Цифровой фильтр

 

ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР, содержащий генератор тактовых импульсов, дешифратор , кольцевой счетчик, блок постоянной памяти, умножитель, накапливающий сумматор, блок памяти, первую и.вторую группы элементов И, первый элемент И, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом первого элемента И и тактовым входом кольцевого счетчика, информационный выход которого подключен к входу дешифратора и адресному входу блока постоянной.памяти, информационный выход которого соединен с первым входом умножителя, выход которого подключен к входу накапливающего сумматора, выход которого соединен с первыми входами элементов И первый группы, выходы которых являются информационным выходом фильтра , первый выход дешифратора соединен с вторым входом первого элемента И и первыми входами элементов И второй группы, вторые входы которых являются информационным входом фильтра- , второй выход дешифратора соединен с вторыми входами элементов И первой группы, а информационный выход блока памяти соединен с вторым входом умножителя , отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, -g в него введены группа элементов ИЛИ (Л и второй элемент И первый вход ко/г торого соединен с вторым выходом дешифратора , выход первого элемента И подключен к второму входу второго элемента И, выход которого соединен с адресным входом блока памяти, информационный вход которого соединен с выходами элементов ИЛИ группы, первые входы которых соединены соответственно с выходами элементов И второй группы, выходы элементов И первой группы соединены соответственно с вторыми входами элементов ИЛИ группы .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„10 2 A

3(51) Н 03 Н 17 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOIVlY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3504700/18-24 (22) 21.07.82 (46) 2 3.12.83. Бюл, Р 47 (72) А.А,Егоров, И.A.Смирнов, В.В.Сотников, В.Н,Уланов, и A.Ñ.Äèòêoâñêàÿ (71) Ленинградский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового

Красного Знамени технологический институт им. Ленсовета (53) 681.32(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 563676, кл. Н 03 Н 17/04, 1977, 2. Авторское свидетельство СССР

Р 758166, кл. Н 03 Н 17/06, 1980 (прототип) . (54) (57) ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР, содержащий генератор тактовых импульсов, дешифратор, кольцевой счетчик, блок постоянной памяти, умножитель, накапливающий сумматор, блок памяти, первую и. вторую группы элементов И, первый элемент И, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом первого элемента И и тактовым входом кольцевого счетчика, информационный выход которого подключен к входу дешифратора и адресному входу блока постоянной. памяти, информационный выход которого соединен с первым входом умножителя, выход которого подключен к входу накапливающего сумматора, выход которого соединен с первыми входами элементов И первый группы, выходы которых являются информационным выходом фильтра, первый выход дешифратора соединен с вторым входом первого элемента И и первыми входами элементов И второй группы, вторые входы которых являются информационным входом фильтра., второй выход дешифратора соединен с вторыми входами элементов И первой группы, а информационный выход блока памяти соединен с вторым входом умножителя, отличающийсятем, что, с целью повышения быстродействия, ж в него введены группа элементов ИЛИ и второй элемент И, первый вход колторого соединен с вторым выходом дешифратора, выход первого элемента И С„ подключен к второму входу второго элемента И, выход которого соединен с адресным входом блока памяти, информационный вход которого соединен с выходами элементов ИЛИ группы, первые входы которых соединены соответст-: венно с выходами элементов И второй группы, выходы элементов И первой группы соединены соответственно с вторыми входами элементов ИЛИ группы.

1062856

Изобретение относится к цифровой. вычислительной технике и может быть использовано в системах обработки информации, информационно-измерительных системах, устройствах прогноэи— рования случайных сигналов, 5

Известен цифровой рекурсивный фильтр, который содержит включенные последовательно запоминающее устройство, блок умножения, накапливающий сумматор, управляемый квантующий 10 генератор, измеритель внешнего параметра, коммутатор, блок переключения диапазонов и перестраиваемый аналого-цифровой преобразователь (11 .

Недостатком этого фильтра является15 громоздкость схемы поиска элементов в запоминающем устройстве и, как следствие, малое быстродействие.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является цифро- 2р вой фильтр. содержащий блок оперативной памяти, блок управления, блок памяти весовых коэффициентов, умножитель, дешифратор, элемент И, две группы элементов И и накапливающий сумматор, вход которого соецинен с выходом умножителя, первый вход которого подключен к первому выходу блока памяти весовых коэффициентов, вход которого соединен с выходом блока 30 управления, в орои вход умножителя соединен с выходом блока памяти, второй выход блока памяти весовых коэффициентов соединен со входом дешифратора, выход которого соединен с первыми входами первой и второй групп элементов И и первым входом э. емант=". И, выход которого подключен к первому входу блока памяти, второй эхо которого соединен с выходом элемснтов И гервой группы, вто-40 рые входы когорых являются входом фильтра, при этом выход накапливающего сумматора соединен со вторыми входами второй группы элементов И, выходы которых являются выходом фильт- 45 ра, а выход блока управления соединен со вторым входом элемента И 2)

Однако недостатком известного фильтра является малое быстродействие при реализации рекур ивных алгорит— мов, Цель изобретения — повышение быст= родействия цифрового фильтра.

