Многоканальный нерекурсивный цифровой фильтр Советский патент 1987 года по МПК H03H17/04 

J5

20

25

Изобретение относится к радиотехике и может быть использовано в сисемах цифровой обработки информации.

Цель изоб:|Эетения - повышение быстодействия,5

На чертеже приведена структурная лектрическая схема многоканал1 ного ерекурсивного цифрового фи гьтра.

Многоканальньш нерекурсивный циф- овой фильтр содержит N-1 регистров О 1 сдвига, N умножгтелей 2, N- двугс- ходовых сумматоров 3, N-1 групн 4 ополнительных регистров сдвига,состоящих каждая из К-1 регистров 5 сдвига.

Многоканальный нерекурсивный цифовой фильтр paPioTaeT с.ттед.уюшим об- pasoM.

На вход м- ог окаиального нерекл т;- сивного цифрового фильтра с такте-- вой частотой 1/ б 1 / (Т/К) , где Т -- цериод квантован1-5 я сигнала в каждом канале, ноступагот выборки входных сигналов от К капа.лов, кото.рьгс Чередуются во ззрекени. Регистры 1 сдвига и регистры 5 в грулпах 4 дополнительных регистров сдвига осущестзъмя- ют хранение и задержку соответственно входных .отсчетов и npoMeaofTOHHbK результатов на время ,

Умножители 2 осуществляют, иеремно- лсение входньк отсчетов сигнала на коэффициенты импултлсной характеристики а, а ,, ,. , а ,j соответственно ,

Двухвходо зые сумматоры 3 производят суммировалгие результатов перемножения с выходов умножителей 2 с нро- ме куточными .тг1ми. поступающими с выходов ГР;/Л.1 4 ДОПОЛНИТСЛЬных регистров сдззига, йкопь зычтлс,- ленные промежуточные результаты с выходов дзухвходовых сумьгат-оров 3 поступают на вхсзды 1 р;/пг( 4 (дс-полпитель- ных) регистров 5 сдвига С выхода первого двухвходово.ро сунг.Еатора 3 отсчеты отфильтрованных сигналов поступают на выход масгокалального не-- . рекурсивпо-Т о цифрового фильтра „

Ка вход (N--1) группы 4 дополт - тельных регистров 5 поступает произведения входных отсчетоБ на коэффициент фильтрации a.j с N-ro умножителя 2,.

Рассмотрим ра.боту многоканального нерекурсивного цифрового фильтра, обрабатывающего входные обсчеты, поступающие от двух каиалот, Прл двух- канальной фильтрации каждая группа

О

50

35

40

45

4 дополнительных регистров сдвига вырож;|,ается в один регистр 5,

Входной сигнал многоканального нерекурсивного цифрового фильтра представляет чередующуюся последовательность отсчетов сигналов первого х и второго X каналов. Сигналы х и х чередуются во времени так, что на вход поступает последовательность

X

,(t), x (t +1), x,(t+2), x ,(t+3),.. x,, (), x. (t-i-2N-1) (V)

и т.д., где индексы при х и х соответствуют номеру отсчета сигнала данного канала.

В момент времени t+2(N-1) на входе присутствует сигнал х i,,.- (t + 2N-2) на выходе первог-о регистра 1 , 1 сдвига Xf,. (t+2N-3) ; на В1 1ходе второго регистра 1.2 сдвига х,,,.. (t-i-2N-4); на выходе третьего регистра 1.3 сдвига X f,., (t + 2N-5) и т,д.

На выходе первого двухвходового сумматора 3.1 в этот мо( времени формируется выходной отсчет +2N-2)

N-1

(t-f

у„., (t:+2N-2)x,a,,

+ ., , +х

-ьх,а,,, +

(2)

О

На выходе второго двухвходового сумматора 3.2 формируется промежуточ-i ный результат Z (t-i-2N--2), равный

Z(t + 2N-2).,,

-х,а„..

..J, +. .. +х , . а, ,

на выходе третьего сумматора 3.3 промежуточный результат

(3)

+х.,а,,

+

. +

40

, т.д

а,+х,а2

0

5

;

в следующий - момел-т . времени t + +2()-i-1 значение входного сигнала X ij, (i:-+-2N-2) записывается в первый 1,1 сдвига. Содер 1симое ре- . гистра 1.1,..., (N-2) неренисывается в следующие регистры 1,2,.,,,1.(N-1) сдвига, а па входе многоканального перекурсивного цифрового фильтра появляется входной отсчет х ,.., (t + 2N-1). Промежуточные результаты двухвходо- i LK сумматоров 3 , 2 , , . . , 3 , () запо- ..1-..ч в группах 4 . 1 ,.,.. 4 (N-2) дополнительных регистров сдвига. Содержимое .групп 4 ,1, , . о 5 . (N-1) дополнительных регистров сдвиг а .поступает на вторые входы двз хвходовых сумматоров 3 . 1,,. , , ,3 , (N- 1), где суммируется с произведением соотпетствутщих входных отсчетов ца коэффициенты фильтрации, которые .поступают на первые входы дв хвходовых сумматоров 3.1,...,3.(N-1) с выходов умножителей 2,1,.,.,2.(N-1).

