Многоканальный нерекурсивный цифровой фильтр

 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в системах цифровой обработки информации. Цель изобретения - повьппение быстродействия . Многоканальньй нерекурсивный цифровой фильтр (МКНЦФ) содержит N-1 регистров сдвига (PC) 1, N умножителей . 2, N-1 двухвходовьЕХ сумматоров 3, N-1 групп 4 дополнительных PC. Каждая из групп 4 состоит из К-1 PC 5. Входной сигнал представляет собой чередующиеся во времени выборки сигналов от К каналов. PC 1 и PC 5 ос тцествляют хранение и задержку входньп: и промежуточных отсчетов на время б . Умножители 2 осуществляют перемножение отсчетов сигнала на коэф. импульсной х-ки а,, а, ... а. С выхода первого двухвходового сумматора 3 отсчеты отфильтрованных сигналов проходят на выход МКНЦФ, В частном случае, при двухканальной фильтрации каждая группа 4 вырождается в один PC 5. При этом на выходе МКНЦФ поочередно формируются сигналы первого м второго каналов, t ил. I (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 Н 03 Н 17/04

Ю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3805732/24-09 (22) 23.10.84 (46) 15.01.87, Бюл. 1Ф 2 (72) С.Л.Титов и П.В.Козлюк (53) 621.323 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 860288, кл, Н 03 Н 17/06, 1981.

Авторское свидетельство СССР

Р 841084, кл. Н 03 Н 17/04, 1979. (54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ НЕРЕКУРСИВНЦЙ

ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР (57) Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в системах цифровой обработки информации.

Цель изобретения — повьппение быстродействия. Многоканальный нерекурсивный цифровой фильтр (МКНЦФ) содержит

N-1 регистров сдвига (PC) 1, N ум„„80„„128 949 А1 ножителей. 2, N-1 двухвходовых сумматоров 3, N-1 групп 4 дополнительных

РС. Каждая из групп 4 состоит из К-1

РС 5. Входнои сигнал представляет собой чередующиеся во времени выборки сигналов от К каналов. РС 1 и PC 5 осуществляют храненж и задержку входных и промежуточных отсчетов на время . Умножители 2 осуществляют перемножение отсчетов сигнала на коэф. импульсной х-ки а, а, ...ан.

С выхода первого двухвходового сумматора 3 отсчеты отфильтрованных сигналов проходят на выход МКНЦФ, В частном случае, при двухканальной фильтрации каждая группа 4 вырождается в один РС 5. При этом на выходе МКНЦФ поочередно формируются сигналы первого н второго каналов. 1 ил.

1?8

Изобретен(?е относится к радиотехнике и может быть и(?пользогано в системах цифров зй обработки информации.

Цель изобретения — повы(?(ен??е быстродействия.

На чертеж- приведена структурная электрическая схема многoKB?taë? ??oго нерекурсивно:;о цифрового фильтра.

Многокана-r?.II?,r?? псрекурсивный цифровой фильтр содержит N-1 регистров

1 сдвига, N умножителей 2, N-1 двухсум(?а2 оров 3, N 1 ? ру??п 4 дополнительных регистров сдвига,состаящих каждая из К-1 регистров 5 сдвига.

Многоканальный нерекурсивный цифровой фильтр работает сле(, ?o(;??(M образом.

На Вход и (сгска?(ат(?>?(о? с порет(урсив?тс? с 1??1((. р ) В(. т с (!?(J(?2! pл е т;(((т()" вси -(астстОи 1 Z(. --! / ((/1 .) . Где (ПЕРИОД КВант(згапин СИГ(?апа В т?ажДОМ

1(а? 1<(ле ) пс)ст >>па(oT В(?бО?)ки вх()дн?>lх сигналов от . < каналов, 1(oTop.(е -?среду(()тся Do ?3?)(>?.;Р??11.> 1 ег??стр(? 1 СДви

rB и регистры 5 в Группах 4 дополниТРЛЫIЫХ PC= Ã?.?(тт)ОВ СДВИГ 1 ОСУ((?ЕCT?) 1(? ют хранение и задержку соответственНО ВХОД?1?>?Х ОТC>?ЕТОВ И П1)С?>С».")т > О>lнl?Х результате)в на время

