Показать метаданные Скрыть метаданные

(19)

(11)

1 385 263

(13)

(51)

МПК

H03H17/04(2000-01-01)

(21) (22)

Заявка

4152402, 1986-11-26

(22)

дата подачи заявки

1986-11-26

(45)

опубликовано

1988-03-30

(72)

авторы

Грицык Владимир ВладимировичМыхальчишин Владимир ЯрославовичПаленичка Роман Мирославович

Цифровой фильтр Советский патент 1988 года по МПК H03H17/04

Описание патента на изобретение SU1385263A1

(21)4152402/24-09

(22)26.11.86

(46) 30.03.88. Бюл. № 12

.(71) Физико- механический институт

имiГ.В,Карпенко

(72) В.В.Грицык, В.Я.Мыхальчишин /

и Р.М.Паленичка ,

(53)621.396.96 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1327281, кл. Н 03 Н 17/04, 1986.

(54)ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР(57)Изобретение относится к радиотехнике и м.б. использовано для

фильтрации сигналов, выраженных цифровым кодом. Цель изобретения - повышение точности фильтрации. Цифровой фильтр содержит блок 1 памяти, состоящий из последовательно соединенных регистров 1-1...1-К сдвига, блок сравнения 2, блоки постоянной памяти 3 и 11, мультиплексор 4, блок 5 экспоненциального сглаживания, умножитель 13. Для достижения цели введены три квадратора 8, 9, 14, два блока усреднения 7, 6, два блока вычитания 10, 12 и второй блок сравнения 15. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Иллюстрации к изобретению SU 1 385 263 A1

Реферат патента 1988 года Цифровой фильтр

Формула изобретения SU 1 385 263 A1

(Л

со оо

СП

05 СО

Фиг.1

Изобретение относится к радио тех- нике и может быть использовано для фильтрации сигналов, выраженных циф- poBi кодом..

Цель изобретения - повьшение точ ности фильтрации.

На фиг.1 изображена электрическая структурная схема цифрового фильтра; иа фиг,2 - .график треугольной взве- - шивающей функции скользящего усреднения по девяти отсчетам; на фиг.З - электрическая структурная схема первого и второго блоков усреднения; на фиг.4 - электрическая структурная схема блока экспоненциального сглаживания; на фиг.З - электрическая структурная схема первого сумматора, первого и второго блоков усреднения; на фиг.6 - электрическая структурная, схема первого блока сравнения.

Цифровой фильтр (фиг.1) содержит блок 1 памяти, состоящий из последовательно соединенных регистров 1-1... сдвига, первый блок 2 сравнения, первый блок 3 постоянной памяти, мультиплексор 4, блок 5 экспрненци- алЬного сглаживания, второй блок 6 усреднения, первый блок 7 усреднения, первый 8 и второй 9 квадраторы, первый блок 10 вычитания, второй блок 11 постоянной памяти, второй блок 12 вычитания, умножитель 13, третий квадратор 14, второй блок 15 сравнения.

Первый 7 и второй 6 блоки усреднения (фиг.З) содержат последователё- но соединенные регистры 16-1...16- -{N+1) сдвига, сумматор 17 чисел, блок 18 задержки, первый 19 и второй 20 блоки вычитания, сумматор 21, первый 22 и второй 23 блоки постоянной памяти, накапливающий сумматор 24.

Блок 5 экспоненциального сглаживания (фиг.4). содержит первый 25 и второй 26 блоки постоянной памяти, первый 27 и второй 28 умножители и сумматор 29,

Сумматор 17 чисел первого 7 и второго 6 блоков усреднения (фиг . 5) содержит последовательно соединен- 50 ных блоков 30-1.. .30-(N+l) .; задержки, блок 31 вычитания, накапливающий сумматор 32.

Первый блок 2 сравнения (фиг.6) содержит блоки 33 - 35 сравнения и блоки 36-38 задержки.

