Рекурсивный цифровой фильтр Советский патент 1986 года по МПК H03H17/04 

Изобретение относится к цифровой обработке сигналов и может быть использовано в системах цифровой фильтрации, в автоматизированных радиотехнических комплексах обработки информации и. системах распознавания образов. Цель изобретения - повышение отношения сигнал/шум на выходе рекурсивного цифрового фильтра. На фиг. I приведена структурная схема рекурсивного цифрового фильтрй ; на фиг, 2 - его импульсная характеристика. Рекурсивнь1й цифровой фильтр содер жит сумматор 1, регистр 2 сдвига, ос новной умножитель 3, дополнительный умножитель 4, первую и вторую группы 5 и 6 элементов И, группу 7 элементов ИЛИ, третью группу 8 элементов И счетчик 9, дешифратор 10 и инвертор 11 . Рекурсивный цифровой фильтр работает следуюпшм образом. .На первую группу входо сумматора 1 , являкяцихся входом рекурсивного цифрового фильтра, поступает выборка сигнала U(nT(.) в виде М-разрядного двоичного кода. На группу вторых вхо дов сумматора 1 поступает выходной сигнал сумматора 1, прошедший через цепь положительной, задержанной на период дискретизации Та обратной свя зи с результирующим коэффициентом пе редачи . В результате сложения на выходе сумматора 1 имеем вых(. t(n-l)Tj, (1 . где п - номер отсчета.

Суммарный сигнал с выходов сумматора 1 поступает одновременно на первые входы элементов И третьей группы 8, на входы регистра 2, С выходов регистра 2 задержанный на период дискретизации Тл суммарный сигнал последовательно проходит через основной перемножитель 3, где умножается на коэффициент Ро 1, и дополнительный умножитель 4, где умножается на коэффициент р, 1,. Сигнал с выходов основного умножителя 3 поступает на первые входал элементов И второй группы 6, а с выходов .дополнительного умножителя 4 - на первые входы элементов И первой группы 5. На вторые входы элементов И первой и второй групп 5 и 6 поступают управляющие сигналы с первого выхода дешифратора 10 который управляется выходными

ет значение (

.Ti

/З..(1;)ехр фп1-).

(3)

Счетчик 9 имеет п состояний, которые дешифрирует дешифратор 10. Каждому состоянию счетчика 9 соответствует определенный выход дешифратора 10, причем если счетчик имеет К-е состояние, то на соответствующем К-ом выходе убудет уровень управляющего сигнала, противоположный уровню на о ;тальных выходах. Дешифратор 10 так подключает выходы элементов И первой и второй групп 5 и 6, что в моменты времени, кратные целым знаNчениям - т, с учетом задержки сигп

нала на один период дискретизации на группу вторых входов сумматора 1 проходит сигнал Uj,, 1, /Зр , прошедший сигналами счетчика 9. На вход счетчика 9 поступают тактовые импульсы, следующие с частотой дискретизации Fg --. .Управляющий сигнал на вторые 9 входы элементов И первой группы 5 поступает непосредственно с первого выхода дешифратора 10, а на вторые входы элементов И второй группы 6 через инвертор 11, поэтому при прохождении сигнала через одну группу элементов И (например 5) другая группа элементов И(6) закрыта и сигнал через нее не проходит. Выходы элементов И первой и второй rpjmn 5 и 6 поразрядно через группу элементов ИЛИ 7 подключены к группе вторых входов сумматора 1. Управляющие сигналы к группам 5,6 и 8 элементов И подаются в соответствии с алгоритмом работы счетчика 9 и дешифратора 10. Он состоит в следующем, Пусть иа вход нерекурсивного цифрового фильтра поступает N отсчетов входного сигнала, количество которых в m раз превьшгает количество отсчетов п, оптимально обрабатываемых фильтром первого порядка. Число отсчетов п связано с коэффициентами фильтра К и А, формулой /iofi.l. (2) где ftg - коэффициент основного умножителя31 - коэффициент дополнительного умножителя 4/,/ 1. Оптимапьньш выбор ji, соответствует равенству /i, п, тогда коэффициент /ig на основании формулы (2) имечерез основной и дополнительный умножители 3 и 4 и первую трупу 5 элементов И, Во все остальные моменты времени на вторые входы сумматора поступает сигнал, прошедший основной умножитель 3 и вторую группу 6 элементов И. Выходной сигнал с выходов третьей группы 8 элементов И выдается в момент времени, соответствующий п-му состоянию дешифратора 10, так как к этому моменту действие коэффициента fi, полностью компенсируется п-кратным действием коэффициента /3, и значение выходного сигнала соответствует истинному. Амплитуду выходного сигнала для любого момента времени ,можно найти по формуле U.ь,x(-)Ue.( N m- (tt,-,)n- Ро-1. -21 iv; р Формула изобретения Рекурсивный цифровой фильтр, содержащий последовательно включенные сумматор, первая группа входов которого является входом рекурсивного цифрового фильтра, регистр сдвига и основной умножитель, отличающийся тем, что, с целью повьшения отношения сигнал/шум на выходе Н(тп , 074 рекурсивного цифрового фильтра, в него введены дополнительный умножитель, первая, вторая и третья группы элементов И, группа элементов ИЛИ, счетчик, дешифратор и инвертор, причем выходы дополнительного умножителя поразрядно соединены с первыми входами элементов И первой группы, входы дополнительного умножителя соединены с выходами основного умножителя и с первыми входами элементов И второй группы, выходы которых соединены с первыми входами элементов ИЛИ группы, вторые входы элементов ИЛИ группы соединены с выходами элементов И первой группы, а выходы подключены к второй группе входов сумматора, выходы которого соединены с первыми входами элементов И третьей группы, выходы которых являются выходом рекурсивного цифрового фильтра, выходы счетчика соединены с входами дешифратора, первый выход которого соединен с вторыми, объединенными между собой входами элементов И первой группы непосредственно, а с вторыми, объединенными между собой входами элементов И второй группы - через инвертор, второй выход дешифратора соединен с торыми, объединен ыми между собой входами элементов И третьей группы, при этом вход счетчика является тактовым входом рекурсивного цифрового фильтра.

Изобретение относится к цифровой обработке сигналов и м.б. использовано в системах цифровой фильтрации, в автоматизированных радиотехнических комплексах обработки информации и системах распознавания образов. Иовьшается отношение сигнал/шум на выходе фильтра. Фильтр содержит сумматор 1, регистр сдвига 2, основной умножитель 3, дополнительный умножитель 4. Вновь введены 1-я и 2-я группы элтов И 5 и |6, группа зл-тов ИЛИ 7, 3-я группа эл-тов И, счетчик 9, дешифратор 10 и инвертор П. 2 ил. i ffjf. (/) Z fe/A-. 4i CO