Нерекурсивный цифровой фильтр Советский патент 1988 года по МПК H03H17/06 H03H21/00 

со о: СП

00 4 СО

Изобретение относится к радиотехнике. По отношению к авт. св. № 1223346 достигается цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем осуществления адаптивной подстройки весовых коэффициентов. Фильтр содержит АЦП 1, ре--, гистр 2 сдвига, блок 3 постоянной памяти (В1Ш) для хранения весовых коэффициентов, сумматор 4, накапливающий регистр 5, блок 6 синхронизации, БПП 7 для хранения антилогарифмов, буферные регистры 8, и 14, коммутатор 9, эл-т ИСКЛЮЧАИ ЦЕЕ ИЛИ 10, выходной регистр 11, цифровой компаратор 12, БШ1 13 и блок 15 оперативной памяти (БОЕ) 15. Фильтр имеет два режима работы: неадаптивной и адаптивной фильтрации. Каждый цикл работы фильтра разбит на такты. За определенное количество циклов работы весовые коэффициенты подстраиваются до приведения коэффициентов корреляции к минимальному значению. По окончании подстройки весовых коэффициентов к задаваемому происходит стирание информации из БПП 3 и запись новых весовых коэффициентов из БОП 15. Цель достигается введением регистров 11 и 14, компаратора 12, БПП 13 и БОП 15. 1 ил. 77 i (Л

N

11365349

Изобретение относится к радиотехнике, может быть использовано в системах цифровой обработки информации и является усовершенствованием известного устройства по авт. св. № 1223346.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем осуществления адаптивной подстройки весовых коэффициентов.

На чертеже приведена структурная электрическая схема нерекурсивного цифрового фильтра.

Нерекурсивньй цифровой фильтр содержит аналого-цифровой преобразователь 1, регистр 2 сдвига, блок 3 постоянной памяти для хранения весовых коэффициентов (БППК). сумматор 4,

ного сигнала Х и выборка следующего значения весового коэффициента из БППК 3.

За один такт работы нерекурсивного цифрового фильтра выполняется операция суммирования log,IX(.) и logj,, где К - любое положительное число, которую можно представить в виде 1ой | naJ-lX(.,J .

БППА 7 осуп;ествляет потенцирование полученного результата. Выходной код БШТА 7 равен | „.„,| .

На выходе элемента ИСЮПОЧАЮЩЕЕ 15 ИЛИ 10 формируется знак вычисленного произведения, который вместе со значением I ап,|-1Х „,„, I записывается в буферный регистр 8.

В конце цикла работы нерекурсивЬ

10

накапливающий регистр 5, блок 6 синх- 20 цифрового фильтра содержимое на

рониза1даи, блок 7 постоянной памяти для хранения антилогарифмов (БППА), буферньй регистр 8, коммутатор 9, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕ ИЛИ 10, выходной регистр 1, цифровой компаратор 12, блок 13 постоянной памяти (БПП) дополнительньш буферньй регистр 14, блок 15 оперативной памяти (БОП), второй вход 16 нерекурсивного цифрового фильтра, вход 17 управления блоком синхронизации.

Нерекурсивный цифровой фильтр работает следующим образом.

Нерекурсивньй цифровой фильтр имеет два режима работы: режим неадаптивной фильтрации и режим адаптивной фильтрации..

При отсутствии сигнала на входе 17 Нерекурсивньй цифровой фильтр работает в режиме неадаптивной фильтрации.

Каждый цикл работы нерекурсивного цифрового фильтра, которьй условно разбит на такты, начинается подачей импульса блока 6 синхронизации на управляющий вход накапливающего ре-, гистра 5 на обнуление данных, а каждый такт начинается с подключения выхода БППК 3 и регистра 2 сдвига к входам сумматора 4, а затем по ко- мандам с блока 6 коммутатор 9 подключает выходы буферного регистра 8 и накапливающего регистра 5 к входам сумматора 4. Следующим импульсом с блока 6 выходной код сумматора 4 пе- реписьшается в накапливающий регистр 5, в конце такта производится круговой сдвиг содержимого регистра 2, запись в него нового значения вход

ного сигнала Х и выборка следующего значения весового коэффициента из БППК 3.

За один такт работы нерекурсивного цифрового фильтра выполняется операция суммирования log,IX(.) и logj,, где К - любое положительное число, которую можно представить в виде 1ой | naJ-lX(.,J .

БППА 7 осуп;ествляет потенцирование полученного результата. Выходной код БШТА 7 равен | „.„,| .

На выходе элемента ИСЮПОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10 формируется знак вычисленного произведения, который вместе со значением I ап,|-1Х „,„, I записывается в буферный регистр 8.

