Нерекурсивный цифровой фильтр Советский патент 1981 года по МПК H03H17/06 

1

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

Известен многоканальный цифровой фильтр, содержащий сумматор и в каждом канале последовательно соединенные регистры, выходы которых под. ключены ко входам соответствующих блоков умножения D1.

Указанный фильтр реализует режим многоканальной работы, однако в нем невозможно понижение частоты дискретизации выходного сигнала, так как этот фильтр является рекурсивным и каждый отсчет сигнала зависит от предшествующих выходных отсчетов.

Из известных цифровых фильтров наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является нерекурсивный цифровой фильтр, содержащий сумматор, блоки умножения, выходы которых подключены ко входам сумматора, а входы присоединены к выходам последовательно соединенных регистров, вход первого из последовательно соединенных регистров подключен к выходу дополнительного буферного регистра, вход которого является входом цифрового фильтра. В известном цифровом фильтре блоки умножения работают с пониженной частотой, что создает возможность для увеличения быстродействия и резерв времени, ко, торый можно использовать для обработки большого количества сигналов 2J .

Недостаток известного фильтра отсутствие многоканального режима работы, что вызвано невозможностью одновременной обработки поступающих последовательно во времени отсчетов сигналов, принадлежащих разным каналам.

Цель изобретения - распп рение функциональныхвозможностей цифрового фильтра за счет реализации многоканальной работы с пониженной частотой дискретизации выходного сигtuuia, Поставленная цель достигается тем, что в нерекурсивный цифровой фи.пьтр, содержащий сумматор, блоки умножения и цепь регистров, причем выходы регистров подключены ко входам блоков умножения, выходы блоков умножения подключены ко входам сумматора, выход которого является выходом фильтра, введены коммутатор и К- параллельных цепей регистров , где к - число каналов, причем входы коммутатора являются входами фильтра, вглходы коммутатора соединены со входами параллельных цепей регистров и со входами первых k блоков умножения, и,кроме того, регистры в параллельных цепях объединены в группы по к регистров в калодой и выходы каждой группы подклю чены ко входам блоков умножения. На чертеже представлена структурная схема нерекурсивного цифрового, фильтра с пониженной частотой дискре тизащш выходного сигнала на два;;канала. Цифровой фильтр содержит сумматор 1, блоки умножения 2-9, регистры 10-21, коммутатор 22, вход 23 суммат ра , Входы 24 и 25 коммутатора являются входами первого и второго каналов фильтра. Цифровой фильтр работает следую щим образом. Входной сигнал фильтра представля ет совокупность отсчетов первого х и второго X каналов, поступающих на входы 24 и 25 фильтра соответственно Сигналы X и 5 поступают одновременно в моменты времени t, t+1, t+2, t+3, t+4,..., Так. на вход 24 первого каМала Поступают последовательно отсчеты входного сигнала XQ(t), х(t+ Xr)(t+2), x(t+3), а на вход 25 в тора отсчеты Xo(t), , ГО канала x,2(t+2), ) , и т.д., где индексы соответствуют номеру отсчета. Коммутатор работает таким образо что на четном его выходе формируется последовательность О, XQ(t), Xo( Xg,At+2), Xr|(t+2), x(, X4U+4), a Ha нечетном выходе - последовател ность О, x(t+U, 51, ), X3(t+3) Xj(t+3b fljtH пояснения работы фильтра рас смотрим сигналы в различных точках устройства, напр1 мер для момента вр мени t+8, считав что регистр вноси 4 задержку на один такт , а блоки умножения и сумматор задержки не вносят. В момент времени t+8 на выходе 24 фильтра присутствует сигнал Xg(t+8), на входе 25 - сигнал Xg(t+8), на выходах коммутатора будут присутствовать сигналы X6(t+6) и x-j(t+7) соответственно, на выходе регистра 10 X4.(t+4). на выходе регистра 11 X4.(t+4jf на выходе регистра 12 Xr(t+2), на выходе регистра 13 Xpj(t+2), на выходе регистра 14 Xo(t), на выходе регистра 15 - )на выходе регистра 16 - x5(t+5), на 17-х tt+5), на выходе регистра выходе регистра 18 - xo(t+3), на выходе регистра 19 - Xij(t+3), на выходе регистра 20 - ),. на выходе регистра 21 - x(t+l), Таким образом, на входах блоков умножения в момент t+8 присутствуют сигналы Xg(t), X(t+l), Xrl(t + 2), X(t + 3), X4(t+4J, X5-(t+5), Xg,(t+6), x-7.(t+7), принадлежащие одному каналу, в этом же такте производится умножение на коэффициенты а Эд. 3j, О ° ° 2. °3 соответственно, и на выходе сумматора получится выходной сигнал ,.,+а,-,х,+а, х.+ . В следующий момент времени t+9 на входах блоков умножения будут присутствовать сигналы X JJ, xl, , 5, я, 4- F 6 7 3 на выходе сумматора - сигнал, соответствующий вто рому каналу: х, )+аг, +a4X4.+a5-%- -ag5r6+a75 7 Выше был рассмотрен пример двухканального фильтра. При увеличении числа каналов больше двух, несколько изменяется коммутатор, в нем появляются мультиплексоры, г числом входов больше двух - 4, 8, 16, и вместо триггера для управления мультиплексорами следует использоватьсчетчик с коэффициентом пересчета, равным 4, 8, 16 соответственно. В схеме фильтра группы регистров будут содержать 4,8, 16 и т.д. регистров. Следует отметить, что использование многовходовых мультиплексоров и регистров не является затруднительным, поскольку это регулярные и широко распространенные элементы. Дополнительно введенные регистры и коммутатор позволяют обрабатьшать в рассматриваемом фильтре отсчеты сигналов, принадлежащие различным

каналам, и получать на выходе цифроиого фильтра выходные сигналы различных каналов последовдтельно во времени, т.е. реализовать многоканальную работу фильтра и тем самым расширить его функциональные возможности и область применения.

Предлагаемый многоканальный цифровой фильтр характеризуется возможностью использования его в Многоканальных системах передачи и обработки дискретной информации при идентичных характеристиках каналов при получении высокого быстродействия, например в многоканальных системах электросвязи.

Формула изобретения

Нерекурсивный цифровой фильтр, содержащий сумматор, блоки умножения и цепь perHCTpioB, соединенных последовательно, причем вход первого регистра подключен к входу первого блока умножения, выход первого блока умножения подключен к входу сумматора, выход которого является выходом цифрового фильтра, отличающийс я тем, что , с целью расширения функциональных возможностей за счет реализаш и многоканальной работы фильтра с пониженной частотой дискретизации выходного сигнала,в него введены коммутатор и (,к-1) параллельных цепей регистров,- где к - число каналов, причем входы коммутатора являются входами цифрового фильтра, выходы коммутатора соединены соответственно с входами первых блоков умножения и входами первых регистров к параллельных цепей регистров, причем регистры в параллельных цеплХ объединены в группы по k регистров в каждой и выходы регистров каждой .группы подключены ко входам соответствующих блоков умножения, выходы

которых подключены к соответствующим входам сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 703826, кл. G 06 F 15/34, .1978.

2. Авторское свидете.пьство СССР № 669476, Кл. G Об F 15/34, 1978 (прототип).