Рекурсивный цифровой фильтр

 

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для построения систем цифровой обработки сигналов. Цель изобретения - упрощение фильтра. Рекурсивный цифровой фильтр содержит коммутаторы 1 и 2, сумматоры 3 и 4, регистры 5, 6, 7,12. 13 и 15. информационный вход 16 фильтра, информационный выход 8 фильтра, умножители 9 и 10, регистры 11 и 14 произведений, счетный триггер 17 и блок 18 памяти коэффициентов. Выходной отсчет формируется в фильтре с периодом два такта. Благодаря тому, что между комбинационными схемами умножителей и сумматоров включены регистры, длительность одного такта уменьшена вдвое и поэтому быстродействие фильтра сохраняется. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 06 Г 15/353

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ .

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЪ|ТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4667960/24 (22) 13.02.89 (46) 07.04.91. Бюл, М 13 (71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) Ю.С.Каневский, М.К.Клименко, Л,М.Логинова и А.M.Ñåðãèåíêo (53) 681.32(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1302420, кл. G 06 F 15/353, 1985, Каппеллини В, и др, Цифровые фильтры и их применение. М.: Энергоиздат, 1983, с, 58, рис. 1.13. (54) РЕКУРСИВНЫЙ ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР

„„59„„1640711 А1 (57) Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для построения систем цифровой обработки сигналов, Цель изобретения — упрощение фильтра. Рекурсивный цифровой фильтр содержит коммутаторы 1 и 2, сумматоры 3 и 4, регистры 5, 6, 7, 12, 13 и 15, информационный вход 16 фильтра, информационный выход 8 фильтра, умножители 9 и 10, регистры 11 и 14 произведений, счетный триггер 17 и блок 18 памяти коэффициентов. Вы- . ходной отсчет формируется в фильтре с периодом два такта. Благодаря тому, что между комбинационными схемами умножителей и сумматоров включены регистры, длительность одного такта уменьшена вдвое и поэтому быстродействие фильтра сохраняется. 1 ил.

1640711 ра

30

45

55

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для построения систем цифровой обработки сигналов.

Цель изобретения — упрощение фильтНа чертеже показана структурная схема рекурсивного цифрового фильтра, Рекурсивный цифровой фильтр содержит коммутаторы 1 и 2, сумматоры 3 и 4, регистры 5 и 6, регистр 7 результата, выход

8 фильтра, умножители 9 и 10, регистр 11 произведений, регистры 12 и 13, регистр 14 произведений, входной регистр 15, вход 16 фильтра, счетный триггер 17 и блок 18 памяти коэффициентов.

Вычисление цифровой фильтрации производится по формулам у1 = х1 + a1y -1 + azy1-2:

z = у1 + Ь1у1-1 + Ьгу1-2, где х — входные отсчеты; у1 — выходные отсчеты; а1, а2, Ь1, Ь2 — коэффициенты импульсной характеристики; ц1 — )-й выходной отсчет фильтра.

Рассмотрим работу фильтра.

Перед началом работы все регистры установлены в нуль. Входные данные х поступают каждый второй такт в виде последовательности хр, х1, xz, хз.... Прием информации во все регистры и переключение одноразрядного счетного триггера 17 осуществляется положительным перепадом синхроимпульса.

В нулевом такте работа начинается при подаче управляющего сигнала со счетного триггера 17, разрешающий вход входного регистра 15, по которому с информационного входа 16 фильтра во входной регистр 15 поступает хр.

В первом такте входной отсчет хр с выхода входного регистра 1.5 через первый вход первого коммутатора 1 поступает в первый сумматор 3, где он суммируется с нулем, проходит через второй сумматор 4 и в конце такта в первый регистр 5 записывается хо = уо.

Во втором такте с входа 16 во входной регистр 15 поступает х1. В этом же такте из первого регистра 5 через коммутатор 1 на вход сумматора 3 поступает операнд уо. который далее поступает через второй сумматор 4 и записывается в первый регистр 5 как yp - zp. В этом также уо поступает во второй регистр 6 и через второй вход второr0 коммутатора 2 на вход первого умножителя 9, на другой вход которого поступает коэффициент az, в умножителе 9 происходит умножение, результат которого а2уо записывается в регистр 11 произведений.

В третьем такте с первого регистра 5 в регистр 7 записывается zp. На входы сумматора 3 поступают входной отсчет х1 и нуль, результат сложения х1 проходит через сумматор 4 и в регистр 5 записывается как у1, С регистра 11 произведений произведение а2уо переписывается в регистр 12, В этом же такте с регистра 6 через второй вход коммутатора 2 на входы умножителей 9 и 10 поступает уо, На первый вход первого умножителя 9 поступает Ь2 и в нем происходит умножение, результат которого bzyp записывается в регистр 11 произведений. На первый вход второго умножителя поступает

Ь, результатумножения b1yp записывается в регистр 11 произведений.

В четвертом такте на информационный выход 8 фильтра поступает выходной отсчет

zp. С регистра 5 через коммутатор 1 на вход первого сумматора 3 поступает операнд у1, который далее поступает через сумматор 4 и записывается в регистр 5 как y> = z>. В этом такте с регистра 5 через первый вход коммутатора 2 на вторые входы умножителей 9 и 10 поступает у>. На первый вход умножителя 9 поступает коэффициент а2 и в нем происходит умножение, результат которого агу1 записывается в регистр 11 произведений. На первый вход умножителя 10 поступает коэффициент а1 и в нем происходит умножение, результат которого а1у1 записывается в регистр 14 произведений.

