Экстремальный цифровой фильтр
ЭКСТРЕМАЛЬНЫЙ ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР, содержащий аналого-цифровой преобразователь, выход которогоподключен к входу первого регистра и входу первого элемента задержки, выход которого соединен с входом второго регистра и входом второго . элемента задержки, выход которого подключен к входу третьего регистра. первый cyi.j iaTop, выход которого соединен с входом интерполятора., .выход которого является выходом фильтра , а вход аналого-цифрового преобра зователя является входом фильтра, отлич ающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него .введены нуль-орган, дифференциатор/ второй и третий сумматоры, причем вход аналого-цифрового преобразоват еля объединен с входом дифференциатора, выход которого подключен к управляющему входу аналого-цифрового преобразователя и управляющим входам второго и третьего сумматоров, выходы которых соединеi ны соответственно с первым и вторым входами первого сумматора, выходы СЛ .первого и третьего регистров подключены к первым входам соответственно второго и третьего сумматоров, вторые входыкоторых объединены и .подключены к выходу второго регистра. S 00 00 С0
(19) (11)
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
3(611 Н 03 Н 17/06 Ъ= . с;„„
-У ВЪ.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
1 (54)(57) ЭКСТРЕМАЛЬНЫЙ ЦИФРОВОЙ
ФИЛЬТР, содержащий аналого-цифровой преобразователь, выход которого подключен к входу первого регистра и входу первого элемента задержки, выход которого соединен с входом второго регистра и входом второго элемента задержки, выход которого подключен к входу третьего регистра, К.ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3440734/18-24 (22) 20.05.82 (46) 23.09.83. Бюл. Р .35 (72) A.Т.Ерохин, В.A.Ляпощенко, М.П.Строганов и В.П.Шкодырев (71) Пензенский политехнический институт (53) 681.32 (088.8) (56) 1. Патент CttlA 9 3808412, кл. Н 03 Н 17/06, опублик. 1974..
2. Рабинер Л., Гоулд Б. Теория и применение. цифровой обработки сигналов. М., "Мир", 1978 (прототип). первый cyr.матор, выход которого соединен с входом интерполятора, выход которого является выходом фильтра, а вход аналого-цифрового преобра эователя является входом фильтра, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены нуль-орган, дифференциатор", второй и третий сумматоры, причем вход аналого-цифрового преобразователя объединен с входом дифференциатора, выход которого подключен к управляющему входу аналого-цифрового преобразователя и управляющим входам второго и третьего сумматоров, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым g входами первого сумматора, выходы .первого и третьего регистров подключены к первым входам соответствен. но второго и третьего сумматоров, вторые входы которых объединены и подключены к выходу второго регистра, Й
104 3819
Изобретение относится к цифровой обработке сигналов, а именно к уст-, ройствам цифровой фильтрации сигнала с целью сглаживания и разделения компонент сигнала по частотным диапазонам.
Известно устройство цифровой фильтрации, требующее уменьшенного количества ячеек памяти (1) .
Однако недостатком данного устройства является большой объем дис- 10 кретных отсчетов N сигнала на интер. вале анализа 7 определяемый, как правило, из условия теоремы котельникова по формуле N = 2 fb Ti где частота высшей гармонии сигнала. 15
Это приводит при анализе случайных процессов к большим объемам вычислений, а в случае предварительного накопления сигнала в памяти ЭВМ вЂ” к использованию большого объема памяти p
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является цифровой фильтр, содержащий аналого-цифровой преобразователь, элементы задержки, умножитель и сумматор j2) .
Недостатком известного устройства является наличие нескольких схем умножения, снижающих быстродействие фильтра и усложняющих .апларатурную реализацию метода экстре мальной цифровой фильтрации. Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.
Указанная цель достигается тем, что в цифровой фильтр, содержащий аналого-цифровой преобразователь,, выход которого подключен к входу первого регистра и входу первого элемента задержки, выход которого 40 соединен со входом второго регистра и входом второго элемента задержки, выход которого подключен ко входу третьего регистра, первый сумматор, выход которого соединен со входом 4 интерполятора, выход которого является выходом фильтра, а, вход аналого-цифрового преобразователя является входом фильтра, .введены нульорган, дифференциатор, второй и О .третий сумматоры, причем вход аналого-цифрового преобразователя объединен со входом дифференциатора, выход которого подключен к входу. нуль-органа, выход которого подключен к управляющему входу аналогоцифрового преобразователя и управляющим входам второго и третьего сумматоров, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами первого сумматора, выходы первого и третьего регистров подклю-, чены к первым входам соответственно второго и третьего сумматоров, вторые.входы которых объединены и подключены к выходу второго регистра.
На чертеже представлена функциональная схема экстремального цифрово"
ro фильтра.
УстРойство содержит аналого-цифровой преобразователь 1, нуль-орган
2, дифференциатор 3, первый 4, второй 5 и третий 6 регистры (экстремумов), первый 7 и второй 8 элементы задержки, сумматоры 9 и 10 (со сдви- гом на 2 разряда вправо), сумматор ,11 и интерполятор 12. а
Управляющий вход аналого-цифрового преобразователя 1 (АЦП) соединен с выходом нуль-органа 2, соединенного с дифференциатором 3, а выход— с входом первого регистра 4 и через элементы задержки — с входами второго
5 и третьего 6 регистров, выход первого регистра соединен с первым входом сумматора 9 (со сдвигом на два разряда), выход второго регистра — со вторыми входами сумматоров
9 н 10 (co сдвигом на два разряда вправо), а выход третьего регистра
6 — с первым входом сумматора 10
"(со сдвигом на два разряда вправо),,выходы сумматоров — с входами суммами îîa 11, выход которого соединен со . входом интерполятора 12, а управ- ляющие входы сумматоров 9 и 10 соединены с выходом нуль-органа..
Фильтр работает следующим образом.
Входной сигнал х (t ) поступает,на измерительный вход АЦП 1,и дифференциатор.3. В момент перехода первой производной.сигнала x(t) через нуль, соответствующий моменту появления экстремума x (t ) = x>t ij сигнала
x(t), нуль-орган 2 выдает разрешающий сигнал на управляющий вход
АЦП, на выходе которого сформируется код текущего экстремума. x>(t). Сформированный код зафиксируется в регистре 4 и в элементе 7 задержки.
При этом в регистре 5 будет находиться код предыдущего экстремума
x9 )i - 1) сигнала, а в регистре 6 код экстремума х (1 — 2,,предшептВувщЕГО ЭКСтрЕМуМу x> (i †. 1J . СФОРмированные коды с выходов регистра 4 и регистра 5 подаются на входы сумматора 9 и с выхода, регистра 5 и регистра 6 - на входы сумматора 10.
Одновременно на управляющие входы сдвига на два разряда вправо с выхода нуль-органа 2 поступает сигнал, двигающий код суммы х> (ij + х t i — 1) и код суммы мз (1 — 1) + хз (1 - 2) на два разряда вправо. После этого сдвинутые коды поступают на сумматор 11, где складываются, образуя отсчет сглаженного временного ряда, а затем — на вход интерполятора 12, формирующего непрерывный сигнал.
1043819
Составйтель A.Áàðàíoâ
Техред М,Тепер КорректорА.Повх
Редактор П.Коссей
Заказ 7356/60 Тираж 936 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва,. Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 Таким образом, введение указанной выше, совокупности блоков и связей между ними позволяет ослабить требование к быстродействию аналого-цифрового преобразователя и цифрового фильтра в целом.
