Цифровой фильтр

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах обработки сейсмических, акустических , видео и других сигналов. Цель изобретения - упрощение устройства. Поставленная цель достигается за счет того, что в устройство входят К/2 регистров первой группы (К - длина импульсной характеристики фильтра) 1.1 - 1.К/2, К умножителей 2.1-2.К, К/2 сумматоров первой группы 3.1-З.К/2, К/2 сумматоров второй группы 4.1-4.К/2, К/2 регистров второй группы 5.1- 5.К/2 и соответствующие связи между узлами устройства. 1 ил. 5S (Л о: оо ел Ю

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

Fr . Pry

1f

3.5

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3953492/24-24 (22) 10. 09. 85 (46) 30.05.87. Бюл. № 20 (7 1 ) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) P. Выжиковски (Р1 ), Ю, С. Каневский, О. E. Корягина и H. E. Пилипчатин (SU) (53) 681.32 (088.8) (56) Патент США № 3980773, кл. G 06 F 15/353, опублик. 1976.

Уильямс Р. Цифровая интегральная схема для фильтрации видеосигналов.— Электроника, 1983, № 20, с. 74 — 79, рис. 4.

„„SU„„1314352 (дц 4 G 06 F 15/353, H 03 Н 17 06 (54) ЦИФРОВОГЛ ФИЛЬТР (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах обработки сейсмических, акустических, видео и других сигналов. Цель изобретения — упрощение устройства. Поставленная цеl6 достигается за счет того, что в устройство входят К/2 регистров первой группь| (К вЂ” длина импульсной характеристики фильтра) 1.1 — 1.К/2, К умножителей

2.1 — 2.К. К/2 сумматоров первой группы

3.1 — З.K/2, К/2 сумматоров второй группы

4.1 — 4.К/2, К/2 регистров второй группы 5.!—

5.К/2 и соответствующие связи между узлами устройства. 1 ил.

1314352

В этом же такте на входы регистров 1.1, 1.2 и 1.3 поступают исходные отсчеты Х(4), Х(3) и Х(2) соответственно. В умножителях 2.5 и 2.6 формируются произведения

Х (3) в (5) и Х (2) о (6) соответственно и через сумматор 3.3 поступают на вход сумматора 4.3. В умножителях 2.3 и 2.4 формируются произведения Х(4) рйу (3) и Х (3) ci (4) соответственно и через сумматор 3.2 поступают на первый вход сумматора 4.2, на второй вход которого из регистра 5.3 поступает Y(6) .

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах обработки сейсмических, акустических, видео и других сигналов.

Цель изобретения — упрощение устройства.

На чертеже изображена структурная схема цифрового фильтра.

Цифровой фильтр содержит К/2 регистров 1.1, 1.2,...,1.К/2 первой группы, К умножителей 2.1, 2.2,...,2.К, К/2 сумматоров 3.1, 3.2,„.,3. К/2 первой группы К/2 сумматоров

4.1, 4.2,...,4. К/2 второй группы, К/2 регистров 5.1, 5.2,....,5. К/2 второй группы.

При реализации процедуры цифровой фильтрации устройство должно вычислять выражение вида

Y(n) = 2 co(J) Х(в — J+ 1), (1) где с у (! ) — коэффициенты импульсной характеристики цифрового фильтра, X(N) входные отсчеты), Y (N) — выходные отсчеты, К вЂ” количество коэффициентов импульсной характеристики цифрового фильтра.

Выражение (1) можно переписать в виде

Y (n) = — .Х (р у (2i — -1) Х (п — 2i+ 2) + !. =!

+ ь(21) Х (п — 2i+ !)) (2)

Через каждый такт работы цифрового фильтра, равный времени срабатывания двух сумматоров и одного умножителя, на вход фильтра подается новый входной отсчет. На выходах регистрах 1.i и 51 (i= — 1, К/2) информация меняется вначале каждого такта работы фильтра. В первом такте работы на вход фильтра поступает Х(1), во втором — Х(2) и так далее. Первые (К/2 — 1) тактов работы фильтра являются холостыми, так как вычисление «полных» выходных отсчетов 1 (и) начинается после того, как на выходе регистра 1.К/2 появится отсчет Х(1).

