Устройство для цифровой фильтрации Советский патент 1981 года по МПК H03H17/06 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИФРОВОР ФИЛБТРАЦИИ

I

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в системах цифровой обработки сигналов.

Известно устройство для цифровой фильтрации входного сигнала, содержащее регистр сдвига, параллельные регистры, запоминающее устройство коэффициентов, множительное устройство, накапливающий сум.матор, устройство управления 1.

Известно также устройство для умножения на коэффициент, содержащее сдвигающий регистр, два сумматора, элемент И и блок управления, включающий генератор тактовых импульсов, входной регистр для хранения постоянного коэффициента и дещифратор, выходы которого соединены со вторы.1и входами элементов И 2.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является цифровой фильтр, содержащий постоянное запоминающее устройство, соединенное через схемы И с нараллельно-последовательным перемножителем, с которым также через схемы И соединено оперативное запоминающее устройство, выходы последовательно-параллель ного перемножителя, соединены с входами

последовательного сумматора, выходы которого соединены с последовательным накопителем, устройство управления, имеющее связь со всеми устройствами, входящими в цифровой фильтр 3.

Недостатком данных устройства является большой объем аппаратуры.

Цель изобретения - упрощение устройства цифровой фильтрации.

Поставленная цель достигается тем, что , в устройство, содержащее сдвигающий регистр, накапливающий сумматор и регистр,

10 причем первый вход сдвигающего регистра подключен ко входу устройства, группа выходов сдвигающего регистра подключена к первому входу накапливающего сумматора выход которого подключен к входу регистра 15 и второму входу накапливающего сумматора, выход регистра является выходом устройства, введены три счетчика, два триггера и два элемента И. причем первые входы элементов И соединены с тактовым входом устройства, выход первого элемента И со20единен с первым входом первого счетчика и третьим входом накапливающего сумматора, выход первого счетчика соединен с входом второго счетчика и первым входом парного триггера, первый выход второго счетчика соединен со вторым входом первого счетчика и первым входом третьего счетчика, выход которого соедипеи со вторым входом первого триггера, первый выход которого соединен со вторым входом первого элемента И, второй выход первого триггера соединен с вторым входом второго элемента И, вы:ход которого соединен с вторым входом третьего счетчика и вторым входом сдвигающего регистра, второй выход второго счетчика соединен с первым входом второго триггера, второй вход которого соединен с входом з4пуска устройства, выход второго триггера соединен с третьим входом первого элемента И. На чертеже представлена блок-схема устройства цифровой фильтрации. Устройство содержит два триггера 1 и 2, дВа элемента И 3 и 4, счетчик 5 с переменным коэффициентом пересчета, накапливающий сумматор 6, счетчик 7 с постоянным коэ(|)фициентом пересчета, сдвигающий регистр 8, счетчик 9 с переменным коэффициентом пересчета, регистр 10. Сдвигаю ций регист() 8 вьщолнен в иде последовательно соединенных групп разря.юв, причем разрядность каждой группы равна разрядности кода выходного сигнала, а число групп равно числу суммируемых членов в уравнении, О1|исывающем алгоритм работы цифрового фИЛЕзтра, записанно.м в канонической форме. Устройство работает следующи.м образом, В первую группу разрядов регистров 8 записывается код текущего значения выходного сигнала. Триггеры 1 и 2 открывают элемент И 3, пропуская тактовую частоту на счетный вход счетчика 5, в котором счетчиком 7 установлен коэффициент пересчета, равный первому постоянному коэффициенту (|)ильтра. Одновременно тактовая частота проходит на суммирующий вход сумматора 6 в котором осуществляется суммирование кода измеренной величины за (К-1)-ый цикл, хранящийся в грунне регистра 8. Импульс переполнения счетчика 5 поступает на счетный вход счетчика 7, изменяя его состояние, что в свою очередь вызывает изменение ко -ффициента пересчета счетчика 5, и на триггер 2, который закрывает элемент И 3 и открывает элемент И 4, пропуская тактовую частоту на счетный вход счетчика 9 и на сдвигающий вход регистра 8. Коэффициент пересчета счетчика 9 равен числу разрядов одной гру1ты регистра 8 всех кодовых состояний счетчика 7 за исключением нулев-ого. Таким образом, осуИ1ес1 влястся сдвиг всего кода входной величи1 ы и в т-ой группе регистра 8 оказываете;, код входной величины за (К-2)-ой цикл. Цепь кольцевого переноса обеспечивает запись кода входной величины за (К-1) шгкл в первую группу ;хмистра 8. Имнульс переполпепия счетчика 9 изменяет состояние триггера 2, который закрывает элемент И 4 и открывает элемент И 3. В дальнейщем операция суммирование - сдвиг происходит аналогично описанному. После суммирования п кодов входных величин самих с собою число раз, равное соответствующему постоянному коэффициенту фильтра, на выходе сумматора 6 оказывается выходной код фильтруемого сигпала, который переписывается в регистр 10. После заверщения последней операции су.м.мирования импульс переполнения счетчика 7 изменяет состояние триггера 1, закрывая элемент И 3. При этом нулевое состояние счетчика 7 задает для счетчика 5 коэффициент пересчета, равный первому постоянпому коэффициенту фильтра, а для счетчика 9 коэффициент пересчета равный удвоенному числу разрядов одной группы регистра 8. Таки.м образо.ч, после последней операции сдвига коды предыдуплих циклов вычисле1П1я оказываются сдвипутыми на одну грунпу разрядов вправо, а первая группа разрядов регистра 8 готова для приема кода в следующем пикле работы устройства Цифровой фильтрации. 1редлагаемое устройство цифровой фильтрации может использоваться в системе автоматики, управления, пз.мерений и контроля напряженности и градиента магнитного ноля. Формула изобретения Устройство для цифровой фильтрации, содержащее сдвигающий регистр, накапливающий сумматор и pei-истр, причем первый вход сдвигающего регистра подключен ко входу устройства, выход сдвигающего регистра подключен к первому входу накапливающего сум 1атора. выход которого подключен к входу регистра и второ.му входу наканливающего сум.матора, выход регистра является выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит три счетчика, два триггера и два элемента И, причем первые входы элементов И соединены с тактовым входо.м устройства, выход первого элемента И соединен с первым входом первого счетчика и третьим входо.м накапливающего сумматора, выход первого счетчика соединен с входом второго счетчика и первым входом первого три1тера, первый выход второго счетчика соединен со вторым входо.м первого счетчика и первым входом третьего счетчика, выход которого соединен со вторым входом первого триггера, первый выход которого соединен со вторым входо.м первого эле.мента И, второй выход первого триггера соединен с вторым входом второго элемента И,

выход которого соединен с вторым входом третьего счетчика и вторым входом сдвигающего регистра, второй выход второго счетчика соединен с первым входом второго триггера, второй вход которого соединен с входом запуска устройства, выход второго триггера соединен с третьим входом первого элемента И.

Источники информации, принятые во внимание нри экспертизе

кл. Н 03 К X, опублик. 1977 (прототип).