкyщeгo шага квантовани  по частоте 2 Ч . Дл  этого блок сдвига 9 по сигналу 2 передает в сумматор 10 содержимое счетчика 8 со сдвигом на ( разр дов влево, что соответствует умножетию на 2Н. Сигнаш 2 вырабатьшаетс  блоком управлени  в зависимости от состо ний счетчиков 6 н 4. Счетчик 6 эад:аех через дешифратор 7 текущую велиliffly шага 2, а счетвдк 4 обеспечювает нужное i колйчгестйо шагов данной величины   упрйЛ ет через блок 3переключением на сЛедук)щую величину шага. Таким образрм, п&сле прихода им пульса т на вь1ходе блока формировани  синуса находитс  соответствующее значение тригонометрического коэффициента. После вычислени  всех тригонометрических коэффициентов в. столбце , счетчики 4 и 6 устанавливаютс  в исходное положение,.

В процессе работы устройства на сумматоре 10 хранитс  аргумент текущего тригонометрического коэффициента, который подаетс  на блок формировани  синуса 11.

Точность вычислени  значений функции снНуса зависит от точности блока 11. Если моделирование осуществл етс  при помоцщ гибридкь1)( функциональных преобразователей, то может. быть достигнута точность пор дка 0,5%.

В результате проведенных испытаний в со ставе гибридного вычислительного комплекса дл  определени  статистических характеристик случайных процессов получено, что йспользрва ние йредлОженнбгб устройства уменьшает врем  йроведений статистических исследований по 32-м частотам в диапазоне от О до 1024 в. 32 раза, и позвол ет цёсти обработку данных в реаЛь ом масЩтабе в:ремени.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Цифровое устройство дл  вычислени  тригонометрических коэффициентов, содержащее блок управлени , счетчик числа отсчетов, блок сдвига, накопительный сумматор, блок формировани  синуса, причем выход счетчика числа отсчетов через блок сдвига подключен ко входу накопительного сумматора, выход которого подключен к первому входу блока, формировани  синуса, второй вход которого  вл етс  информационным входом, а выход - выходом устройства, счетный вход счетедка числа отсчетов , управлшощий вход блока сдвига и управл ющие входы накопительного сумматора подключены к соответствующим выходам блока управлени , отличающеес  тем, что, с целью повьпыени  быстродействи  устройства, оно с Держит счеттак номера гармоник, первый и второй дополнительные счетчики, первый, второй и третий дешифраторы, причем установочные и счетные входы счетчика номера гармоник и первого дополнительного счетчика подключены к соответствующим выходам 1блока управле ни , установочный и счетный входы второго дополнительного счетчика подключены соответственно к счетному входу счетчика числа отсчетов и установочному зхопу первого дополнительноtO счетчика, выходы счетчика номера гармоник первого и второго дополнительных счетчиков через первый, второй и третий дешифраторы соответственно подключены ко входам блОка управлени .

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Алексеев В.В.,Ершов Д.В., Недосекин Д.Д., Вейсов Е,А. Быстродействующий аналогоцифровой генератор тригонометрических коэффициентов дл  статических исследований/

   6904926V

   ВьгаислИтельНа . техника. Радиотехника, радиоизмерени , магнитные материалы, ч. 1, АН СССР. Сибирское отделение, Красно рск, 1974.
2. 2. Степащкйн А. И. Коршунов Ю, М. Дис5 кретный генератор синусоидальных сигналов. Известие ВУЗ, Приборостроение , № 4, 1967.

   cspoc :