Нерекурсивный цифровой фильтрдециматор

 

НЕРЕКУРСИВНЫЙ ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР-ДЕЦИМАТОР по авт. св. № 1109890, отличающийся тем, что, с целью увеличения глубины затухания вне полосы пропускания , между входом нерекурсивного цифрового фильтра-дециматора и третьим входом сумматора включены последовательно соединенные введенные дополнительный умножитель и блok задержки, а между выходом генератора, тактовых импульсов и вторым входом дополнительного умножителя - дополнительное постоянное запоминающее устройство.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Н 03 Н 17/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1109890 (21) 3759895/24-09 (22) 21.06.84 (46) 30.11.85. Бюл. Ф 44 (71) Ленинградский электротехнический институт связи им. проф. М.А.Бонч-Бруевича (72) Б.Д.Матюшкин, М.Н.Поляк, Т,В.Губанова и А.Ю.Виноградов (53) 621.372.544(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1109890, кл. Н 03 Н 17/06, 1982.

„„SU„„119542Î д (54)(57) НЕРЕКУРСИВНЫЙ ЦИФРОВОЙ

ФИЛЬТР-ДЕЦИМАТОР по авт. св.

N - 11110099889900, отличающийся тем, что, с целью увеличения гЛубины затухания вне полосы пропускания; между входом нерекурсивного цифрового фильтра-дециматора и третьим входом сумматора включены последовательно соединенные введенные дополнительный умножитель и блоК задержки, а между выходом генератора тактовых импульсов и вторым входом дополнительного умножителя — дополнительное тво.

1195420

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в сНс темах цифровой обработки информации.

Цель изобретения - увеличение глубины затухания вне полосы пропускания.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема нерекурсивного цифрового фильтра-дециматора; на фиг. 2 — диаграммы, поясняющие его работу.

Нерекурсивный цифровой фильтр-дециматор содержит умножитель 1, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ)

2, сумматор 3, регистр .4 сдвига, дополнительный умножитель 5, дополнительное ПЗУ б, блок 7 задержки, генератор 8 тактовых импульсов (ГТИ) и делитель 9 частоты.

Нерекурсивный цифровой фильтр-де" циматор работает следующим образом..

Алгоритм работы нерекурсивного цифрового фильтра (НЦФ) без децимации описывается разностным уравнением й-1

Y (nT) g b; X(nT — iT), 1о и О, 1, 2,..., где Т вЂ” порядок дискретизации;

b,. — коэффициенты фильтра;

N — порядок фильтра;

X(nT) и Y+(nT) — соответственно входной и выходной сигналы.

Если на входе фильтра осуществляется уменьшение частоты дискретизации (децимация в т раз), т.е. из последовательности отсчетов 7+(nT) берется только каждый тп-й отсчет, то НЦФдециматор описывается разностным уравнением

М-3 И/2- ( "(" и-. Еь,х(,.т-;т) . > t x(mmes- T)i

1=0 t-s

И(2-1

X (SHIIT- — - К

/ N1 KO -+K 2

Допустим, что m (N (2m, тогда эа интервал времени Т = тпТ, равный интервалу дискретизации выходного сигнала, необходимо вычислить сумму

N произведений — произведений Ь на

1 отсчеты входного сигнала X(mnT— — iT), i = О, 1,..., N/2 — t, и задержанных íà N/2.òàêòoâ входного

Ъ

55 сигнала произведений Ъяц,р. Hà X(mnT— КТ), К = О, 1,..., N/2 — 1.

Для примера рассмотрим случай, когда N = 2m = 6. Тогда для вычисления первого выходного отсчета У(0) необходимо вычислить произведение

b X(0); для вычисления второго отсчета Y(1 ° ЗТ) — сумму ЬрХ(ЗТ) +

+ Ъ„Х(2Т) + b2 Х(Т) + Ь Х(0 -Т); следующего отсчета 7(2.3Т) — сумму

Ь,X(6T) + Ь„X(5T) + Ь,Х(4Т) +

+ Ь Х(ЗТ) + Ь4Х(2Т) + Ь Х(Т) и т д

Генератор 8 тактовых импульсов генерирует последовательность тактовых импульсов Р, с периодом дискретизации Т входного сигнала (фиг. 2 а).

