Цифровой нерекурсивный фильтр Советский патент 1989 года по МПК H03H17/06 

15

Я

00 СО О5

о

00

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах цифровой обработки информации.

Цель изобретения - повышение точности фильтрации.

На фиг. 1 представлена электрическая структурная схема цифрового не- рекурсивного фильтра; на фкг. 2 - схема блока синхронизации.

1 Цифровой нерекурсивный фильтр (фиг.1) содержит второй регистр 1 сдвига, блок 2 задержки, первый регистр 3 сдвига, первый 4 и второй 5 накапливающие сумматоры, умножитель 6, умножитель 7 на ±1, блок 8 памяти приращений, блок 9 памяти знаков коэффициентов, блок 10 синхронизации, тактовый выход 11, адресный выход 12

ветствующие коэффициентам фильтрации с нулевыми значениями, т.е. коэффициентам с номером принимает вид

то выражение ( 1)

Y h

(W

И

;во

и а

м

Г

i-i )

sing(аг) х

(2)

5

где } - номера коэффициентов фильтрации 9 равных нугю.

Для определения vь потребуется Р М-К интераций умножения и суммирования в накапливающих сумматорах, где 11 - порядок Фильтра; л - количество коэффициентов фильтрации, равных нулю.

Из выражения (2) видно, что для

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения- повышение точности фильтрации. Фильтр содержит регистры 1 и 3 сдвига, блок задержки 2, накапливающие сумматоры 4 и 5, умножители 6 и 7, блок памяти 8 приращений, блок памяти 9 знаков коэффициентов и блок синхронизации 10. Алгоритмом работы данного фильтра является модифицированный алгоритм свертки. Для формирования каждого выходного отсчета в фильтре из выборок входных сигналов, не соответствующих нулевым значениям коэффициентов фильтрации, формируются произведения на знаки соответствующих коэффициентов. Из них формируются Р частичных сумм входных выборок, которые умножаются на соответствующие приращения коэффициентов, и результаты складываются. Приращения коэффициентов определяются из ряда ненулевых коэффициентов фильтрации. Цель достигаетсся введением регистра 1 и блока задержки 2. Фильтр по п. 2 ф-лы отличается выполнением блока синхронизации 10, дана его ил. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

и установочный выход 13 блока синхро-JQ Формирования каждого выходного отсченизации, вход 14 и выход 15 цифрового нерекурсивного фильтра.

Блок 10 синхронизации (фиг.2) содержит генератор 16 тактовых импульсов , счетчик 17 импульсов, дишифра- тор 18 нуля, элемент 19.

Представленное на фиг, 1 соединение второго 1 и первого 3 регистров с блоком 2 задержки выполнено для частного случая цифрового нерекурсивного фильтра 10-го порядка, у которого первый, третий, седьмой и девятый коэффициенты Фильтрации равны нулю

та необходимо из вь-бгрок вхс ч-iix сигналов, не соответствующих нулевым значениям коэффициентов Фильтрации, сформировать произведения на знаки

25 соответствующих коэффициентов, из которых затем т ных сумм входных выборок, умножить их на соответствующие приращения коэффициентов и результаты пожить.

3Q Приращения лоэсЛицнеитоЕ определяются из ряда ненулевых коэффициентов фильтрации.

Второй регистр 1 состоит из М последовательно соединенных элеЦифровой нерекурсивный фильтр рабо-35 ментов памяти и осуществляет хранение, запись оцифрованной выборки входной информации хи и сдвиг хранящейся информации. Первый регистр 3 осуществляет хранение и сдвиг введенной в него информации в каждом такте вычисления входного отсчета. В блоке 9 памяти знаков коэффициентов хранится информация о знаках коэффициентов фильтрации не равных О, В блоке 8 памяти приращений коэффициентов хранятся приращения коэффициентов без учета коэффициегтов Фильтрации с нулевыми значениями, Умножитель 7 на +1 предназначен д.д.,2 выполнения оцифрованных выборок на знаки соответствующих коэффициентов, Первый накапливающий сумматор -, 1 редчазначеь для накапливания произведений в виде частичных сумм (вторая cyt-ша в выражении (2)). Умножитель 6 формирует произведение малоразрядных приращений коэффициентов, хранящихся в блоке 8, на частичные суммы, полученные в первом накапливающем сумматотр . к-я-- Г сй накаплитает следующим образом.

Для определения алгоритма его работы исходным является модифицированный алгоритм сверки

h

И

jr°

Да.

м

г

и

sing(a j )х „.,, (1)

где Yn

М daj

значение выходных отсчетов порядок Фильтра;

малоразрядные приращения коэффициентов Фильтрации

a j (йа о а о) ;

значение (n-ij-ro отсчета

выходного сигнала. Если из множества коэффициентов фильтрации а , где j tO...M, исключить коэффициенты с нулевыми значениями, которые имеют номера , а из множества входных выборок х „, , где i О...М, исключить выборки, соотh-i

та необходимо из вь-бгрок вхс ч-iix сигналов, не соответствующих нулевым значениям коэффициентов Фильтрации, сформировать произведения на знаки

соответствующих коэффициентов, из которых затем т ных сумм входных выборок, умножить их на соответствующие приращения коэффициентов и результаты пожить.

