Рекурсивный цифровой фильтр Советский патент 1991 года по МПК G06F15/353 

СП

с

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для построения систем цифровой обработки сигналов. Цель изобретения - упрощение фильтра. Рекурсивный цифровой фильтр содержит коммутаторы 1 и 2, сумматоры 3 и 4, регистры 5, 6, 7,12. 13 и 15. информационный вход 16 фильтра, информационный выход 8 фильтра, умножители 9 и 10, регистры 11 и 14 произведений, счетный триггер 17 и блок 18 памяти коэффициентов. Выходной отсчет формируется в фильтре с периодом два такта. Благодаря тому, что между комбинационными схемами умножителей и сумматоров включены регистры, длительность одного такта уменьшена вдвое и поэтому быстродействие фильтра сохраняется. 1 ил.

Os

&

VJ

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для построения систем цифровой обработки сигналов.

Цель изобретения - упрощение фильтра.

На чертеже показана структурная схема рекурсивного цифрового фильтра.

Рекурсивный цифровой фильтр содержит коммутаторы 1 и 2, сумматоры 3 и 4, регистры 5 и б, регистр 7 результата, выход 8 фильтра, умножители 9 и 10, регистр 11 произведений, регистры 12 и 13, регистр 14 произведений, входной регистр 15, вход 16 фильтра, счетный триггер 17 и блок 18 памяти коэффициентов.

Вычисление цифровой фильтрации производится по формулам

yj xj + aiyj-i +

2J yj + biyj-1 +D2YJ-2,

где xj - входные отсчеты;

yj - выходные отсчеты;

ai, 32, bi, 02 - коэффициенты импульсной характеристики;

ц -j-й выходной отсчет фильтра.

Рассмотрим работу фильтра.

Перед началом работы все регистры установлены в нуль. Входные данные xj посту- пают каждый второй такт в виде последовательности Хо, XL X2, хз... . Прием информации во все регистры и переключение одноразрядного счетного триггера 17 осуществляется положительным перепадом синхроимпульса.

В нулевом такте работа начинается при подаче управляющего сигнала со счетного триггера 17, разрешающий вход входного регистра 15, по которому с информационного входа 16 фильтра во входной регистр 15 поступает х0.

В первом такте входной отсчет хо с выхода входного регистра 15 через первый вход первого коммутатора 1 поступает в первый сумматор 3, где он суммируется с нулем, проходит через второй сумматор 4 и в конце такта в первый регистр 5 записывается х0 УО.

Во втором такте с входа 16 во входной регистр 1& поступает XL В этом же такте из первого регистра 5 через коммутатор 1 на вход сумматора 3 поступает операнд у0, который далее поступает через второй сумматор 4 и записывается в первый регистр 5 как уо z0. В этом также уо поступает во второй регистр 6 и через второй вход второго коммутатора 2 на вход первого умножителя 9, на другой вход которого поступает коэффициент за, в умножителе 9 происходит умножение, результат которого azyo записывается в регистр 11 произведений.

В третьем такте с первого регистра 5 в регистр 7 зэписывэется z0. На входы сумма- тора 3 поступают входной отсчет xi и нуль, результат сложения xi проходит чеоез сумматор 4 и в регистр 5 записывается как yi. С регистра 11 произведений произведение а2уо переписывается в регистр 12, В этом же такте с регистра 6 через второй вход коммутатора 2 на входы умножителей 9 и 10

поступает у0. На первый вход первого умножителя 9 поступает Ьа и в нем происходит умножение, результат которого Ь2Уо записывается в регистр 11 произведений. На первый вход второго умножителя поступает

bi, результат умножения biy0 записывается в регистр 11 произведений.

В четвертом такте на информационный выход 8 фильтра поступает выходной отсчет z0. С регистра 5 через коммутатор 1 на вход

первого сумматора 3 поступает операнд yi, который далее поступает через сумматор 4 и записывается в регистр 5 как yi zi. В этом такте с регистра 5 через первый вход коммутатора 2 на вторые входы умножителей 9 и 10 поступает yi. На первый вход умножителя 9 поступает коэффициент 32 и в нем происходит умножение, результат которого Э2У1 записывается в регистр 11 произведений. На первый вход умножителя 10

поступает коэффициент ai и в нем происходит умножение, результат которого aiyi записывается в регистр 14 произведений. Произведение Э2Уо с регистра 12 перепишется в регистр 13, а в регистр 12 записывается Ь2Уо с регистра 11 произведений.

