Нерекурсивный цифровой фильтр-дециматор
НЕРЕКУРСИВНЫЙ ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР-ДЕЩМАТОР, содержавши последовательно соединенные сумматор и регистр , выход которого соединен с первым входом сумматора, а также последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и делитель частоты , при этом выход генератора тактовых импульсов и выход делителя частоты соединены соответственно с входами записи и считывания регистра, отличающийся тем, что, с целью возможности формирования произвольной амплитудно-частотной характеристики , а него введены J MHOжитапь , первый вход которого является входом фильтра, а выход подключен к второму входу сумматора, и постоянi ное запоминающее устройство, включенное мелзду вторым входом умножиО ) теля и выходом генератора тактовых импульсов.
09) 01)
Эйли Н 03 Н 17 /06
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ
U, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А В ТОРСНОМЪ 0ИИДЕТВЛЬ СТОУ (21) 3430040/18-09 (22) 26.04.82 . (46) 23.08.84. Бюп. 9 31 (72) Л.М.Гольденберг, Б.Д .Матющкин, М.H.Ïîëÿê и Т.В.Губанова (71) Ленинградский электрдтехничес-. кий институт связи нм. проф.. М.А. Бонч-..
Бруевича (53) 621.396.6 (088 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
Ф 669476, кл . Н 03 Н 17/06, 1979.
2. Гольденберг Л.М. и др . Цифровые устройства на интегральных схемах в технике связи. М., "Связь", 1979, с. 158-159, рис. 5.28 (прототип) ° (54) (57) НЕРЕКУРСИВНЫЙ ЦИФРОВОЙ
ФИЛЬТР-ДЕЦИМАТОР, содержащий последовательно соединенные сумматор и регистр, выход которого соединен с первым входом сумматора, а также последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и делитель частоты, при этом выход генератора тактовых импульсов и выход делителя частоты соединены соответственно с входами записи и считывания регистра, отличающийся тем, что, с целью возможности формирования произвольной амплитудно-частотной характеристики, в него введены умножитель, первый вход которого является входом фильтра, а выход подключен к второму входу сумматора, и постоянное запоминающее устройство, включенное между вторым входом умножителя и выходом генератора тактовых импульсов.
1109890
Поставленная цель достигается тем, что s нерекурсивный цифровой фильтр-дециматор, содержащий последовательно соединенные сумматор и регистр, выход которого соединен с первым входом сумматора, а также последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и делитель частоты, при этом выход генератора тактовых импульсов и выход делителя частоты соединены соответственно с входами. записи и считывания регистра, введены умножитель, первый вход которого является входом фильтра, а выход подключен к второму входу сумматора, и постоянное запоминаю45
Изобретение относится к цифровой технике и может быть использовано в системах цифровой обработки радиотехнических сигналов.
Известен нерекурсивный цифровой,5 фильтр-дециматор, содержащий входной буферный регистр, регистр сдвига состоящий из элементов задержки от,счетов входного сигнала на период дискретизации, выходы которых подключены к входам сумматора через умножители отсчетов на коэффициенты фильтра L13.
Недостатком этого устройства является то,,что если порядок N передаточной функции цифрового фильтра велик, то для реализации данной схемы требуется большая оперативная память (N-1 элемент задержки) и большое количество умножителей (Н), т.е. велики аппаратные затраты.
Известен нерекурсивный цифровой фильтр-дециматор, содержащий сумматор, выход которого подключен к входам регистра, а выход регистра— к одному из входов сумматора, на другой вход которого подаются отсчеты входного сигнала Г21.
Недостатком известного устройства является то, что амплитудно-частотная 30 характеристика (АЧХ) интегратора далека от идеальной АЧХ фильтра нижних частот (равной 1 в полосе пропускания и имеющей малые значения в полосе задерживани ), тогда как к, фильтрам обычно предъявляются доста" точно жесткие требования к неравномерности АЧХ в полосе ппопускания и уровню полавления в полосе заперживания. 40
Цель изобретения — возможность
Формирования произвольной АЧХ. щее устройство, включенное между вторым входом умножителя и выходом генератора тактовых импульсов.
На чертеже представлена структурная электрическая схема нерекурсивного цифрового фильтра-дециматора.
Нерекурсивный цифровой фильтр-дециматор содержит умножитель 1, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 2, сумматор 3, регистр 4, ге нератор 5 тактовых импульсов и делитель 6 частоты. Входной сигнал
x(nT) поступает на первый вход умножителя 1, на второй вход умножителя 1 из ПЗУ 2 поступает очередной коэффициент фильтра. Выход умножителя подключен к одному из входов сумматора 3, выход которого подключен к входу регистра 4. Один из выходов регистра 4 подключен к второму входу сумматора 3, а второй выход является выходом устройства. Генератор
5 и делитель 6 вырабатывают сигналы управления работой отдельных блоков.
Нерекурсивный цифровой фильтрдециматор работает следующим образом.
Алгоритм работы нерекурсивного цифрового фильтра без децимации описывается разностным уравнением я-1 у (пТ) = $ Ь. х(пТ-iT), п = 0,1, -e где Т
Допустим, что N C m. Тогда за ин,тервал времени Т = шТ, равный интервалу дискретизации выходного, сигнала необходимо вычислить сумму N произвецений коэффициентов Ь1, на отсчеты входного сигнала х(пшТ-iT) (i=0,1, ...N-1) . — период дискретизации; ь — коэффициенты фильтра;
N — порядок фильтра;
x(nT) и у (nT) -. соответственно входной и выход" ной сигналы.