Приращения лоэсЛицнеитоЕ определяются из ряда ненулевых коэффициентов фильтрации.

Второй регистр 1 состоит из М последовательно соединенных эле5 ментов памяти и осуществляет хране0

5

0

5

ние, запись оцифрованной выборки входной информации хи и сдвиг хранящейся информации. Первый регистр 3 осуществляет хранение и сдвиг введенной в него информации в каждом такте вычисления входного отсчета. В блоке 9 памяти знаков коэффициентов хранится информация о знаках коэффициентов фильтрации не равных О, В блоке 8 памяти приращений коэффициентов хранятся приращения коэффициентов без учета коэффициегтов Фильтрации с нулевыми значениями, Умножитель 7 на +1 предназначен д.д.,2 выполнения оцифрованных выборок на знаки соответствующих коэффициентов, Первый накапливающий сумматор -, 1 редчазначеь для накапливания произведений в виде частичных сумм (вторая cyt-ша в выражении (2)). Умножитель 6 формирует произведение малоразрядных приращений коэффициентов, хранящихся в блоке 8, на частичные суммы, полученные в первом накапливающем сумматотр . к-я-- Г сй накапливающий сумматор 5 накапливает произведения, полученные в умножителе 6, и формирует выходной отсчет фильтра в соответствии с выражением (2). Для этого в начале каждого цикла вычисле- «ия на установочном выходе 13 блока 10 синхронизации формируется сигнал установки. По этому сигналу, поступа- юдему на вход разрешения параллельной 1записи первого регистра 3, происходит запись значения текущего входного отсчета х регистра 3 и параллельная запись выборок входных сигналов, коэф- йициенты фильтрации которых не равны 5

О,в ячейки 2 - Р первого регистра 3 из второго регистра 1 сдвига. По сигналу установки, поступающему на тактовый вход второго регистра 1 сдвига происходит запись значения текущего 2п

входного отсчета хп. При этом значение х г, - (М-М) из второго регистра 1 сдвига выводится. Одновременно сигнал установки производит обнуление - первого 4 и второго 5 накапливающих 25 сумматоров.

Следующие за сигналом установки Р тактовых сигналов, поступающих с тактового выхода 11 блока 10 синхро- 30 низации, поступающие на вход сдвига первого регистра 3, производят последовательный сдвиг оцифрованных выборок входного сигнала из первого регистра 3 и подачу их в умножитель 7 а +1. Считанные из первого регистра 3 выборки выводятся и теряются. Умножитель 7 на +1 производит умножеие выборок входного сигнала, поступающих из первого регистра 3, на . знаки соответствующих коэффициентов, которые хранятся в блоке 9 памяти знаков коэффициентов и синхронно поступают на второй вход умножителя 7 на +1. Полученные произведения накап35

45

ливаются в первом накапливающем сумматоре 4 в виде частичных сумм, которые затем умножаются в умножителе 6 на малоразрядные приращения коэффициентов, хранящихся в блоке 8 памяти - прирапений коэффициентов и синхронно поступающих на второй вход умножителя 6. Вычисляемые произведения в течение Р тактов вычисления во втором накапливающем сумматоре 5 суммируются, а в конце последнего такта каждо - го цикла вычисления формируется очередной отсчет выходного сигнала Yh, поступающий на выход 15„. С приходом

5

п

5

0

5

5

0

5

следующего входного отсчета цикл повторяется .

Формула изобретения 1. Цифровой нерекурсивный фильтр, содержащий последовательно соединенные первый регистр сдвига, умножитель на +1, первый накапливающий сумматор, умножитель и второй накапливающий сумматор, выход которого является выходом цифрового нерекуо- сивного фильтра, блок памяти приращений, выход которого соединен с BTOJ рым входом умножителя, блок памяти знаков коэффициентов, выход которого соединен с вторым входом умножителя на +1, а также блок синхронизации, тактовый выход которого соединен г тактовыми входами первого регистр ч сдвига и первого и второго накапливающих сумматоров, установочный выход соединен с управляющими входами первого и второго накапливающих сумматоров.; а адресный выход соединен с адресными входами блока памяти приращений и блока памяти знаков коэфЛи- циентов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности фильтрации, введены второй регистр сдвига и блок задержки, при этом установочный выход блока синхронизации соединен-с тактовым входом второго регистра сдвига и с входом разрешения параллельной записи первого регистра сдвига, сигнальный вход второго регистра сдвига объединен с первым сигнальным входом первого регистра сдвига п является входом цифрового нерекурсивного фильтра, выходы второго регистра сдвига, соответствующие ненулевым коэффициентам фильтрации, соединены через блок задержки с соответствующими входами первого регистра сдвига.

Фиг. 2