Делитель 9.частоты вырабатывает из последовательности F последователь1 ность тактовых импульсов F с пери2 одом дискретизации Т = mT выходного сигнала (фиг. 2 В ) . В ПЗУ 2 записана одна половина коэффициентов фильтpG 1Ър, Ъ„, Ь ) а B дополнительном

ПЗУ 6 — другая половина коэффициентов (Ъэ, Ь, Ь5 3. Отсчеты входного сигнала X(nT) поступают на вход умножителя 1, на второй вход которого из.ПЗУ 2 с таким же периодом подаются коэффициенты фильтра, причем в последовательности, определяемой циклическим сдвигом последовательности (b» b» Ь„).

Таким образом, на второй вход умножителя 1 поступает последовательность чисел 1,Ьр b2 b„, Ьр Ь2 >

b, ... 3. Одновременно отсчеты сигнала X(nT) поступают на вход дополнительного умножителя 5, на другой вход которого с тем же периодом из дополнительного ПЗУ 6 поступает последовательность коэффициентов Ь5, Ъ, Ь, b5, Ь5, Ь,...), определяемая циклическим сдвигом последовательности (Ьэ, Ъ, Ь ).

Рассмотрим работу НЦФ-дециматора при вычислении выходных отсчетов

Y(0 3T), Y (1 ЗТ) р Y(2-ЗТ) . Вычисление. осуществляется на семи тактах при и = О, 1, 2, 3, 4, 5; 6(фиг.2а, б, в, r).

К нулевому такту регистр 4 сдвига и блок 7 задержки обнулены, т.е. с их выходов на вход сумматора 3 подаются нули. На нулевом такте (n = О) на первый вход умножителя 1 поступает сигнал Х(О-Т), а на второй — коэффициент Ър. Результат умножения

Ь X(0 ° Т) подается на сумматор 3 и после сложения с нулями записывается в регистр 4. Одновременно сигнал

1!95420

X(0 Ò) поступает на первый вход дополнительного умножителя 5, »а второй вход которого поступает коэффициент Ъ, результат умножения Ь Х(0 ° T) подается на блок 7 задержки, который 5 обеспечивает задержку сигнала на

N/2 = 3 такта. С делителя 9 частоты на регистр 4 поступает тактовый импульс F» который считывает содержимое регистра 4, равное выходному отсчету Y(0 3T), на выход устройства. При этом происходит обнуление регистра 4, который таким образом подготавливается к вычислению следующего выходного отсчета У(1 ЗТ).

На первом такте (n = 1) на первые входы умножителя 1 и дополнительного умножителя 5 поступает сигнал Х(! Т).

На второй вход умножителя 1 подается коэффициент Ь из ПЗУ 2, а на второй вход дополнительного умножителя 5— коэффициент Ь из " дополнительного

ПЗУ 6. Результат умножения умножителя 1 поступает на -сумматор 3, складывается с нулями и записывается в регистр 4. Результат умножения дополнительного умножителя 5 подается на блок 7 задержки. На втором такте (n = 2) на первые входы умножителя 1 и дополнительного умножителя 5 посту-30 пает сигнал Х(2Т). На второй вход умножителя 1 подается коэффициент

Ь, результат умножения Ь„ Х(2Т) складывается в сумматоре 3 с содержимым регистра 4, т.е. с величиной