Цифровой фильтр работает следующим образом.

Отсчеты входного сигнала поступают на вход блока 1 памяти. В результате их обработки на выходе мультиплексора 4 формируется локальная медиана, а на выходе первого блока 10 вычитания - локальная дисперсия входного сигнала.

Локальная дисперсия сигнала относительно отсчета вычисляется как разность среднего значения квадратов отсчетов и квадрйта.. локального среднего

d(K),4-t-T И n(i)g(K-l+1)l - - п

-ЬЛИ n(i)) .:

I id

Операции возведения в квадрат при вычислении локальной дисперсии вьшол- няются в первом 8 и втором 9 квадраторах таблично с использованием ПЗУ, на которых они выполнены и на адресные входы которых поступают коды чисел, возводимых в квадрат. Локальное среднее значение сигнала по отсчетам вычисляется рекурсивно во втором блоке 6 усреднения на основе следующего рекуррентного соотношения:

С (К) С (К-1) +S (K).-i-N g (K-N) -g (K-N+1 )J,

где С(К) - выходное значение сигнала накапливающего сумматора 24 относительно отсчета g(K.), которое определяется в виде

С(К)

n(i).g(K-i+1),

где S(K) - выходное .значение сигнала первого блока 19 вычитания, равное

о - . fj-1

S(K)-Z1 g(K-1)+ ZI g(K-j). icMj 0

Сумма чисел, которые последовательно поступают на вход сумматора 17 чисел, вычисляются по формуле

S(K)S(K-1)+g(K)-g(K-N).

Умножение на постоянный коэффициент, равный N, осуществляется таблично посредством второго блока 23 постоян- ной памяти. Первый блок 25 постоянной памяти реализует таблично операцию деления значения С(К) на постоянный коэффициент,равный (п -1)/4. Таким

образом, во втором блоке 6 усреднения вычисляется локальное среднее значение сигнала, отсчеты которого последовательно поступают на его вход.

Вычисленное в первом блоке 7 усреднения локальное .среднее значение.квадратов отсчетов сигнала поступает на вход первого ока 10 вычитания, на другой вход которого подается значе- д ние квадрата локального среднего значения. Умножитель 13 реализует операцию умножения локальной дисперсии на пороговый коэффициент, который хранится во втором блоке 11 пос- тоянной памяти. Посредством третьего квадратора 14 возводится к квадрат разность между локальным средним значением g(K) и (K-N+1) -м отсчетом сигнала g(K), Третий квадратор.14 20 также может быть реализован в виде .ПЗУ. Если выходной сигнал второго блока 15 сравнения является логической единицей, то на выходе мультиплексора 4 будет, присутствовать код 25 медианы последовательных отсчетов сигнала. В противном случае на вход блока 5 поступает без изменения значение g(K) через мультиплексор 4,

На К входов мультиплексора 4 с выходов К регистров , 1-1...1-К сдвига поступают К последовательных отсчетов входного сигнала, которые также поступают на К входов первого блока 2 сравнения. В первом блоке 2 сравнения посредством блоков 33-35 сравнения реализуется попарное сравнение текущего К-го отсчета входного сигнала с К-1 предыдупщми его отсчетами (рассматривается частный.случай Кс4). С помощью блоков 36 - 38 задержки осуществляется последовательная задержка результатов сравнения текущего отсчета сигнала с его предьщущими отсчетами. Результаты попарного сравнения К последовательных отсчетов

входного сигнала поступают на адрес-, ные входы первого блока 3 постоянной памяти.