В конце цикла работы нерекурсив

капдивающего регистра 5 выражается формулой

м

У 21 а X(n-m) Т. При поступлении сигнала на вход 17 нерекурсивный цифровой фильтр .переключается в режим адаптивной фильтрации. При этом после вычисления нерекурсивным цифровым фильтром вы- ходного сигнала происходит запись этого сигнала в выходной регистр 11., Цифровой компаратор 12 сравнивает выходной сигнал с опорным, подаваемым на второй вход 16. Результат сравнения определяет знак ошибки или несоответствие выходного сигнала опорному сигналу. Знак ошибки поступает на первьй дополнительньй вход БПП 13. В БПП 13 занесены выходные значения следующей функции

+ 1, при (а.„ + &Y,

т(п+А)зи

при

МП

(т«з„и«атп) 0; з,/а„„).0;

am()l logK dY

рва

Д r..,) и а(..,)„- соответственно модуль и знак весового коэффициента на (п+1) цикле работы; Y,- - знак ошибки

т-го весового коэффициента, определяемый как произведение знаков с выхода комэтп

JH

(fi- m)3

(пц

ла

mn

паратора 12 и со знакового выхода регистра 2 сдвига (принимает значения +1 или -1),

.ljJ

К,.. - знак рассогласования меж ду выходным и опорным сигналами;

-знак (n-m) входного сигнала;

п - номер очередного отсчета входного сигнала;

-т-й весовой коэффициент на п-м цикле работы;

-величина изменения весового коэффициента, задается при расчете значений

m (п41) И а rn(n+i) 1ц,1

может принимать значение единицы младшего разряда чисел, используемых для представления весовых коэффициентов и, следовательно, прак тически не повьшать уровень шума, обусловленного квантованием аналогового сигнала.

В соответствии с поступившим на входы БПП 13 сигналами от цифрового компаратора 12, БГОЖ 3 и регистра 2 сдвига на выходах Б1Ш 13 формируется новый весовой коэффициент, С выходов Б1Ш 13 он переписьшается в дополнительный буферный регистр 14 и затем поступает в БОП 15,

Таким образом, к концу вычисления выходного сигнала в накапливающем регистре 5, в БОП 15 накопятся значения новых весовых коэффициентов В дальнейшем по сигналу управления с блока 6 синхронизации выходы БППК 3 переводятся в третье состояние, т.е. происходит отключение, их и подключаются выходы БОП 15, Дальнейшая работа нерекурсивного цифрового фильтра происходит по тому же алгоритму, но с осуществлением функ

10

15

20

35

ций БШТК 3 блоком 15 оперативной памяти, так как его выходы подключены к тем же линиям связи, что и БППК 3. После отключения выходов БППК 3 и подключения вместо них выходов БОП .15 происходит вычисление выходного сигнала по описанному вьш1е алгоритму работы. Новое значение выходного сигнала сравнивается с опорным и в соответствии с вновь определенным знаком ошибки производится уточнение весовых коэффициентов, которые занимают место старых коэффициентов в БОП 15. Запись обновленных весовых коэффициентов из БПП 13 через дополнительньй буферньш регистр

14в БОП 15 происходит в момент.времени, когда БОП 15 отключается с помощью коммутатора 9 от сумматора 4 и не участвует в вычислении свертки. |Таким образом, первый цикл адаптивной настройки коэффициентов ничем не отличается от последующих за исключе25 нием передачи функции БПИК 3 блоку

15оперативной памяти.

Таким образом, за определенное количество циклов работы весовые коэффициенты подстраиваются до приве- 30 дения коэффициентов корреляции к минимальному значению. По окончании подстройки весовых коэффициентов, задаваемому, например, блоком синхронизации по времени или по исчезновению сигнала на входе I7 происходит электрическое или ультрафиолетовое стирание информации из БППК 3 и запись новых весовых коэффициентов из БОП 15,

40

Формула изобрет.ения

Нерекурсивный цифровой фильтр по авт, ев, № 1223346, отличаю45 Щ и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем осуществления адаптивной подстройки весовых коэффициентов , введены последовательно соединенные блок

50 постоянной памяти, дополнительный буферный регистр и блок оперативной памяти, выход и знаковьй выход которого подключены к. соответствующим выходам блока постоянной памяти для

55 хранения весовых коэффициентов и к соответствующим входам блока постоянной памяти, последовательно соединенные и включенные между выходом накапливающего регистра и входом

I

блока постоянной памяти цифровой ком-причем второй вход цифрового компаратор и выходной регистр, второйпаратора является вторым входом недополнительный вход блока постояннойрекурсивного цифрового фильтра, а уп- памяти соединен со знаковым выходом равляющие входы вькодного регистра, регистра сдвига, а дополнительныеблока постоянной памяти, дополнитель- выход и знаковьй выход блока опера-кого буферного регистра и блока опе- тивной памяти соединены с одноименны-ративной памяти соединены с соответ- ми входами блока постоянной памятиствующими выходами блока синхрониза- для хранения весовых коэффициентов, юции.