Цифровой фильтр Советский патент 1987 года по МПК G06F17/17 H03H17/00 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах обработки сейсмических, акустических, видео и других сигналов.

Цель изобретения - упрощение устройства.

На чертеже изображена структурная схема цифрового фильтра.

Цифровой фильтр содержит К/2 регистров 1.1, 1.2,...,1-К/2 первой группы, К умножителей 2.1, 2.2,...,2.К, К/2 сумматоров 3.1, 3.2,...,3. К/2 первой группы К/2 сумматоров 4.1, 4.2,...,4. К/2 второй группы, К/2 регистров 5.1, 5.2,....,5. К/2 второй группы.

При реализации процедуры цифровой фильтрации устройство должно вычислять выражение вида

Y(n) 1 w(J) 1), (1)

где(о(Л) - коэффициенты импульсной характеристики цифрового фильтра, X(N) - втсодные отсчеты), Y(N) - выходные отсчеты, К - количество коэффициентов импульсной характеристики цифрового фильтра. Выражение (1) можно переписать в виде

Y{n).f ы() X () +

+ co(2i) X (п-2i-f 1)(2)

Через каждый такт работы цифрового фильтра, равный времени срабатывания двух сумматоров и одного умножителя, на вход фильтра подается новый входной отсчет. На выходах регистрах l.i и S.i (i 1, К/2) информация меняется вначале каждого такта работы фильтра. В первом такте работы на вход фильтра поступает Х(1), во втором-Х(2) и так далее. Первые (К/2-1) тактов работы фильтра являются холостыми, так как вычисление «полных выходных отсчетов Т(п) начинается после того, как на выходе регистра 1.К/2 появится отсчет Х(1).

Рассмотрим пример работы фильтра для случая К 6.

В К/2 3-м такте на входы регистров 1.2 и 1.3 поступает на исходные отсчеты Х(2) и Х(3) соответственно. В умножителях 2.5 и 2.6 формируются произведения Х(2)м(5) и Х(1)(о(6) соответственно и через сумматор 3.3 поступают на вход сумматора 4.3.

В 4-м такте в регистр 5.3 второго яруса заносится «частичный выходной отсчет Y(6)i X(l)a)(6)-f Х(2)а)(5).

В этом же такте на входы регистров 1.1, 1.2 и 1.3 поступают исходные отсчеты Х(4), Х(3) и Х(2) соответственно. В умножителях 2.5 и 2.6 формируются произведения Х(3)ш(5) иХ(2)со(6) соответственно и через сумматор 3.3 поступают на вход сумматора 4.3. В умножителях 2.3 и 2.4 формируются произведения Х(4)со(3) и Х(3)ш(4) соответственно и через сумматор 3.2 поступают на первый вход сумматора 4.2, на второй вход которого из регистра 5.3 поступает У(6),.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

В 5-м такте в регистры 5.3 и 5.2 заносятся «частичные выходные отсчеты У (7) i X(3)(o(5)-f X(2)a(6) и Y(6)(6)i + -f Х(3)ш(4)+Х(4)со(3) соответственно. В этом же такте на входы регистров 1.1, 1.2 и 1.3 поступают исходные отсчеты Х(5), Х(4) и Х(3) соответственно. В умножителях 2.5 и 2.6 формируются произведения Х(4)ш(5 и Х(3)а)(6) соответственно и через сумматор 3.3 поступают на первый вход сумматора 4.3. В умножителях 2.3 и 2.4 формируются произведения Y{7)i и Х(4)ш(4) соответственно и через сумматор 3.2 поступают на первый вход сумматора 4.2, на второй вход которого из регистра 5.3 поступает Y(7)i. В умножителях 2.1 и 2.2 формируются произведения Х(6)ш(1) и Х(5)ш(2 соответственно и через сумматор 3.1 первой группы поступают на первый вход сумматора 4.1, на второй вход которого из регистра 5.2 поступает Y(6)2.

В следующем 6-м такте в регистр 5.3 заносится «частичный выходной отсчет Y(8), X(3)w(6)+ Х(4)ш(5),врегистр5.2 Y(7))co(4)+X(5)co(3)+Y(7)i X(4) Xw(4)+X(5)to(3)(2)co(6j+X(3)a)(5) в регистр 5.1 заносится первый «полный выходной отсчет Y (6)3 Y (6)2+ X (5) со (2) + -f Х(6)ю(1)Х{1)ш(6)+Х(2)со (5) + + Х(3)ш(4)+Х(4)со(3)+Х(5)со (2) Ч + Х(6)ш(1), который затем поступает на выход фильтра.

В каждом следующем такте на выходе фильтра появляется новый выходной отсчет. Формула изобретения

Цифровой фильтр, содержащий К умножителей (К - длина импульсной характеристики фильтра), /(/2 сумматоров первой и второй групп, /С/2 регистров первой и вто- рой групп, причем первый вход/-го (/ 1, К.) умножителя является входом задания /-го коэффициента фильтра, первый вход /(/2-го сумматора второй группы является входом задания логического нуля фильтра, отличающийся тем, что, с целью упрощения, выход г -го (/ 1, К/2) сумматора второй группы подключен к информационному входу г -го регистра второй группы, выход 1-го {/ 2, К./2) регистра ворой группы подключен к первому входу (/-1)-го сумматора второй группы, а выход первого регистра второй группы является информационным выходом фильтра, вторые входы 2 г -го и ( 1)-го умножителей соединены с информационным входом (i+ 1)-го регистра первой группы и подключены к выходу г -го регистра первой группы, информационный вход первого регистра первой группы соединен с вторым входом первого умножителя и является информационным входом фильтра, выходы (2i- 1) -го и 2г-го умножителей подключены соответственно к первому и второму входам г -го сумматора первой группы, выход которого подключен к второму входу (-ГО сумматора второй группы.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах обработки сейсмических, акустических, видео и других сигналов. Цель изобретения - упрощение устройства. Поставленная цель достигается за счет того, что в устройство входят К/2 регистров первой группы (К - длина импульсной характеристики фильтра) 1.1 - 1.К/2, К умножителей 2.1-2.К, К/2 сумматоров первой группы 3.1-З.К/2, К/2 сумматоров второй группы 4.1-4.К/2, К/2 регистров второй группы 5.1- 5.К/2 и соответствующие связи между узлами устройства. 1 ил. 5S (Л о: оо ел Ю