Код результата фильтрации импульсного шума (К), полученный на выхо- 50 де мультиплексора 4, поступает на вход блока 5 экспоненциального.сгла-. живания, а на его второй вход:поступает локальное среднее значение сигнала g(K) с выхода второго блока 6 55 усреднения. Эти входы дока 5 соответствуют первым входам первого 27 и Второго 28 умножителей. На второй

д 0 5

вход первого умножителя 27 с выхода первого блока 25 поступает значение коэффициента сглаживания ft, С выхода второго блока 26 Таблично определенное значение 1-р .поступает на второй вход умножителя 28. Коды результатов умножения суммируются в сумматоре 29. Таким образом, на выходе сумматог ра 29, которьй является выходом цифрового фильтра, получим результат адаптивной фильтрации входного сигнала

f (K)/ig(K) + (1- р) (К).,

который является результатом экспо- ненциального сглаживания в блоке 5.

Формула изоб ре тения

1. Цифровой фильтр, содержащий . блок памяти, состоящий из К последовательно соединенных регистров сдвига, где К - порядок фильтра, вход первого из которых является входом цифрового фильтра, первый блок сравнения, к входам которого подключены вьЕсоды регистров сдвига, первый блок постоянной памяти, к группе входов которого подключена группа выходов первого блока сравнения, мультиплексор, к сигнальным входам которого подключены выходы регистров сдвига, а к управляемому входу мультиплексора подключен вькод первого блока постоянной памяти, а также второй блок постоянной памяти и .умножитель, отличающийся т ем, что, с целью повьшения точности фильтрации,. введены последовательно соединенные первый квадратор, первый блок усреднения и первый блок-вычитания, выход которого соединен с первым входом умножителя, к второму входу которого, подключен выход второго блока постоянной памяти, последовательно соедин н- ные второй блок усреднения, вход которого соединен с входом первого квадратора и с входом первого регистра, сдвига, и второй квадратор, выход которого соединен с другим входом первого блока вычитс 1 ия, последовательно соединенные втоуой блок вьиита- ния, первый и второй входы которого соединены соответстяенно с входами первого и второго ко-Ч драторов, третий квадратор и второй бл.ск сравнения, к другому входу которого подключен выход умножителя, а выход - к первому входу первого блока постоянной памяти а также блок экспоненциального сглаживания, к первым и вторым входам которого подключены выходы соответст- : венно мультиплексора и второго блока Усреднения, а выход является выходом цифрового фильтра.

2. Цифровой фильтр по П.1, о т - личающийся тем, -что блок усреднения содержит N-1 последовательно соединенных регистров сдвига, вход первого из которых является входом блока усреднения, последовательно соединенные сумматор чисел, вход которого соединен с входом первого регистра сдвига, блок задержки, первый блок вычитания, другой вход которого соединен с выходом сумматора чисел,, сумматор, накапливающий сумматор и первый блок постоянной памяти, выход которого является выходом блока усреднения, последовательно соединенные второй блок вычитания, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом N-ro и (N+1)-ro регистров сдвига и второй блок постоянной памяти, выход которого соединен с другим входом сумматора.

3.Цифровой фильтр по П.1, о т- личающийся тем, что блок экспоненциального сглаживания содержит первый и второй умножители, первые входы которых являются соответственно первым и вторым входами блока экспоненциального сглаживания, сумматор, .первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго умножителей, а вькод является выходом блока экспоненциального сглаживания, первый блок постоянной памяти, выход которого соединен с вторым входом первого умножителя и входом второго блока постоянной памяти, выход которого соединен с вторым входом второго умножителя.

4.Цифровой фильтр по п.2, о т - личающийся тем, что сумматор чисел содержит (N-1) последовательно соединенных блоков задержки, и вход первого- из которых является входом сумматора чисел, а также последовательно соединенные блок вычитания, первый и второй входы которого соединены с соответственно выходом перв.ого и (N+1)-ro блоков задержки,

и накапливающий сумматор, вькод которого является выходом Сумматора чисел.

V20

iS H

Фиг.3

22 Т

Cpi/2.

фиг.5

SU 1 385 263 A1

Авторы

Грицык Владимир Владимирович

Мыхальчишин Владимир Ярославович

Паленичка Роман Мирославович

Даты

1988-03-30—Публикация

1986-11-26—Подача