Если на выходе фильтра осуществляется уменьшение частоты.дискретизации (децимация) в m раз, т.е. из последовательности отсчетов УМ(пТ) берется только каждый m-й отсчет, то нерекурсивный цифровой фильтрдециматор описывается раэностным уравнением и-1 у(пшТ) 2; Ь,х(шпт 1.Т), п =0,1,;..
3 1109890 4 . Пусть М=тп=5. Тогда для вычисления зультат записывается в регистр 4. первого выходного отсчета у(0) необ- Таким образом, на 5-м такте содержиходимо вычислить. произведение Ь х(0) . мое регистра 4 равно требуемому знадля вычисления второго отсчета чению выходного отсчета фильтра-деу(1 ° 5Т) необходимо вычислить сумму . 5 циматора у(1 5Т). В этот момент вреb h (5T) + Ь,1 х(4Т) + Ь х (ЗТ) + мени с выхода делителя 6 частоты на
+ b õ(2T) + b, х(Т),следующего отсчета регистр 4 поступает тактовый импульс
y(2<5T) — сумму Ь©х(10Т) + Ь„х(ЭТ) + с частотой F, считывающий содержимое
+ Ь х(8Т) + Ь х(7Т) + Ь„х(6Т} и т.д. регистра 4 на выход устройства. При
Генератор 5 генерирует последова- 0 эуом происходит обнуление регистра
1О тельности тактовых импульсов с часто- 4, который таким образом подготавлитой Р и с периодом дискретизации Т вается к вычислению следующего вы-. входного сигнала, а делитель 6 час- ходного отсчета у(2 5Т) . На 6-м тактоты — с частотой F и с периодом . те начинается вычисление отсчета дискретизации Т = mT выходного сиг- 1> y(2 "5T): в умножителе 1 осуществля/ нала. Отсчеты входного сигнала ется вычисление произведения
x(nT) поступают на вход умножителя Ь х(6Т), которое, будучи сложенным
1, на другой вход которого из ПЗУ 2 с нулем, записывается в регистр 4 с тем же периодом поступают коэффи- и т.д. циенты фильтра, причем в последова.тельности, определяемой циклическим В общем случае алгоритм работы сдвигом последовательности 1Ь -, Ь, федлагаемого устройства следующий:
Ь, b, b„) . Таким образом, на вто- на каждом п-ом такте (n =. 0,1,...) рои вход умножителя 1 поступает по- с частотой дискретизации входного следовательность чисел Ъ, Ъ„, Ь, 5 сигнала в умножителе 1 осуществл ле осуществляет2 Ь Ьч ° ° ° ) Чя умножение отсчета входного сигна
Рассмотрим работу устройства при ла x(nT) на коэффициент фильтра Ь, вычислении выходного отсчета у(1 5T). где i = N-1-(и-1)вод m, а (A)mod В
Вычисление осуществляется на 5 так- означает число А по модулю В, результах при п = 1-5. К 1-му такту регистр30 тат умножения складывается в сум4 бн о улен, т.е. с его выхода на вход маторе 2 с частичной сумм и
М, о сумматора 3 подается ноль. На 1-ом, „Ь х(пТ-lT), где r = N-(n-1)mod щ такте (п=1) на один из входов умножи а 1 = i-г+1. На каждом k-м такте теля 1 поступает сигнал x(t), а на (k = О,m,2m,...) осуществляется счидругой вход — коэ и ент Ь и ру д оэффициент „и 35 тывание на выход содержимого регистра 4, равного к этому моменту врепоступает на с ммато 3 и б у P Зэ и будучи мени отсчету выходного сигнала фильтсложенным с нулем записывается в Ра g (A а1.Т) и обнуление регистрегистр 4. На 2-м такте (п=2) на ра 4. входы умножителя 1 поступают сигнал 40 х(T) и коэффициент Ь,. результат Применение в предлагаемом устройст" х(2Т умножения Ь х(2Т) складывается в
:ве новых элементов — умножителя и сумматоре 3 с содержимым регистра 4, ПЗУ, выгодно отличает предлагаемый т.е. с величиной Ь х(Т), и ре ультат ° нерекурсивный цифровой фильтр-децизаписывается в регистр 4 и т.д. 45 матор от известного, так как позвоНа 5-м такте. на входы умножителя 1 ляет использовать произвольные велипоступают сигнал x(5T) и коэффициент чины коэффициентов фильтра полуФ I
В
Ь, результат умножения Ь х(5Т) . ченные в результате рениния аппроксискладывается в сумматоре 3 с содержа- мационной задачи по заданным требонием регистра 4 (которое. к этому. 50 ваниям к частотным характеристикам моменту времени равно Ь, х(Т) + и позволяет формировать АЧХ произ+ Ь х(2Т) + Ь х(ЗТ) + Ъ,„х(4Т) и ре- вольного заданного вида.
ВНИИХИ Заказ 6100/41 Тираж 862 Подписиое
Филиал ШШ "Патеит", г.ужгород, уа.йровктжаа, 4
