Цифровой фильтр

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах цифровой обработки радиолокационных, гидролокационных и других сигналов. Целью изобретения является упрощение фильтра, с четным числом коэффициентов. Фильтр содержит блоки 1 и 2, накапливающий сумматор 5, блок 6, памяти коэффициентов, адресные счетчики 7-9, регистры 10 и 11 и блок 12 синхронизации с соответствующими связями. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А1 (g1)g С 06 Р 15/353

"".Л1АЯ. УЩЯ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДРРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

APPAL ГКНТ СССР (21) 4636248/24 (22) 12. 01,89 (46) 15.03 ° 91. Бюл. № 10 (72) Е,А.Заковоротнов, Ф.Е.Теплицкий и Д.Г.Боз (53) 68 1,325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 6366 16, кл . G 06 F 15/353, "1979, Авторское свидетельство СССР № 1145346, кл. G 06 F 15/353, 1985 (54) ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах цифровой обработки радиолокационных, гидролокационных и других сигналов. Целью изобретения является упрощение фильтра, с четным числом коэффициентов.

Фильтр содержит блоки 1 и 2, накапливающий сумматор 5, блок б,памяти коэффициентов, адресные счетчики 7-9, регистры 10 и 11 и блок 12 синхронизации с соответствующими связями.

2 ил.

1635196

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах цифровой обработки радиолокационных, гидролокацио»1ных

5 и других сигналов.

Целью изобретения является упрощение фильтра: уменьшение аппаратурных затрат для случаев, когда число коэффициентов фильтра является четным.

На фиг. 1 показана блок-схема цифрового фильтра на фиг. 2 — блоксхема блока синхронизации.

Фильтр (фиг, 1) содержит блоки

1 и 2 памяти, сумматор 3, умножитель

4, накапливающий сумматор 5, блок 6 памяти коэффициентов, адресные счетчики 7-9, регистры 10 и 11 и блок 12 синхронизации, 20

Блок 12 синхронизации (фиг, 2) выполнен на генераторе 13 тактовых импульсов, счетчике 14, одновибраторе 15 и дешифраторе 16.

Цифровой фильтр работает следующим образом.

Генератор 13 формирует сигнал типа

"меандр" с чачтотой импульсов f

N/2+1 гдс N — длина импульсной

Т характеристики, То — требуемый период дискретизации. Эти импульсы поступают на счетный вход счетчика 14 и при достижении последним состояния

N/2 на первом выходе дешифратора 16 и, соответственно, выходе блока 12 синхронизации появляется импульс длительностью в один период тактовой частоты, по окончании которого, т,е. при переходе счетчика 14 в состояние

N/2+1, на втором выходе дешифратора

16 появляется уровень "0" и счетчик

14 сбрасывается. Таким образом, на выходе блока 12 синхронизации форми-, руются импульсы дискретизации, в пе- 45 риоде которых равно N/2+1 импульсов тактовой частоты, по середине каждого импульса дискретизации с помощью одновибратора 15 формируется короткий импульс, который поступает на второй выход блока 12 синхронизации.

Предположим, что при появлении очереднсго импульса дискретизации счетчик 8 перехоДит в состояние i, а счетчик 9 перед появлением импульса

55 дискретизации находится в состоянии тогда в регистре 10 зафиксирован также код (регистры 10 и 11 выбираются с синхронизацией по заднему фронту, счетчики 7, 8, 9 и 14 и накапливающий» суммат р 5 — по переднему), поэтому счетчик 9 при появлении импульса дискретизации, поступающего на вход предварительной установки (вход С), сохраняет состояние 1 на время длительности импульса дискретизации и затем еще на один такт, так как передний фронт тактовой частоты опережает фронт импульса дискретизации на время срабатывания счетчика 14 и дешифратора 16, а сигнал на входе

С блокирует работу счетчика 9 по счетному входу. По заднему фронту тактовой частоты во время импульса дискретизации содержимо.. ячейки с адресом i блока 1 памяти переписывается в регистр

11, после чего в ячейку i блока 1 памяти и ячейку j блока 2 памяти сигналом с второго выхода блока 12 синхронизации записываются код числа на входе фильтра (последний входной отсчет) и код с выхода регистра 11 (первый от середины входной отсчет) соответственно. По окончании импульса дискретизации начинается считывание информации из блоков 1 и 2 памяти, при этом счетчик 8 начинает счет с кода

i+1, а счетчик 9 — с кода j (так как импульс дискретизации, поступающий на его С-вход, заканчивается с задержкой относительно фронта тактового импульса). Далее в связи с тем, что в интервале между двумя импульсами дискретизации укладывается ровно N/2 периодов тактовой частоты, а счетчики 8 и 9 являются счетчиками по модулюЯ/2, к приходу следующего импульса дискретизации счетчик 8 оказывается в состоянии i, а счетчик 9 — в состоянии j — 1, А с появлением импульса дискретизации счетчик 8 переходит в состояние i+1, а счетчик 9 остается в состоянии j-1, так как в него записывается код с выхода регистра 10.

