Цифровой нерекурсивный фильтр

Цифровой нерекурсивный фильтр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретенияповышение точности фильтрации. Фильтр содержит регистры 1 и 3 сдвига, блок задержки 2, накапливающие сумматоры 4 и 5, умножители 6 и 7, блок памяти 8 приращений, блок памяти 9 знаков коэффициентов и блок синхронизации 10. Алгоритмом работы данного фильтра является модифицированный алгоритм свертки. Для формирования каждого выходного отсчета в фильтре из выборок входных сигналов, не соответствующих нулевым значениям коэффициентов фильтрации, формируются произведения на знаки соответствующих коэффициентов. Из них формируются Р частичных сумм входных выборок, которые умножаются на соответствующие приращения коэффициентов, и результаты складываются. Приращения коэффициентов определяются из ряда ненулевых коэффициентов фильтрации. Цель достигаетсся введением регистра 1 и блока задержки 2. Фильтр по п. 2 ф-лы отличается выполнением блока синхронизации 10, дана его ил. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19! (!11 (5D 4 Н 03 Н 17/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4306092/24-09 (22) 14,09.87 (46) 30.05.89, Бюл. Р 20 (71) Винницкий политехнический институт (72) С.Л.Титов, А,.И.Власюк, Т.В.Лесниченко и Е,Н.Òèòîâà (53) 621,32 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1124430, кл. Н 03 Н 17/06, 1983. (54) ЦИФРОВОЙ НВРЕКУРСИВНЬЙ ФИЛЬТР (57) Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения — повышение точности фильтрации. Фильтр содержит регистры 1 и 3 сдвига, блок задержки 2, накапливающие сумматоры

4 и 5, умножители 6 и 7, блок памяти

8 приращений, блок памяти 9 знаков

2 коэффициентов и блок синхронизации

10. Алгоритм работы данного фильтра является модифицированный алгоритм свертки. Для *ормирования каждого выходного отсчета в фильтре из выборок входных сигналов, не соответствующих нулевым значениям коэффициентов фильтрации, формируются произведения на знаки соответствующих коэффициентов. Из них формируются Р частичных сумм входных выборок, которые умножаются на соответствующие приращения коэффидиентов, и результаты складываются. Приращения коэффициентов определяются из ряда ненулевых коэффициентов фи;,ьтрации, Пель достигается введением регистра 1 и блока задержки 2, 1 з,п„ ф-лы, 2 ил.

sing(a;) х „; (2) м м

Ьа.

j=o i=j

sing(a )х „;, з 148360

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах цифровой обработки инАармации.

Цель изобретения — повышение точности Аильтрации, 5

На Аиг, 1 представлена электрическая структурная схема циАрового нерекурсивного Аильтра; на Аиг. 2— схема блока синхронизации. 1О

Цифровой нерекурсивный фильrp (фиг.1) содержит второй регистр 1 сдвига, блок 2 задержки, первый регистр 3 сдвига, первый 4 и второй 5 накапливающие сумматоры, умивжитель

6, умножитель 7 на 11, блок 8 памяти приращений, блок 9 памяти знаков ко-, эАфициентон, блок 10 синхронизации, тактовый выход 11 адресный выход 12 и установочный выход 13 блока синхро- 20 низации, вход 14 и выход 15 цифрового нерекурсивного фильтра.

Блок 10 синхронизации (фиг.2) содержит генератор 16 тактовых импульсов, счетчик 17 импульсов, дипифра- 25 тор 18 нуля, элемент 19.

Представленное на фиг. 1 соединение второго 1 и первого 3 регистров с блокам 2 задержки выполнено для частного случая цифрового нерекурсивнаго фильтра 10-го порядка, у которого первый, третий, седьмой и девятый коэфАициенты Аильтрации равны нулю.

ЦиАровой нерекурсивний фильтр раба-35 тает следующим образом.

Для определения алгоритма его работы исходным является модифицированный алгоритм сверки

45 где 7 „ — значение выходных отсчетов;

11 — порядок Аильтра;

Да)

=я: -.а — малоразрядные приращения

3- каэфАициентов Аильтрации а1= (яо= яо)3 значение (n-i)-га отсчета выходного сигнала, Если из множества коэААициентов фильтрации а., где j = О...М, исклюj Ф

В чить коэфАициенты с нулевыми значениями, которые имеют номера j,, а из множества входных выборок х „,, где

= О...И, исключить выборки, саат8

Д ветствующие коэААициентам фильтрации с нулевыми значениями, т.е. коэААициентам с номером j, та выражение (1) принимает нид где j — номера каэАфициентон Аильтрации, равных нулю, Для определения Y „ потребуется

Р = И-1< интеряций умножения и суммирования н накапливающих сумматорах, где 11 — порядок Аильтра; к — количества каэААициентон Аильтрации, равных нулю.

