Нерекурсивный цифровой фильтр Советский патент 1981 года по МПК H03H17/04 

Изобретение относится к вычислительной технике и мо;хет быть исполъзовано в системах обработки и передачи дискретной информации, радио и гидролокации. Известен многоканальный цифровой фильтр, содержащий суглматор и в каждом канале последовательно соединенные регистры, выходы .которых подклю чены ко входам соответствующих блоков умножения р.. Известныйфильтр реализует режим многоканальной работы, однако в нем невозможно повышение частоты дискре тизации выходного сигнала. Наиболее близким по технической сущности к- изобретеншо является нерекурсивный цифровой фильтр нижних частот, -содержащий cy 1мaтop, блоки умножения и цепь регистров 2, Недостатком данного фильтра явля ется понижение частоты дискретизации за счет выборки некоторых отсчетов из входной последовательности. Цель изобретения - расширение фун циональных возможностей цифрового фильтра за счет реализации многоканальной работы с повышенной частото дискретизации выходного сигнала. Поставленная цель достигается тем, что в нерекурсивный цифровой фильтр, содержащий сумматор, блоки умножения и цепь регистров, выходы регистров подключены ко входам блоков умножения, причем вход первого регистра и первого блока умножения.являются входом фильтра, введени К-1 сумматоров и коммутатор, где К - число каналов, причем ко входам каждого i-ro сумматора подключены выходы блоков умножения сНомерами, равными i+kN, где ,2 ..., , ..., k, а выходы сумматоров подключены ко входагл .KOt/iMyTaTOpa, выходы которого являются выходами цифрового фильтра. На черте е представлена структурная схема нерекурсивного цифрового фильтра с повышением частоты дискретизации выходного сигнала на два канала. Цифровой фильтр содержит сумматоры 1 и 2, блоки 3-10 умножения, регистры 11-17,-коммутатор 18, вход 19 фильтра соединен со входом первого регистра 11 и блока 3 умножения, выходы регистров соединены со входами следующих регистров и входами соответствующих блоков умножения, выходы блоков умножения подключены ко входам сумматоров, выходы сумматоров присоединены ко входам коммутатора, выходы которого являются выходами устройства Устройство работает следующим образом. Входной си-гнал фильтра представляет чередующуюся последовательность от счетов сигналов первого х и второго Ix каналов, Сигналы х и х чередуются во времени так, что на вход 19 фильтра поступает последовательность x;o(t-+l), x(t + 2), 5r(t + 3), x.2(t+4), + S) .,, и т.д. где индексы соот ветствуют номеру отсчета сигнала дан ного канапа. Для пояснения работы фильтра рассмотрим сигналы в различных точках. устройства. . Для момента времени t+7 на входе 19 фильтра присутствует сигнал х.( t+7 на выходе регистра 11 - Xo(t+6), на выходе регистра 12 - 9,{t+5} , на выходе регистра 13 - хя(1+4), на выходе регистра 14 - х (t + 3), на выходе регистра 15 - х {t+2), на выходе регистра 16 - JpCt+l), на выходе регистрг1 17-- Хд(1). Таким образом, на входах блоков умно)хения 3, 5, 7 и 9 в момент времени t+7 присутствуют с игналы x(t+7), x/i(t+5), x(t+3),, xo(t + l), соответственно, a на входах блоков умножения 4, 6, 8 и 1.0 - сигналы x,j{t+6), x,j.(t + 4), x(t+2), xo(t На входы суг/ матора 2 поступают произведения отсчетов сигналов первого канала на коэффициенты, и в результате на выходе cyMf-iaTOpa 2 получаем выходной отсчет сигнала первого канала аоХр + а х +a x2 +ag-x . На выходе суглглатора 1, входы которого подключе ны к блокам 3, 5, 7 и 9 умножения получаем выходной отсчет сигнала второго канала, а именно у а ,х +ас-х + ,. В следующий момент времени t+ на входе фильтра появляется сигнал ху, а в регистрах.фильтра хранимыеотсчеты сдвигаются на один вправо. При ЭТОГ1 на выходе сутлматора 2 присутствует отсчет сигнала второго канала + а .х + , а на выходе cyr/iMaTopa 1 - сигнал первого канала х.+а ,х+ауХ +а х . Таким образом, на входах кo Iмyтaтopa в момент времени t+7 присутствуют сигналы y(t+7) и .y(t + 7) разных каналов, в момент t+8 на тех же входах присутствуют сигналы у (t+8 ) , у (t+8), в момент времени t+9 сигналы y(t+9), y(t + 9) и т.д. Ko.1мyтaтop обеспечивает распределение и вьадачу сигналов у (t+7), у(t+8), у(t+9) ... и т.д., принг1дле)ха1иих одному каналу, на предназначенный для первого канала выход 20. Следовательно, при поступлении на вход сигналов XT,(t + 7), x(t+8), 7,(t + 9), x(t + 10), ....ит.д. на выхол : riepHOjo канала фильтра присутствует пр ..чедовательность отсчетов y(t+7), y(t+8), y(t+9), y(t+10),.., где f(), выходе 21 - последовательность y(t + 7), 7 (t+8), y(t+9) y(t + 10), где (). Таким образом, частота следования выходных последовательностей Y и V в два раза выше, чем входных последовательностей х и х. В случае построения фильтра на большее число каналов следует увели|чить число сумматоров до К-1 при построении К-канального фильтра и подключить к входам ка) сумматора выходы соответствующих устройств умножения, причем ко входу i-го сумматора следует подключить входы устройств умножения с номерами i+kN, и использовать ког/1мутатор на К-1 входов и выходов. Дополнительно введенные коммутатор и сумматоры позволяют обрабатывать в рассматриваемом фильтре отсче-. ты сигналов, принадлежащие разным каналам и получать на выходе отсчеты каналов с повышенной частотой дискретизации, т.е. реализовать многоканальную работу с повыиленной частотой дискретизации выходного сигнала и тем самым расширить его функциональные возможности и область применения. Такие свойства являются ценными для многоканальных систем электросвязи, так как при повышении частоты дискретизации спектр выходного сигнала периодичен с периодом, кратным частоте дискретизации, и при высокой частоте дискретизации дополнительные периодические спектры дальше отнесены от основного спектра. Такой перенос спектра сигнала, реализуемый предлагаемым фильтром, может быть использован, например, при формировании группового сигнала в ИКМ системах, а также в системах преобразования ИЮ/ ВД - ИКП ЧД. Предлагаемый цифровой фильтр выгодно отличается от известного возможностью использования его в много- канальных системах, требующих переноса спектра сигнала. Формула изобретения Нерекурсивный цифровой фильтр, содержащий сумматор, и блоков умножения и (п-1) регистров, соединенных последовательно, причем вход первого регистра соединен со входом первого блока умножения и. является входом цифрового фильтра, выходы регистров подключены ко входам соответствующих блоков умно;: ения, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет реализации многоканальной фильт эации с повышенной частотой дискретизации выходного сигнала каждого канала, в него введены К-1 сумматоров и коммутаторов, где К - число каналов, причем ко входам каждого i-го сумматора подключены выходы блоков умножения с номерами, равными i+kN, где ,1,2.,., ,2...,К, а выхода сумматоров подключены к соответству 01; им входам коммутатора, выходы которого являются выходами цифрового фильтра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 703826, кл. G 06 F 15/34, 1978.

2.Авторское свидетельство СССР №669476, кл. G 06 F 15/34, 1978 (прототип) .