Умножители 2 ссу(((ествз>1??(()2 1((ремпожение входпьг сто (етсв сиг(?B»B на коэффициенты импульсной характеристики а, а,, а,, соответственно., О) (»

?1?зухвхсд(з?з?>?е сум"!атop? (3 ??1з с??зв с дят суммирОва?п?е ?эсз )((и та ТОв г((>рРМИО . жения с выходов j Il(o:o(гелей ? c npc??ЕЖУТОЧ?((>(И?1 РЕЗ ) Л?>т=(TР? (J> . ПСС (", тlаЮ щими с вь?ходов гр->?(И 4 iro(слнительпых регистров сдвига. Впснь в»((??(с—

ЛЕННЫЕ ПРОМЕ»(УтО i(!?»B- ВЕЗУЛ?,татц C ГЫходов двухгхсдсв(>(х су?((?: ) Оров ? посту??ают на входы ". рупп 4 (д(з??(с.>(т((ттепьHbJx) ре(>?етрсв з сд?з??га > -. TI(>?> Ода первого двухвходсвсгс су((?(атора 3

oTc>?pTû Отфильтрованн(>(х (игпалов псс тУПаЮТ На ВЫХОД МПСГОКацаЛЬНОГО т Е-. рекуpc? IB(lol о ц??(11)О() 0 (0 ()?11 ь (з(з i ...

1ia вход (;;--1) . руттпы - ; Доно;>((и:тельных регистрс?з 5 пос;-,-па((от произ-ведения вход? ь х (зтс -:етсв па кс.:-ффи-ЦИЕНТ ((>Ит?т>ч Рад(И("), (:. Вт-lх i а ",— Гс (( (zkI.IoåèтелВ 2, Рассмотри?(работу мпо Гoк=((laz(ü.rоro нерекурс?п?(?Ого ц?афро?зсго (1)(?льт>р((., обрабатывающего вход(ые О?счеть? псступаютдие OT ?lan>)(?iа(тaлст ., 1(j) ) (?, >xка??а (?? Iro?1 (1>и((ьтра??т>((к з)т(?(ая т )у??па

3949 2 дополнительных регистров сдвига вырождается в один регистр 5, Входной сигнал многоканального перекурсивного цифрового фильтра представляет чередующуюся последовательность отсчетов сигналов первого х и второгс х каналов. Сигналы х и х чеу((-((t+2N 2) хоа)(- х(a»-z+ (+Х2а,, +...+х„а. +x» а +х а (1а ?тыходс Второгo двухтзходовсгс сумматора 3.2 формируется прсмея(уточ-( пый результат 72(t+2N-2), равный

"2 (2) ""о 1 (-т х((»»- "I -2 (+х2а 5+ ° -+X» 3а2.(.х „а

tJB ?зыходе третьего сумматора 3. 3 промежуточный результат (3) г,-,((+ 1(-2)-х, B.„, x;l +...+

>(О»-"> Ъ ?(-2 2 и т.д.

В следу(в(?(??й мом" ((г времени t +

+? (N- >)+1 зна -(ение ?(ходпсгс с??г?(ала х „, ("+2N-2) записывастся в первый

;)егистр 1, (ст?в?1(а. Содержимое ре- . п(?ст1)а 1 > 1 ° ) 1 (>> 2) переписывается тз сз(еду(з(1?(?е вегистрь(1,2,... „1. (N-1) -дгиГB ) B !?B ВхОди мнсГскат?аз??>??ОГО

ПЕРЕКУтЗСИВПОГО Ц(? )ПСГСГО фИЛЬтРа lroягл;.;: тся Bxo;J;t-?OJI стсч(=": х,, (t+2N-1) . (1ромежутс»?ые ре:уттьта-:(,! Д ) .-,-.Вхсдо(?(.(:-:- е»?(>?(втор(>в 3, 2 >, {1>(— 1 ) запО((п?(т?>)т(- я J? Группах 4 . 1,,, . -, (1(-2) до.тсЛ ;(ТЕЛ -ПЫХ РЕГИСТРОВ СДВИГа. ССДЕРх:?м(зе групп 4. 1,..., (N-1) дополни(EЛ(>???>?Х ()С? 1(CTPOD СДВИГа .?OCT„vi??аРТ

;т;(гтo;)?>io вх(зды д?зухгхсдсвых сумм ?

