Нерекурсивный цифровой фильтр

 

Союз Соаетскик

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (tii860288

{61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 31. 05. 79 (21) 277б83б/18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 30. 08. 81. Бюллетень Рй 32

Дата опубликования описания 30. 08. 81, (51)М. Кл .

Н 03 Н 17/Об

3Ъоударстеенный комитет

СССР

II0 делам изобретений и открытий (53) УЛК 681.323 (088.8) им. проф. Бонч-Бруевича (54) НЕРЕКУРСИВНИЙ ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах цифровой обработки сигналов.

Известен многоканальный цифровой фильтр, содержащий сумматор и в каждом канале последовательно соединенные регистры, выходы которых подключены ко входам соответствующих блоков умножения Pl).

Указанный фильтр реализует ре11 жим многоканальной работы, однако в нем невозможно понижение частоты дискретизации выходного сигнала, так как этот фильтр является рекурсивным и каждый отсчет сигнала зависит Ч от предшествующих выходных отсчетов.

Из известных цифровых фильтров наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является нерекурсивный цифровой фильтр, содержащий сумматор, блоки умножения, выходы которых подключены ко входам сумматора, а входы присоединены к выходам последовательно соединенных регистров, вход первого иэ последовательно соединенных регистров подключен к выходу дополнительного буферного регистра, вход которого является входом цифрового фильтра. В известном цифровом фильтре блоки умножения работают с пониженной частотой, что создает возможность для увеличения быстродействия и резерв времени, который можно использовать для обработки большого количества сигналов (2) .

Недостаток известного фильтра— отсутствие многоканального режима работы, что вызвано невозможностью одновременной обработки поступающих последовательло во времени отсчетов сигналов, принадлежащих разным каналам.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей цифрового фильтра за счет реализации многоканальной работы с пониженной ча860

55 стотой дискретизации выходного сиг- и 1ла, Поставленная цель достигается тем, что в нерекурсивный цифровой

Фильтр, содержащий сумматор, блохи умножения и цепь регистров, причем выходы регистров подключены ко входам блоков умножения, выходы блоков умножения подключены ко входам сумматора, выход которого является выходом Фильтра, введены коммутатор и к-1 параллельных цепей ðåгистров, где к — число каналов, причем входы коммутатора являются входами Фильтра, выходы коммутатора соединены со входами параллельных цепей регистров и со входами первых

k блоков умножения, и, кроме того, регистры в параллельных цепях объединены в группы по к регистров в каждой и выходы каждой группы подключены ко входам блоков умножения.

На чертеже представлена структурная схема нерекурсивного цифрового фильтра с пониженной частотой дискретизации выходного сигнала на два.;канала.

Цифровой фильтр содержит сумматор

1, блоки умножения 2-9, регистры

10-21, коммутатор 22, вход 23 сумматора. Входы 24 и 25 коммутатора являются входами первого и второго каналов фильтра„

Цифровой фильтр работает следующим образом.

Входной сигнал фильтра представляет совокупность отсчетов первого х и второго х каналов, поступающих на входы 24 и 25 фильтра соответственно.

Сигналы х и х" поступают одновременно в моменты времени t, t+1, с+2, t+3, t+4,..., Так, на вход 24 первого канала поступают последовательно отсчеты входного сигнала х0(1), x<(t+1), х (+2), хВ(й+3), а на вход 25 вторсь го канала отсчеты х0(1), x (t+1), х (Т+2), х,(т+3), и т.д,, где индексй соответствуют номеру отсчета.

Коммутатор работает таким образом, что на четном его выходе формируется йоследовательность О, x0(t), хо() х

Для пояснения работы фильтра рас смотрим сигналы в различных точках устройства, например для момента времени +8, считая, что регистр вносит

288 4 задержку на один такт, а блоки умножения и сумматор задержки не вносят.

В момент времени t+8 на выходе 24 фильтра присутствует сигнал x13(t+8) на входе 25 — сигнал х (+8), на вы" ходах коммутатора будут присутствовать сигналы хв(+6) и х (+7) соответственно, на выходе регистра 10— х4,(+4)1 на выходе регистра 11 х4.(+41 на выходе регистра 12 х (+2), на выходе регистра 13—

xy(t+2), на выходе регистра 14— х0(1), на выходе регистра 15 — x<(t)на выходе регистра 16 - х5(й+5), на выходе регистра 17 — х (t+5), на выходе регистра 18 — xe(t+3), на выходе регистра 19 " x3(t+3), на выходе регистра 20 — x„(t+1),, на выходе регистра 21 — x„(t+1), Таким образом, на входах блоков умножения в момент +8 присутствуют сигналы х0(), х„(й+1), xg(t+2), х (+3), x4 (t+4), x5- { t+5), х6 (t+6), x (t+7), принадлежащие одному каналу, в этом же такте производится умножение на коэффициенты а0, а, а, а, а4, а5, а6, а7, соответственно, и на выходе сумматора получится выходной сигнал

У =аохо+а х, +а Y +а х +а4х4+а5- х5-+

3 Э

30 6 6 7 7

В следующий момент времени 1+9 на входах блоков умножения будут присутствовать сигналы хО х„, К, К3, х, х, х, х, а на выходе сумматора — сигнал соответствующий вто35 ,М Ф рому каналу: „=aoxo+a x +aax2+a3X3+

+a

Выше был рассмотрен пример двухканального фильтра. При увеличении числа каналов больше двух, несколь40 ко изменяется коммутатор, в нем появляются мультиплексоры, г числом входов больше двух — 4, 8, 16, и вместо триггера для управления мультиплексорами следует использовать. счетчик с коэффициентом пересчета, равным 4, 8, 16 соответственно. В схеме фильтра группы регистров будут содержать 4, 8, 16 и т.д. регистров. Следует отметить, что 50 использование многовходовых мульти,плексоров и регистров не является затруднительным, поскольку это регулярные и широко распространенные элементы.

Дополнительно введенные регистры и коммутатор позволяют обрабатывать в рассматриваемом фильтре отсчеты сигналов, принадлежащие различным

860288

Формула изобретения

Тираж 988 Подписное

ВНИИПИ Заказ 7572/85

Филиал ДПП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, ч каналам, и получать на выходе цифрового фильтра выходные сигналы различных каналов последовательно во времени, т.е. реализовать многоканальную работу фильтра и тем самым расширить его функциональные возможности и область применения.

Предлагаемый многоканальный цифровой фильтр характеризуется возможностью использования его в многоканальных системах передачи и обработки дискретной информации при идентичных характеристиках каналов при получении высокого быстродействия, например. в многоканальных системах электросвязи.

Нерекурсивный цифровой фильтр, содержащий сумматор, блоки умножения и цепь регистров, соединенных последовательно, причем вход первого регистра подключен к входу первого блока умножения, выход первого блока умножения подключен к входу сумматора, выход которого является выходом цифрового фильтра, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей за счет реализации многоканальной работы фильтра с пониженной частотой дискретизации выходного сигнала,в него введены коммутатор и к-1) параллельных цепей регистров; где к — число каналов, причем входы коммутатора явля-!

О ются входами цифрового фильтра, выходы коммутатора соединены соответственна с входами первых блоков умножения и входами первых регистров к параллельных цепей регистров, при15 чем регистры в параллельных цеп,х объединены в группы по k регистроь в каждой и выходы регистров каждой .грутшы подключены ко входам соответствующих блоков умножения, выходы

20 которых подключены к соответствующим входам сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

И - 703826, кл. G 06 F 15/Зч,,1978.

2. Авторское свидетельство СССР

И- 669ч76, кл. G 06 F 15/34, 1978 (прототип),