Поставленная цель достигается тем, что в,ифровой фильтр, содержащий ге 55 нератор тактовых импульсов, дешифра:..ор, кольцев зй счетчик, блок постояннои памяти, умножитель, накапливающий сумматор, блок памяти, первую и вторую группы элементов И, первый элемент И, причем выход генератора .актовых импульсов соединен с первым входом первого элемента И и тактовым входом кольцевого счетчика, информа— ционный выход которого подключен 65 ко входу дешифратора и адресному входу блока постоянной памяти, информа-, ционный выход которого соединен с первым входом умножителя, выход которого подключен ко входу накапливающего сумматора, выход которого соединен с первыми входами элементов И первой группы, выходы которых являются информационным выходом фильтра, первый выход дешифратора соединен со вторым входом первого элемента. И и первыми входами элементов И второй группы, вторые входы которых являются информационным входом фильтра, второй выход дешифратора соединен со вторыми входами элементов И первой группы, а информационный выход блока памяти соединен со вторым входом умножителя, введены группа элементов ИЛИ и второй элемент.И, первый вход которого соединен со вторым выходом дешифратора, выход первогo элемента И подключен ко второму входу второго элемента И, выход которого соединен с адресным входом блока памяти, информационный вход которого соецинен с выходами элементов ИЛИ группы, первые входы которых соединены соответственно с выходами элементов И второй группы, выходы элементов И первой группы соединены соответственно со вторыми входами элементов НЛИ группы, На чертеже показана схема цифрового фильтра, Схема содержит генератор 1 тактовых импульсов, блок 2 постоянной памяти, умножитель 3, накапливающий сумматор 4, блок 5 памяти, дешифратор 6, первый элемент И 7, первую группу элементов И 8, вторую группу элементов И 9, группу элементов ИЛИ 10, второй элемент И 11, кольцевой счетчик 12, Цифровой фильтр реализует следующий алгоритм: где ) — весовые коэффициенты при выходной функции; весовые коэффициенты при входной функции

Индекс 1 здесь и в дальнейшеь. обозначает текущий момент времени °

Цифровой фильтр работает следующим образом.

Согласно формулы (1) последнее по времени значение выхода фильтра перемножается с коэффициентом 80

A номер ячейки для этого последнего значения определяется с помощью 9 по формуле

),(,4) = (l9+ (+1+ ) Nod (M+AD+1) .

B исходном состоянии при = 0 < находится в ячейке с номером „= О, 1062856

M и =- Е Ъ|(; y. t- ф, Х

К=О «=0 г 44 7

ВНИИПИ Заказ 10260/58 Тираж 936 Подпксное чилкал ППП "Патент", г. Ужгород,ул. Проектная,4 д., находится в ячейке с номером

j< = М, Х g-1 находится в ячейке с номером )>- M +1, _#_ находится в ячейке с номером 4 .М+Й.

Импульсы генератора 1 поступают на входы кольцевого счетчика 12 и в блок 5 памяти. При этом происходит считывание соответствующих кодов в умножителе 3 и накапливание результата в сумматоре 4, Дешифратор, связанный с кольцевым счетчиком и бло- 10 ком 2, дешифрирует состояния М4 А(+И+1, При состоянии М запрещающий сигнал поступает на вход элемента И 7 и на инверсный вход группы элементов И 8, поэтому на входе умножителя 3 в этом 15 состоянии считывается значение 1-и находящееся в ячейке с номером М кроме того, происходит сдвиг счетчика адресов блока 2 в состояние М+1, а счетчик адресов блока 5 памяти остается в состоянии М; и в ячейку памяти с этим адресом записывается значение Х . Следующий импульс приводит к выборке значения )(1 и, их умножению и накапливанию в сумматоре 4, При состоянии M+N+1 счетчика адресов блока 2 запрещающий сигнал с дешифратора поступает на вход элемента И 11 и на инверсные входы группы элементов И 9, происходит считывание значения сигнала Х (, которое находится в ячейке с номером М+Й, и соответствующего весового коэффициента ф„ из ячейки памяти М+1)+1, этот же импульс переводит счетчик 35 блока 2 в состояние О, а счетчик блока 5 остается в состоянии М+Я, в эту ячейку происходит запись значения .

На этом заканчивается цикл получения значения 1, которое выдается на вход фильтра, накапливающий сумматор в это время обнуляетСя.

При 3 60 значение (1 находится в ячейке с номером j,= 9 пгой (М+Ч+1), и в этом же состоянии находится счетчик 5 адресов блока, м находится в ячейке с номером

, = (.),+41 mo3 (M+N+1), Х g < находится в ячейке c HoMepoM ) - (j

Таким образом, реализуется формула (1), которая может быть записана с помощью номеров ячеек блока памяти в виде где j =- той (М+К+1);

),= (3„+М) gnome (М+ Д+1) = (М-9 ) rno3 (М+)(+1)

Причем, как видно из формулы (2), ячейка с номером jq используется два раза подряд, Цикл заканчивается ячейкой с номером 4 и с нее же начинается новый цикл работы фильтра.

Таким образом, введение дополнительных связей и элементов позволяет увеличить быстродействие цифрового фильтра.