Далее процесс записи информации в блоки 1 и 2 памяти повторяется как описано выше, но уже по адресам i+1 и

j-1 соответственно. Таким образом, в блоке 1 памяти после каждого импульса дискретизации по адресам, на-, чиная с адреса, следующего за тем, по которому произведена последняя запись, хранятся последние (в порядке поступления) N/2 отсчетов входного сигнала, причем в порядке убывания индексов, т,е. отсчеты с индексами

g — N/2, » — N/2-1, ...,g -N+1, а

1635196

50 в блоке 2 памяти, начиная с адреса, по которому произведена запись, первые N/? отсчетов, причем в порядке возрастания индексов, т.е. отсче-. ты с индексами — N/2+1, 4 — iV/2+2, 5 . ° °, 9 — 1, 1 .

Таким образом производится "сдвиг" отсчетов входного сигнала относительно весовых коэффициентов фильтра.

В интервале между импульсами дискретизации в каждом из N/2 тактов из блоков 1 и 2 памяти одновременчо считывается по два отсчета входного сигнала, симметричных относительно це "тра Qg-NtZj - lг >i) (q- И(g «)

Эти отсчеты поступают на входы сумматора 3, а сумма с его выхода на вход умножителя 4, на второй вход 20 которого из блока 6 памяти поступают весовые коэффициенты в последовательности Й 11, h ><<, ..., h<, которые считываются из блока 6 памяти под управлением счетчика 7 адреса, который сбрасывается в нуль в середине каждого импульса дискретизации сигналом с второго выхода блока 12 синхронизации °

Произведения каждой из сумм пары 30 отсчетов входного сигнала на соответствующий весовой коэффициент h„(QN,1+

+ Н+п), где n = 1, 2, ..., N/2, поступают на накапливающий сумматор

5, который выполнен в виде сумматора, выход которого соединен с входом регистра, выход которого соединен с вторым входом сумматора, первый вход которого является входом накапливающего сумматора 5, а выход регистра — 40 выходом накапливающего сумматора 5, причем регистр синхронизируется передним фронтом тактовых импульсов, поступающих с первого выхода блока

12 синхронизации. Таким образом, в 45 начале каждого импульса дискретизации на выходе накапливающего сумматора 5 формируется значение Y) выходного отсчета фильтра, а в середине импульса дискретизации выходной регистр накапливающего сумматора 5 сбрасывается и подготавливается для вычисления следующей суммы.

Реализация фильтра для нечетных N не представляет принципиальной слож55 ности. В этом случае необходимо во время импульса дискретизации сначала переписать информацию из регистра 11 в блок 2 памяти, а затем из блока 1 памяти — в регистр 11, а сум-. матор 3 реализовать, например, на

АПУ и во время импульса дискретизации пропускать на умножитель сигнал с первого входа, Однако схема фильтра для нечетных N несколько усложняется, а в большинстве практических применений выбор четного или нечетного N не имеет принципиального значения, т.е. обычно можно подобрать фильтр с четным N и требуемыми характеристиками. Тем более нецелесообразной представляется реализация универсальног о фильтра, настраиваемого на заданное значение N. Это верно в большинстве практических применений, но не всегда, т.е. некоторых случаях необходим универсальный перестраиваемый фильтр.

Формула из о бр ет ени(Цифровой фильтр, содержащий первый блок памяти, информационный вход которого является входом отсчетов сигнала цифрового фильтра,,а выход подключен к информационному входу первого регистра, сумматор, выход которого подключен к первому входу умножителя, выход;оторого подключен Jc информационному входу накапливающего сумматора, выход которого является выходом фильтра, второй вход умножителя подключен к выходу блока памяти коэффициентов, адресный вход которого подключен к выходу первого адресного счетчика, второй регистр, второй адресный счетчик и блок синхронизации, первый. выход которого соединен со счетным входом первого адресного счетчика, первым управляющим входом накапливающего сумматора и управляющим входом второго регистра, второй вы.ход блока синхронизации соединен с

"торым управляющим входом накапливающего сумматора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения фильтра с четным числом коэффициентов, в нсго введены второй блок памя" ти и третий адресный счетчик, причем выходы первого и второго блоков памяти соединены с первым и вторым входами сумматора, выход первого регистра соединен с информационным входом второго блока памяти, вход записи которсго соединен с входом записи первого блока памяти, входом установки нуля первого адресного счетчика и вторым

1635196

Составитель Л.Логачева

Техред A.Кравчук Корректор M.Шароюи

Редактор А . Лежни на

Заказ 757 Тираж 408 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент". г.ужгород, ул. Гагарина,101 выходом блока синхронизации, третий выход которого соединен с входом предварительной установки третьего адресного счетчика, счетный вход которого соединен с управляющим входом первого регистра, счетным входом второго адресного счетчика и первым выходом блока синхронизации, выход второго адресного счетчика соединен с адресным входом первого блока памяти, выход первого регистра соединен с информационным входом второго блока памяти, адресный вход которого соединен с выходом третьего адресного счетчика и информационным входом второго регистра, выход которого соединен с информационным входом третьего адресного счетчика,