Из выражения (2) видно, что для

Аормировяния каждого выходного отсчета необходимо из ньбс.р. к нха;.ччх сигналов, не саатнетствуюших нулевым значениям коэААициентан фильтрации, сформировать произведения ня знаки соответствующих коэффициентов, из которых затем сАop раз:=" .Р частичных сумм входных выборок, умножить их на соответствующие приращения казфАициентон и результаты i- ToxHTb °

Приращения коэффициентов определяются из ряда ненулевых коэААициентов фильтрации., Второй регистр 1 сдни: а состоит из М последовательно соединенных эле меитон памяти и осуществляет хранение, запись оциАронанной выборки входной информации х„ и сдвиг хранящейся информации. Первый регистр 3 осуществляет хранение и сдвиг введенной н него ииАормации н каждом такте вычисления входного отсчета. В блоке

9 памяти знаков коэАфициентов хранится информация о знаках коэАфициентов фильтрации не равных О. В блоке 8 памяти приращений коэффициентов хранятся приращения коэффициентов без учета коэффициентов Аильтряции с нулевыми значениями„ Умножитель 7 ня +1 предназначен д,"..; выполнения оцифрованных выборок на знаки соответствующих коэАфициентан,. Первый накапливающий сумматор -, предназначен для накапливания произведений н ниде частичных сумм (вторая сумма н выражении (2)), Умнажитель 6 Аормирует произведение малоразрядных приращений коэААициентов, хранящихся н блоке 8, на частичные суммы, полученные н первом накапливающем сумматоре 4. Б", оной накяпли5 14836 вающий сумматор 5 накапливает произведения, полученные в умножителе 6, и Аормирует выходной отсчет фильтра в соответствии с выражением (2). Для ч этого в начале каждого цикла вычисле- .ния на установочном выходе 13 блока

i0 синхронизации Аормируется сигнал установки. По этому сигналу, поступающему на вход разрешения параллельной 10

--записи первого регистра 3, происходит запись значения текущего входного отсчета х регистра 3 и параллельная запись выборок входных сигналов, коэА-

Аициенты фильтрации которых не равны . О, в ячейки 2 — Р гервого регистра 3 из второго регистра 1 сдвига. По сигналу установки, поступающему на тактовый вход второго регистра 1 сдвига происходит запись значения текущего входного отсчета х . При этом значение х „ — (М+1) из второго регистра

1 сдвига выводится. Одновременно сигнал установки произнодит обнуление . первого 4 и второго 5 накапливающих 25 сумматоров.

Следующие за сигналом установки

Р тактовых сигналов, поступающих с тактового выхода 11 блока 10 синхро- 30 низации, поступающие на вход сдвига первого регистра 3, производят последовательный сдвиг оцифрованных выборок входного сигнала из первого регистра 3 и подачу их в умножитель 7

35 на +1. Считанные из первого регистра

3 выборки выводятся и теряются. Умножитель 7 на +1 производит умножение выборок входного сигнала, поступающих из первого регистра 3, на

40 знаки соответствующих коэфАициентов, которые хранятся в блоке 9 памяти знаков ко."-Афициентов и синхронно поступают на второй вход умножителя 7 на +i. Полученные произведения накап45 ливаются в первом накапливающем сумматоре 4 в виде частичных сумм, которые затем умножаются в умножителе 6 на малоразрядные приращения коэфАициентов, хранящихся B блоке 8 памяти . приращений коэффициентов и синхронно поступающих на второй вход умножителя

6. Вычисляемые произведения в течение Р тактов вычисления во втором накапливающем сумматоре 5 суммируются, а в конце последнего такта каждо=

ro цикла вычисления формируется .очередной отсчет выходного сигнала У„, поступаюший на выход 15 С приходом следующего входногo отсчета цикл пс вторяется.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Пирровой Hpðàêóðñèâíü:rr Аильтр, содержащий последовательно соединенные первый регистр сдвига, умножитель на +1, первый накапливающий сумматор, умножитель и второй накапливающий сумматор, выход которого является выходом циАрового нерекурсивного Аильтра, блок памяти приращений, выход которого соединен с вторым входом умножителя, блок памяти знаков коэААициентов, выход которого соединен с вторым входом умножителя на +1, а также блок синхронизации, тактовый выход которого соединен с тактовыми Бходами первого регистр» сдвига и первого и второго накапливающих сумматоров, установочный выход соединен с упрайляюшими входами первого и второго накаплинаюцих сумматоров,. а адресный выход соединен с адресными входами блока памяти приращений и блока памяти знаков коэфАициентов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности фильтрации, введены второй регистр сдвига и блок задержки, при этом установочный выход блока синхронизации соединен с тактовым входом зторого регистра сдвига и с входом разрешения параллельной зaïèñè первого регис,pa сднига, сигнальный вход второго регистра сдвига объединен с первым сигнальным входом первого регистра сдвига и является входом цифрового нерекурсивного Аильтра, выходы второго регистра сдвига, соответствующие ненулевым коэффициентам фильтрации, соединены через блок задержки с соответствующими входами первого регистра сдвига, 2, Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок синхронизации выполнен в виде последовательно соединенных генератора тактовых импульсов, счетчика импульсов, / выход которого является адресным выходом блока синхронизации, и деши*ратора нуля, выход которого является установочным выходом блока синхронизации, а также элемента запрета, инверсный вход которого соединен с выходом дешиАратора нуля, прямой вход соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выход является тактовым выходом блока синхронизации.

1483608

Фмй ° 2

Составитель Э.Борисов

Редактор Н.Киштулинец Техред И. Ходанич Корректор З.Лончакона

Заказ 2850/54 Тираж 884 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород„ ул. згарина„ 101