Многоканальный цифровой фильтр

 

Союз Советских

Социалистииескии

Респу6лик

<))703826

Ж

/ (63) Дополиительиое к авт. саид-ву (51)М. Кл,2 (22) Заявлено 271077(21) 2536725/18-24

G 06 F 15/34 с присоедииеиием завлеки N9

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет(53) УДК 681 325 (088. 8) Опубликовано 15.12.79. Бюллетень М 46, Дата опубликования описания 20,1279

P2) Авторы нзобретеиий

Л. М. Гольденберг, A° . B, Брунченко, Ю. Т. Бутыльский и М. Н. Поляк (71) ЗаЯВИтВЛЬ Ленинградский электротехнический институт связи им. проф. М. A. Бонч-Бруевича (54) МНОГОКАНКЛЬНИЙ ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР

Изобретение относится к вычислительной технике. Фильтр предназначен для использования в системах передачи информацйи в радиолокации и других устройствах, s которых используются многоканальные режимы работы.

Известен цифровой фильтр, содержащий сумматор, устройства умножения и регистры, реализованные на интегральных схемах (1).

Недостатком данного фильтра являются большие затраты оборудования в многоканальных системах в том случае, когда все характеристики каналов одинаковы.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является цифровой фильтр, содержащий сумматор, на выхбды которого поступает входной сигнал фильтра, преобразованный с по- > мощью регистров и устройств умножения. Кроме того, на входы сумматора поступают сигналы с его выхода, ко.торые также преобразованы с помощью регистров и устройств умножения. Выходы устройств умножения непосредственно связаны с входами сумматора (2).

Для реализации такого фильтра требуется только один сумматор, в то время как при канонической форме ре» 3() ализации фильтра необходимо не менее двух сумматоров. Кроме того, устройство управления для фильтра, где каждой операции (например, умноже ния) соответствует один операционный элемент (устройство умножения), будет более простым, чем для цифровогб фильтра, в котором используется мультиплексный режим с временным разделением.

Одним из недостатков этого фильтра является .низкое быстродействие, определяемое времейем обработки одного отсчета входного сигнала, величина которого не меньше сумма минимального времени выполнения операции суммирования и минимальнога времени выполнения операции умножения. Другим, более существенньм недостатком, ограничивающим применение такого фильтра в многоканальных системах, являются большие аппаратурные затраты, так как для каждого канала практически требуется отдельный фильтр.

Обычно в многоканальных системах цифровой фильтр« прототип используется s мулътиплексном режиме обработки информации, где каждое операционное устройство последовательно во времени производит обработку отсчетов

703826 нала увеличивается в К раэ, где К вЂ”

- число каналов, а аппаратурные затра- ты увеличиваются эа счет введения до полнительных регистров для храненйя отсчетов каналов и эа счет усложнения устройства управления. Первые иэ затрат относительно малы, так как регистры являются регулярными устройствами и эффективно реализуются в виде больших интегральных схем (БИС) ° Сложность устройства управления сущест венно влияет на сложность фильтра в цеЛом. Это обьясняется тем, что устройства управления в общем случае являются менее регулярными по сравнению с операционными элементами,, поэтому имеют более низкий уровень иитеграции при реализации -их-в виде БИС.

Цель изобретения - упрощение и по- вышение быстродействия фильтра.

Это достигается тем, чтб мйогоканальный цифровой фильтр,"" содержащий сумматор и в каждом канале последовательно соединенные регистрЫ, выходы которых подключены к .входам соответ ствующих устройств умножеййя, причем входы первого регистра и первого устройства умножения в первом канале соединены с входом ФильтрЬ, вИ%д сумматора подключен "к- выходу фильтра ЗО и к входу первого регистра последне-, го канала, дойолнйтельно содержит в каждом канале группы последовательно соединенных дополнительных регистров, " причем выход каждого устройства умно- 35 жения через соответствующую группу последовательно соедийенных дополни тельных регистров подключен к входу сумматора. на чертеже представлена схема Филь-4р тра, содержащего сумматор 1, устройства умножения 2-6, регистры 7, 8, дополнительные регистры 9-14, регистры 15, 16, дополнительные регистры

17-19, вход 20 и выход 21.

Бходной сигнал Фильтра представляет собой совОкупность отсчетов первого Х и второго Х каналов " для раз- личных промежутков времени, чередующихся последовательно: Х > (t), Хп (t + 1) Хи+„(t + 2), Хи+4 (t + 3) 5Р

Х + (t + 4),..., где йндексы соот- . ветствуют номеру отсчета, Для промежутков времени t + 1, t + 3, t + 5,... происходит получение выходного отсчета первьго канала при условии, что сигнал при прохождении через каждый регистр задерживается на один такт (промежуток времени), "а " с ФМатор и .Устройства умйоженйя задержки не вно сят. Б промежутки времени t, t + 2, бр

t. + 4,.... на выходе 21 фильтра полу. чаются отсчеты второго канала.

Хаким образом, введенные регйстры не изменяют структуру устройства управления фильтра, поскольку опера- 65 нескольких каналов. При этом время обработки одного бтсчета входного сиГции обработки и передачи информации между элементами остаются неизменными. Управление введенными регистрами, осуществляется теми же сигналами, что и управление регистрами в известном фильтре. Эти регистры служат для хранения отсчетов каналов. Их число выбирается так, чтобы сигналы,.складываемые в сумматоре, относились к одному каналу и имели соответствующие временные сдвиги.

Кроме того, включение регистров между вйходами устройств умножения и входами сумматора позволяет испольэовать в звене фильтра поточный метод обработки информации, при котором быстродействие цифрового фильтра определяется максимальной из двух величин: времени выполнения операции суммирования и времени выполнения операции умножения.

Б результате. введенные регистры обеспечивают мультиплексный режим обработки информации в, цифровом фильтре для реализации многоканальной работы и повышают его быстродействие без услоянейия устройства управления.

Рассмотренный цифровой фильтр характеризуется возможностью использования его в многоканальной системе с одинаковыми характеристиками каналов при получении высокого быстродействия," нйпример в многоканальных системах электросвязи или допплеровских системах измерения скорости.

Формула изобретения

Многоканальный цифровой фильтр, содержащий сумматор и в каждом канале последовательно соединенные регистры, выходы которых подключены к вхбдам соотвбтствукщих устройств умноженйя, йрйчем входы первого регистра и первого устройства умножения в первом канале соединены с входом фильтра, выход сумматора подключен к выходу фильтра и к входу первого ре гистра йоследйего канала, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения и повышения быстродействия фильтра, ои дополнительно содержит в каждом канале группы последовательно соединенных дополнительных регистров, причем выход каждого устройства умножения через соответствующую группу последовательно соединенных дополнительных регистров подключен к входу сумматора.

Источники информации, йрийятые во внимание при экспертизе

1. Фрини Л. Специализированные аппаратные средства для цифровой фильтрации. ТИИЭР, Р 4, 1975, с. 108-125.

2 . Гольд Б., Рейбер Ч. Цифровые обработки сигналов, пер. с английско- .

1го под редакцией трахнина A. М. М., I СовЕтское радио, 1973, .с. 54. т

703825

Г

Составитель А. Жеренов

Техред Э.Чужик Корректор Н. Горват

Редактор T. Юрчикова !

Эаказ 7775/43

Тираж 780 Подписное

ЦНИИПИ 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