В пятом такте в регистр 7 результатов поступает выходной отсчет ZL На первый вход первого сумматора 3 поступает входной отсчет Х2, на второй вход с регистра 13

поступает аауо. В сумматоре 3 происходит суммирование, результат которого поступает на первый вход второго сумматора 4, на второй вход которого поступает содержимое регистра 14 aiyi. В сумматоре 4 происходит суммирование, результат которого

Х2 + Э2уо + aiyi y2 записывается в первый

регистр 5. В регистр 13 записывается Ь2уо с

регистра 12, а в регистр 12 записывается

содержимое регистра 11 произведений Э2У1.

С второго регистра 6 через вход второго коммутатора 2 на входы умножителей 9 и 10 поступает yi. На вход умножителя 9 поступает коэффициент Ьа и в нем происходит умножение, результат умножения 02У1 записывается в регистр 11. На первый вход второго умножителя 10 поступает коэффициент bi, где происходит умножение, результат которого biyi записывается в регистр 14.

В шестом такте на информационный выход 8 фильтра выдается результат zi. Во входной регистр 15с информационного входа 16 фильтра поступает новый входной отсчет хо. С первого регистра 5 операнд уа через первый коммутатор 1 поступает на первый вход сумматора 3. На второй вход которого с четвертого регистра 13 поступает Ь2уо и в нем происходит суммирование, результат которого поступает на первый вход второго сумматора 4, на второй вход которого поступает содержимое регистра 14 biyi. В сумматоре 4 происходит суммирование и его результат уа + bayo + biyi Z2 записывается в первый регистр 5. Через первый вход второго коммутатора 2 на вторые входы умножителей 9 и 10 и во второй регистр 6 поступает уа. На первый вход первого умножителя 9 поступает коэффициент за и в нем происходит умножение, ре- зультат которого Э2У2 записывается в регистр 11. На первый вход второго умножителя 10 поступает коэффициент ач, в умножителе 10 происходит умножение, результат которого aiy2 записывается в ре- гистр 14, Произведение Э2У1 с третьего регистра 12 записывается в четвертый регистр 13, а в третий регистр 12 записывается Ь2У1 с регистра 11.

В седьмом такте в регистр 7 результатов поступает отсчет т.ч. С выхода выходного регистра 15 поступает новый входной отсчет хо, который через первый коммутатор 1 поступает на первый вход первого сумматора 3, на второй вход с регистра 13 посту- пает Э2У1. В сумматоре 3 происходит суммирование., результат которого поступает на первый вход второго сумматора 4, на второй вход которого поступает содержимое второго регистра 14 aiy2 и результат

суммирования х о + Э2У1 + Э1У2 уз записывается в первый регистр 5. В четвертый ре гистр 13 записывается 02У1 с третьего регистра 12, в который записывается содержимое первого регистра 11 Э2У2. С второго регистра 6 через второй вход коммутатора 2 на вторые входы умножителей 9 и 10 поступает у2. На первый вход первого умножителя 9 поступает коэффициент D2, где происходит умножение, результат которого 02У2 записывается в регистр 11. На первый вход второго умножителя 10 поступает коэффициент bi, где происходит умножение/ результат которого biy2 записывается в регистр 14.

0 5 0 5

0 5 0

0

В восьмом такте на информационный - выход 8 фильтра выдается отсчет гл. Дальнейшая работа фильтра происходит аналогично.

Формула изобретения Рекурсивный цифровой фильтр, содержащий первый и второй сумматоры, г. рвый и второй регистры, первый и второй умножители, блок памяти коэффициентов, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первыми входами первого и второго умножителей, выход первого сумматора подключен к первому входу второго сумматора, выход которого подключен к информационному входу первого регистра, выход которого подключен к информационному входу второго регистра, отличающийся тем, что, с целью упрощения фильтра, в него введены входной регистр, первый и второй коммутаторы, первый и второй регистры произведений, третий и четвертый регистры, регистр результатов и счетный триггер, причем информационный вход входного регистра соединен с входом фильтра, выход входного регистра соединен с первым информационным входом первого коммутатора, второй информационный вход которого соединен с выходом первого регистра, с информационным входом регистра результата и с первым информационным входом второго коммутатора и вторым информационным входом первого коммутатора, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, выход второго регистра соединен с вторым информационным входом второго коммутатора, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго умножителей, выходы которых соединены соответственно с информационными входами первого и второго регистров произведений, выходы которы-х соединены соответственно с вторым входом второго сумматора и информационным входом третьего регистра, выход которого через четвертый регистр соединен с вторым входом первого сумматора, адресный вход блока памяти коэффициентов соединен с управляющими входами первого и второго коммутаторов, входного регистра и выходом счетного триггера, счетный вход которого соединен с синхро- входами всех регистров и является входом тактовых импульсов фильтра, выход регистра результата является выходом фильтра.