Ь Х(1-Т), и сумма записывается в регистр 4. С выхода блока 7 задержки по-прежнему поступает ноль. На второй вход дополнительного умножителя . 5 подается коэффициент Ь . Результат <р умножения с выхода дополнительного умножителя 5 Ъ,!Х(2Т) поступает на блок 7 задержкй. На третьем такте на первые входы умножителя 1 и дополнительного умножителя 5 приходит сиг- 45 нал Х(3.r). При этом на блок 7 задержки с выхода дополнительного умножителя 5 поступает сигнал Ъ Х(3 ° Т). С выхода умножителя 1 и на первый вход сумматора 3 подается сигнал ЬОХ(ЗТ),-5р а с выхода блока 7 задержки на тре тий вход сумматора 3 приходит сигнал

Ь Х(0. Т). Эти сигналы складываются в сумматоре 3 с содержимым регистра 4, и реэультат записывается в ре- . у гистр 4.

Таким образом, на третьем такте содержимое регистра 4 равно требуемому значению выходного отсчета НЦФдециматора

Т) = bo Х(ЗТ) + Ь,, Х(2Т) +

+ Ь Х(Т) + Ъ Х(О ° 7).

В этот момент .времени с делителя

9 частоты на регистр 4 поступает тактовый импульс F, считывающий содержимое регистра 4 на выход устрой- ства. При этом снова происходит обнуление регистра 4. На четвертом так" те на входы умножителя I и дополнительного умножителя 5 поступает сигнал Х(4Т). На второй вход умножителя

1, как и на первом такте, поступает коэффициент Ь . Результат умножения

Ь Х(4Т) подается на сумматор 3 и складывается с сигналом Ь Х(Т), приходящим с блока 7 задержки. Результат сложения записывается в регистр 4 и т.д. На шестом такте на первые входы умножителя 1 и дополнительного умножнтеля 5 поступает сигнал Х(6Т). На второй вход умножителя 1 подается коэффициент Ь . Результат умножения Ь Х(6Т) подается на сумматор 3. На ворой вход сумматора

3 приходит сигнал Ь Х(ЗТ) с выхода блока 7 задержки, а на третий — со держимое регистра 4, которое к этому моменту равно Ь„Х(5Т) + Ь Х(4Т) +

+ Ь|Х(2Т) + Ь Х(Т). Результат суммирования записывается в регистр 4.

Таким образом, на шестом такте содержимое регистра 4 становится равным Ъ Х(6Т) + Ь„Х(5Т) + Ъ Х(4Т) +

+ Ьэ Х(ЗТ) + Ь, Х(2Т) + Ь Х(Т), т.е. требуемому значению следующего отсчета НЦФ-дециматора Y(2 3T). Поступающий в этот момент времени на регистр

4 тактовый импульс F< с делителя 9частоты считывает содержимое регистра 4 на выход устройства и обнуляет его.

В общем случае алгоритм работы предлагаемого устройства следующий.

На каждом и-м такте (n = О, 1,...) с частотой дискретизации входного сигнала в умножителе 1 осуществляется умножение отсчета входного сигнала Х(пТ) на коэффициент фильтра Ь где i = N/2 — 1 — (n — 1) m, в дополнительном умножителе 5 — умножение X(nT) на Ь, где К = N — 1

1 У (n — 1) ш, а (А), дВ означает число А по модулю В. Результат умножения умножителя и задержанный на

Nj2 тактов входного сигнала реэульй

« юТ)

ЩИТ/ г

Составитель А.Осипович

Техред О.Неце Корректор Е,Сирохман

Редактор А.Лежнина

Заказ 7422/57 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

S 1 тат умножения дополнительного умножителя 5 складывается в сумматоре 3 с частотой дискретизации 1/Т с час- . тичной суммой

195420 . Ь где Ч) = N/2 — (n — 1)„1ш, V2—

= N — {п — 1) dm.

tno

На каждом К-м такте (К = О, m, 2m, ...) осуществляется считывание на выход содержимого регистра 4, равного к этому моменту отсчету выходного сигнала НЦФ-дециматора

Y(K mT), и происходит обнуление регистра 4.