Рассмотрим пример работы фильтра для случая К= 6.

В К/2= 3-м такте на входы регистров

1.2 и .3 поступает на исходные отсчеты Х (2) и Х(3) соответственно. В умножителях 2.5 и 2.6 формируются произведения Х(2) о(5) и Х(1)о(6) соответственно и через сумматор 3.3 поступают на вход сумматора 4.3.

В 4-м такте в регистр 5.3 второго яруса заносится «частичный» выходной отсчет ((6) i= Х(1) рй)(6)+ Х(2) а(5).

2

В 5-м такте в регистры 5.3 и 5.2 заносятся «частичные» выходные отсчеты Y(7) р=

= Х(3) ю(5)+ Х(2) ы(6) и б(6)г= Y(6) +

+ Х(3)ь(4)+ Х(4)а(3) соответственно. В этом же такте на входы регистров 1.1, 1.2 и 1.3 поступают исходные отсчеты Х(5), Х(4) и Х(3) соответственно. В умножителях

2.5 и 2.6 формируются произведения Х(4) ы(5 и Х(3) в(6) соответственно и через сумматор 3.3 поступают на первый вход сумматора 4.3. B умножителях 2.3 и 2.4 формируются произведения Y(7)i и Х(4) ю(4) соответственно и через сумматор 3.2 поступают на первый вход сумматора 4.2, на второй вход которого из регистра 5.3 поступает Y(7) i. В умножителях 2.1 и 2.2 формируются произведения Х(6) со(1) и Х(5) ь (2 соответственно и через сумматор 3.1 первой группы поступают на первый вход сумматора 4.1, на второй вход которого из регистра 5.2 поступает Y(6) г.

В следующем 6-м такте в регистр 5.3 заносится «частичный» выходной отсчет

Y (8) i = Х (3) ю (6) + Х (4) со (5), в регистр 5.2

Y (7) г=Х (4) ро (4) + Х (5) ю (3) +Y (7) i =Х (4) гй, со (4) +Х (5) со (3) +Х (2) ю (6) +Х (3) ю (5) в регистр 5.1 заносится первый «полный» выходной отсчет Y (6) з= Y (6) г+ Х (5) о (2) +

+ X(6)ro(I)= Х(1)ео(6)+ Х(2)рду (5) +

+ Х(3)ру(4)+ Х(4)(о(3)+ Х(5)о) (2)

+ Х (6) со (1), который затем поступает на выход фильтра.

B каждом следующем такте на выходе фильтра появляется новый выходной отсчет.

Формула изобретения цифровой фильтр, содержащий К умножителей (К вЂ” длина импульсной характеристики фильтра), К/2 сумматоров первой и второй групп, К/2 регистров первой и второй групп, причем первый вход j-ro (j= 1, К) умножителя является входом задания j-го коэффициента фильтра, первый вход К/2-го сумматора второй группы является входом задания логического нуля фильтра, отличаюи!ийся тем, что, с целью упрощения, выход i-го (i= 1, К/2) сумматора второй группы подключен к информационному вхоly i-r oervcxpa второй группы, выход I-го (l== 2, К/2) регистра ворой группы подключен к первому входу (l — 1) -го сумматора второй группы, а выход первого регистра второй гру ппы является информационным выходом фильтра, вторые входы 2 -го и (2i+ 1)-го умножителей соединены с информационным входом (i+ 1)-го регистра первой группы и подключены к выходу -го регистра первой группы, информационный вход первого регистра первой группы соединен с вторым входом первого умножителя и является информационным входом фильтра, выходы (2i — 1) -го и 2i-ro умножителей подключены соответственно к первому и второму входам i-го сумматора первой группы, выход которого подключен к второму входу i-го сумматора второй группы.