»Ораз 3. 1,...,3. {М- 1) ., Где суммируредуются во времени так, что на вход поступает последовательность

1О х,(tj х,(t +1), х,(t+2) х (t+3) х„ „ ((+21(-2), .х „ (t+2N-1) (1 ) и т.д., где индексы при х и х соответствуют номеру отсчета сигнала данного канала.

В момент времени t+2(N-1) на входе присутствует с??гнал х>,.(t+2N — 3);

Ва вы»otte первого регистра 1.1 сдвигa Х» 2 (t+2N-3), на выходе второго >Д регистра 1. 2 сдвига х,((t-L2N — 4); па выходе третьего регистра 1.3 сдви?.а х?, ((.< 2N-5) и т>д.

На выходе первого двухвходового сумматора 3.1 в этот мс??ент времени формируется выходной ore>?OT (t+

- »-?

+2N — 3) .1283949

Формула изобретения ра у< (t+2N) =x, а и 1 +х а н г + ° ° ° + +х N ) а +х„,я у (с+211+1) =х ач-г +хгаи- + +

+х ц, а, +х„,а (6) y„„(t+2N+2) =x н- +xç - + +

+х а +х„а„+х „, a × 1 н 1 Ч! О °

Из анализа приведенных уравнений видно, что на выходе многоканального нерекурсивного цифрового фильтра поочередно формируются выходные сигналы первого канала у (t+2i) и второго канала y;(t+2i+1), причем у. (t+2i)=x; н„а,„, +х; а„+ у; (+21-+" ) =х; д,„а, +х; ац +

+... +х а„-х а

1-1 1 1 (7) (8) В случае построения фильтра на произвольное число каналов К на выСоставитель А.Осипович

Редактор И.Сегляник Техред .,Н.Глущенко Корректор Т. Колб

Заказ 7458/57 Тираж 899 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ется с произведением соответствукяцих входных отсчетов на .коэффициенты фильтрации, которые поступают на первые входы двухвходовых сумматоров

3.1,...,3.(N — 1) с выходов умножителей 2.1,...,2.(N-1).

Таким образом, на выходе первого двухвходового сумматора 3.1 формируется следующий выходной отсчет у„, (t+2N-1)> представляющий собой сумму промежуточного реэупьтата

Z (г+2И-2) в соответствии с выражением (3) и произведения x, а т.е. у „, (с+2И вЂ” 1) =х, а, +х, а „, + (5)

+ + + . + +, - х2аи, ° . ° х1,, а2 хи, а, -х„, а,.

В следующие моменты времени на выходе первого двухвходового сумматора 3.1 подобным образом формируются следующие выходные отсчеты фильтходе фильтра будет поочередно формироваться выходные отсчеты для всех

К каналов

Применение двухвходовых суммато5 ров для реализации предлагаемого алгоритма многоканальной фильтрации позволяет существенно увеличить быстродействие.

Многоканальный нерекурсивный цифровой фильтр, содержащий последовательно соединенные N-1 регистров сдвига, где N — порядок многоканального нерекурсивного цифрового фильтра, и М умножителей, входы которых подключены к соответствующим выходам регистров сдвига, кроме первого умножителя, вход которого соедичсн с входом первого регистра сдвига и является входом многоканального нерекурсивпого цифрового фильтра, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, введены И-1 двухвходовых сумматоров, первые входы которых подключены к выходам i-х (где i=1 2,..., N — 1) умножителей соответственно, М-1 групп дополнительных регистров сдвига по

К-1 (где К вЂ” количество каналов филь-( трации) соединенных последовательно регистров сдвига в каждой группе и включенных между выходами )-х (rдe

35 j =2,3,..., N-1) и вторыми входами (j — 1)-х двухвходовых сумматоров соответственно, кроме (N-1)-й группы дополнительных регистров сдвига, включенной между выходом И-го умно40 жителя и вторым входом (N-1) -ro двухвходового сумматора, а выход первого двухвходового сумматора является выходом многоканального нерекурсивного цифрового фильтра.