Таким образом, на выходе первого двухвходового сумматора 3.1 формируется следующий выходной отсчет у., (t+2N-1), представляющий собой сумму промежуточного реэул тата Z2(t+2N-2) в соответствии с выражением (3) и произведения Хц,, а, т.е.

у,., (t+2N-1)x а,, -ьх

N-2 +

(5)

+Х2а.5+...+х„.5 ,.,, а,н-х,.ар.

В следующие моменты временя на выходе первого двухвходового сумматора 3.1 подобным образом формируют- 20 СП следуюи(ие выходные отсчеты фильтра

yfj(t+2N)x,a,j.i . а1+х,,а„;

y(t+2N+1)x,a.2 +Хга,2

+х,ь, а

у,,, (t+2N+2) ,+х

+х,а

м-г

+ .

,а,,

Из анализа приведенных уравнений видно, что на выходе многоканального

Многоканальный нерекурсивный циф ровой фильтр, содержащий последовательно соединенные N-1 регистров сдвига, где N - порядок многоканаль ного нерекурсивного цифрового фильт ра, и N умножтггелей, входы которых подключены к соответствующим дам регистров сдвига, кроме первого ут-5ножителя, вход которого соеди гсн с входом первого регистра сдвига и является входом многоканального нерекурсивного цифрового фильтра, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия, вве дены N-1 двухвходовых сумматоров, первые входы которых подключены к врлходам i-x (где ,2,,.., N-1) ум ножителей соответственно, N-1 груп дополнительных регистров сдвига по К-1 (где К - количество каналов фил трацип) соединенных последовательно регистров сдвига в каждой группе и включенных между выходами j-x (где

нерекурсивного цифрового фильтра поочередно формируются выходные сигналы первого канала у;(t+2i) и второго 35 ,3,,.., ) и вторыми входами канала у; (t- -2L+1), причем(j-l)-x двухвходовых сумматоров соответственно, кроме (N-1)-й группы дополнительных регистров сдвига, включенной между выходом N-ro умно- 40

у, (t+2i)x;-n, а,, а„ + +. , .+х;

а,+х;

у; (t-f2i+1),, + .., +Xj, а,-х; -а,

N-1

-fx:

(7) (8)

жителя и вторым входом (N-1)-го двух входового сумматора, а выход первого двухвходового сумматора является выходом многоканального нерекурсивного цифрового фильтра.

В случав построения фильтра на произвольное число каналов К на выСоставитель А,Осипович Редактор И.Сегляник Техред ;Н.Глущенко

Заказ 7458/57 Тираж 899Подписное

BFfflHUH Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-33, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

15

20ходе фильтра будет поочередно формироваться выходные отсчеты для нсех К каналов .

Применение двухвходовых суммато- 5 ров для реализации предлагаемого алгоритма многоканальной фильтрации позволяет существенно увеличить быстродействие .

10 1 Формула изобретения

Многоканальный нерекурсивный цифровой фильтр, содержащий последовательно соединенные N-1 регистров сдвига, где N - порядок многоканального нерекурсивного цифрового фильтра, и N умножтггелей, входы которых подключены к соответствующим дам регистров сдвига, кроме первого ут-5ножителя, вход которого соеди гсн с входом первого регистра сдвига и является входом многоканального нерекурсивного цифрового фильтра, о т- л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия, введены N-1 двухвходовых сумматоров, первые входы которых подключены к врлходам i-x (где ,2,,.., N-1) умножителей соответственно, N-1 групп дополнительных регистров сдвига по К-1 (где К - количество каналов филь-|, трацип) соединенных последовательно регистров сдвига в каждой группе и включенных между выходами j-x (где

25

30

35 ,3,,.., ) и вторыми входами (j-l)-x двухвходовых сумматоров соответственно, кроме (N-1)-й группы дополнительных регистров сдвига, включенной между выходом N-ro умно- 0

жителя и вторым входом (N-1)-го двухвходового сумматора, а выход первого двухвходового сумматора является выходом многоканального нерекурсивного цифрового фильтра.

Корректор Т. Колб

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в системах цифровой обработки информации. Цель изобретения - повьппение быстродействия. Многоканальньй нерекурсивный цифровой фильтр (МКНЦФ) содержит N-1 регистров сдвига (PC) 1, N умножителей. 2, N-1 двухвходовьЕХ сумматоров 3, N-1 групп 4 дополнительных PC. Каждая из групп 4 состоит из К-1 PC 5. Входной сигнал представляет собой чередующиеся во времени выборки сигналов от К каналов. PC 1 и PC 5 ос тцествляют хранение и задержку входньп: и промежуточных отсчетов на время б . Умножители 2 осуществляют перемножение отсчетов сигнала на коэф. импульсной х-ки а,, а, ... а. С выхода первого двухвходового сумматора 3 отсчеты отфильтрованных сигналов проходят на выход МКНЦФ, В частном случае, при двухканальной фильтрации каждая группа 4 вырождается в один PC 5. При этом на выходе МКНЦФ поочередно формируются сигналы первого м второго каналов, t ил. I (Л ГС 00 со со 4 ;о