ГЛАВА VI. ТЕХНИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ
§ 1. Введение
Эта глава посвящена технике выполнения преобразований Фурье, Уолша, Хаара и других родственных им преобразований, а также технической реализации фильтрации сигналов и реализации других функций, о которых говорилось в предшествующих главах книги. Сведения, которые здесь приводятся, должны дать представление о том, насколько развита сейчас техника выполнения рассматриваемых преобразований, используемая в области управления и связи, при обработке речевых сигналов и изображений, а также используемая в других областях, о которых пойдет речь в следующей гл. VII.
При описании технических средств, осуществляющих указанные преобразования, выделены две группы вопросов. Одни из них — это вопросы использования микрозлектронных устройств, которым посвящен § 2. Другие, затронутые в § 3, касаются принципов работы и применения устройств, содержащих оптические, акустооптические или оптоэлектронные элементы.
В отношении рассматриваемых в § 2 микроэлектронных устройств учитывалось, что основное место среди них сейчас занимают такие цифровые устройства, как микропроцессоры и ЭВМ, строящиеся на базе микропроцессоров. Было принято во внимание и то, что для выполнения преобразований, о которых здесь говорится, широко используются в последние годы и микроэлектронные устройства дискретно-аналоговой техники (здесь это ПЗС-устройства — приборы с зарядовой связью).
В § 2 первоначально приводятся краткие сведения о формах представления чисел и о квантовании чисел в цифровых устройствах. Это оказалось здесь необходимым, так как в гл. III была лишь описана дискретизация непрерывных сигналов и не затрагивались вопросы преобразования их к цифровой форме. При последующем рассмотрении микропроцессорных устройств и ЭВМ, выполняющих преобразования Фурье, Уолша, Хаара и производящих цифровую фильтрацию, значительное место отведено специализированным фурье-нроцессорам и уолш-процессорам. Так как почти исключительное применение получила реализация алгоритма БПФ, из числа фурье-процессоров описаны только БПФ-процессоры. Отмечено, что в связи с запросами практики построены и строятся сейчас такие процессоры многих типов. При подборе иллюстративных примеров
ставилось целью создать у читателя лишь общее представление об этой отрасли техники; более конкретные сведения можно получить из литературных источников, обзор которых приведен в конце главы. Уделено внимание функциональным узлам специализированных процессоров и ЭВМ (генераторы тригонометрических функций, генераторы функций Уолша и другие), описаны и устройства на ПЗС. Особо выделены вопросы устранения ошибок при выполнении преобразований и вопросы программного его обеспечения.
В § 3 сопоставлены оптические и микроэлектронные средства выполнения преобразований. Показано, как все рассматриваемые преобразования производятся оптическими элементами, а также и при применении других физических принципов. Приведены сведения об устройствах, при работе которых сигналы передаются поверхностными акустическими волнами; отмечено использование их в сверхбыстродействующих фурье-процессорах новых видов (аналоговые фурье-процессоры и фурье-процессоры комбинированного типа). Уделено также внимание другим устройствам и системам, в которых имеются совместно работающие электронные и оптические или иные элементы или функциональные блоки. К числу их относятся фурье-спектрометры, получающие широкое применение в различных отраслях науки и техники, о которых говорится в следующей главе.
В § 4 на основе анализа предшествующих этапов разработки и анализа современного состояния техники выполнения преобразований делаются выводы, касающиеся предполагаемых направлений дальнейшего ее развития.
Обзор литературы приведен в § 5.