Произведение azyp с регистра 12 перепишется в регистр 13, а в регистр 12 записывается bzyo с регистра 11 произведений.

В пятом такте в регистр 7 результатов поступает выходной отсчет z<. На первый вход первого сумматора 3 поступает входной отсчет xz, на второй вход с регистра 13 поступает azyo. В сумматоре 3 происходит суммирование, результат которого поступает на первый вход второго сумматора 4, на второй вход которого поступает содержимое регистра 14 а1у1. В сумматоре 4 происходит суммирование, результат которого х2+ а2уо+ а1у1 = у2 записывается в первый регистр 5. В регистр 13 записывается bzyo c регистра 12, а в регистр 12 записывается содержимое регистра 11 произведений а2у1.

С второго регистра 6 через вход второго коммутатора 2 на входы умножителей 9 и 10 поступает у1. На вход умножителя 9 поступает коэффициент Ь2 и в нем происходит умножение, результат умножения bzy> записывается в регистр 11, На первый вход второго умножителя 10 поступает коэффициент b>, где происходит умножение, результат которого Ь1у1 записывается в регистр 14.

1640711

В шестом такте на информационный выход 8 фильтра выдается результат z1. Во входной регистр 15 с информационного входа 16 фильтра поступает новый входной отсчет хр, С первого регистра 5 операнд yz 5 через первый коммутатор 1 поступает на первый вход сумматора 3. На второй вход которого с четвертого регистра 13 поступает bzyo и в нем происходит суммирование, результат которого поступает на первый 10 вход второго сумматора 4, на второй вход которого поступает содержимое регистра

14 Ь1у1, В сумматоре 4 происходит суммирование и его результат yz + bzyo + b1y1 = zz записывается в первый регистр 5. Через 15 первый вход второго коммутатора 2 на вторые входы умножителей 9 и 10 и во второй регистр 6 поступает у2. На первый вход первого умножителя 9 поступает коэффициент az и в нем происходит умножение, ре- 20 зультат которого azyz записывается в регистр 11; На первый вход второго умножителя 10 поступает коэффициент а1, в умножителе 10 происходит умножение, результат которого а1у2 записывается в ре- 25 гистр 14, Произведение azy1 с третьего регистра 12 записывается в четвертый регистр

13, а в третий регистр 12 записывается Ьгу1 с регистра 11.

В седьмом такте в регистр 7 результатов 30 поступает отсчет zz. С выхода выходного регистра 15 поступает новый входной отсчет хо, который через первый коммутатор

1 поступает на первый вход первого сумматора 3, на второй вход с регистра 13 посту- 35 . пает агу1. В сумматоре 3 происходит суммирование„результат которого поступает на первый вход второго сумматора 4, на второй вход которого поступает содержимое второго регистра 14 a1yz и результат 40 суммирования х,+а2у1+ а1у2=уз записы1 вается в первый регистр 5. В четвертый регистр 13 записывается bzy1 с третьего регистра 12, в который записывается содержимое первого регистра 11 aryan, C второго 45 регистра 6 через второй вход коммутатора 2 на вторые входы умножителей 9 и 10 поступает у2. На первый вход первого умножителя 9 поступает коэффициент Ь2, где происходит умножение, результат которого

Ьгут записывается в регистр 11. На первый вход второго умножителя 10 поступает коэффициент Ь1, где происходит умножение, результат которого Ь1уг записывается в регистр 14.

В восьмом такте на информационный=выход 8 фильтра выдается отсчет zz. Дальнейшая работа фильтра происходит аналогично.

Формула изобретения

Рекурсивный цифровой фильтр, содержащий первый и второй сумматоры, г, рвый и второй регистры, первый и второй умножители, блок памяти коэффициентов, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первыми входами первого и второго умножителей, выход первого сумматора подключен к первому входу второго сумматора, выход которого подключен к информационному входу первого регистра, выход которого подключен к информационному входу второго регистра. отличающийся тем, что. с целью упрощения фильтра, в него введены входной регистр, первый и второй коммутаторы, первый и второй регистры произведений, третий и четвертый регистры, регистр результатов и счетный триггер, причем информационный вход входного регистра соединен с входом фильтра, выход входного регистра соединен с первым информационным входом первого коммутатора, второй информационный вход которого соединен с выходом первого регистра, с информационным входом регистра результата и с первым информационным входом второго коммутатора и вторым информационным входом первого коммутатора, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, выход второго регистра соединен с вторым информационным входом второго коммутатора, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго умножителей, выходы которых соединены соответственно с информационными входами первого и второго регистров произведений, выходы которых соединены соответственно с вторым входом второго сумматора и информационным входом третьего регистра, выход которого через четвертый регистр соединен с вторым входом первого сумматора, адресный вход блока памяти коэффициентов соединен с управляющими входами первого и второго коммутаторов, входного регистра и выходом счетноготриггера, счетный вход которого соединен с синхровходами всех регистров и является входом тактовых импульсов фильтра, выход регистра результата является выходом фильтра.