Нерекурсивный цифровой фильтр

 

О П И С А Н И Е ()924833

И ЗОБ ееЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Своз Советскик

Социалнстнческмк

Республик (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву (51) М. Кл.

H 03 Н 17/06 (22) Заявлено 21.01,80(gl) 2871287/18-24 с присоединением заявки М

3Ъоудерстекнный комнтет

СССР (23) Приоритет (53) УДК 681. .325 (088.8) ао денни нзоеретеннй н открытий

Опубликовано 30.04.82. Бюллетень Рй 16

Дата опубликования описания 01.05.82 (72) Авторы изобретения

С. В. Козин и С. С. Калугин.--- -- --.- ""- 4

Ленинградский электротехнический йнститут связи . им. проф. М. A. Бончйруевича с

I Р

k (7! ) Заявитель (54) НЕРЕКУРСИВНЫЙ ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к области линейной цифровой фильтрации сигналов, и может быть использовано в системах связи и управления, системах передачи и обработки дискретной информации гидро- и

S радиолокации.

Известны нерекурсивные цифровые фильтры 11 .

Их недостатком является низкая произ10 водительность.

Наиболее близким к изобретению является фильтр, содержащий блок синхронизации, входное и выходное распределительные устройства, арифметические

1% устройства 32

Недостатком данного фильтра является невозможность унификации, сложная структура фильтра.

Цель изобретения — возможность унификации и упрощение реализации фильтра.

Поставленная цель достигается тем, что и нерекурсивном цифровом фильтре, содержащем блок синхронизации, входной распределительный блок, t, арифметических блоков, выходной распределительный блок, причем вход входного распредели» тельного блока является входом фильтра, группы выходов входного распредеитетель ного блока соединены с группами входов соответствующих арифметических блокоее ° выходной распределительный блок содер» жит К регистров, причем тыход j-го арифметического блока (1 1,К® сое» динен с первым информационным тясодом

-го регистра, выход i -го регистра (1 Э,y q) соединен с вторым информа» ционным входом (1 +1)-го регистра, вы» ход К -го регистра является маходом фильтра, первый и второй выходы блока синхронизации соединены cooTserersesso с пертым и вторим управшпощими sao дами всех регистров, На фиг. 1 представлена обобщенная блоксхема.фильтра (М "3)к на фиг. 2 пример конкретного выполнения фильтра (1с 3) при построении кпеодного раопрецелительного блока (РБ2) на ларату

924833 лельных регистрах на два натгравпения;

sa фиг. 3 -пример конкретного выполнения фильтра (K -3) при построении

РБ2 на параллельно-последовательных регистрах. %

Фильтр содержит входной распре.де» лительиый блок (PE1) 1, арифметические блоки (АБ) 2 - 4, выходной распределительный блок (РБ2) 5, блок 6 синхронизации,. вход 7 фильтра, abnog 8 10 фильтра, выходы 9 и 10 блока 6, регистры 1 1.

Рассмотрим работу устройства во в ремениф

На вход 7 фильтра с периодом следо15 вания Т подается последовательность отсчетов входного сигнала Х (n 3, где

О, 1, 2, ..., íà ) -ом выходе

РБ1 (j 1, К rn ) образуется последовательность отсчетов

Х (Кр- (j-1)j где К - число параллельно работающих

AB в фильтре; и1 — порядок фильтра, p= е н вг("-„)

Эти последовательности поступают на входы АБ, причем на,-ый вход -ro

АБ (Я, О, тц, i =. 1,К) поступает последовательность

l(Кр (j - 1) — С l при этом на выходе > -го AE (= 1,К) получаем последовательность отсчетов

Фр-("-„1Ч)=Е, a Х((р-(,- 1), а), („) =о где с(с - коэффициенты фильтра, с = p, ; с3 -. постоянное число,. равное количеству периодов Т, проходящих между подачей на входы АБ входных отсчетов и появлением соответствующего им результата на выходе.

Последовательности (1) с выходов АБ поступают на входы РБ2.

Рассмотрим пример реализации РБ2 на.фиг. 2. На выходах 9 и 10 блока 6 форруся с 01(Ь) и Ц)(), равные, "1 «((KPM)T,®Ð-@т+Ьт);

1® 0, в противном случае;

1 (Il

„, если t 8((1-6)T,(a-8)7-дт) Ч ()9® И((кр-фт;(кр-д) т+ат), в противиоы случае;

35 где,n» -0 1 2, „М1и Чд - уровни, соответствующие логической единице и логическому нулю, Т - минимально необходимая длительность синхроимпульсов дпя надежной работы регистров.

Работает РБ2 следующим образом.

Б момент времени

< ((кр-ал,«p- )» Ч имеем ®=Ч 1®-Ч1 и отсчеты (1)

J на выходах Aki переписываются в регистры ll. Затем на протяжении (g - l)-го такта имеем Ugt)= V

К-ro регистра получаем последовательность отсчетов ч (и-(к-1) 61 где и О, 1, 2, ..., которая является выходной последовательностью фильтра.

Рассмотрим пример реализации РБ2 на фиг. 3. На выходах 9 и 10 блока 6 формируются сигналы U (+ ) и U (4 ), равные

- е((кр- ct)T,(Kp-а)от); ()„(Ч=," -— у В противном случае

ub) 1 и 1М, ecrrw tt:5 — "-d)T,(— d)T+aT);(bj

1 /О, в противном случае; где и — 0,1,2...; - разрядность чисел на выходах AE.

В момент времени ((((р- 6)Т,(КР-6)TWIT) имеем Д1()=\/„, 0 (Ц=Ч., и отсчеты (1) на выходах АБ переписываются в регистрь

11. Затем на протяжении (KN-1)-го так а им м 0„(Ц = \/ Ц ф =g„ на каждом такте в последовательной цепочке регистров осушествпяется сдвиг чисел на один разряд. На выходе М-го разряда К-ro уегистра ll получаем в последоватепьном коде отсчеты выходного сигнала фильтра а 3 n- (a-1) — сЦ „ где n=0, 1, 2,... Если на выходе необходмио иметь числа, представленные в параллельном коде, то к выходу РБ2 подкдючается преобразоватепь последовательного кода в параллельный, состоящий из двух регистров.

Из (2) и (3) находим, что в случае реализации РБ2 (фиг. 2) период следования синхронизирукшшх импульсов равен периоду Т следования отсчетов входного сигнала филвтра, а при реализации РБ2 по фиг. 3 период следования синхронизирующих импульсов равен Т/М. Поэтому при реализации РБ2 по 2-му варианту

5 92483 требуется использовать регистры с бысч родействием в М раз большим, чем в

1-ом варианте. Однако во 2-ом варианте используются простые регистры, параллельнопоспедоввтельные по входу и последовательные по выходу, что резко упрощает структуру соединений и дает особенно значительные преимушества при реализации каждого АБ совместно с регистром 11 в виде БИС. 1О

Таким образом предлагаемый фильтр обеспечивает унификацию блоков фильтра для различных К и упростить его реализацию, что расширяет область применения таких фильтров. 15

Формула изобретения

Нерекурсижый цифровой фильтр, содер-щ жащий блок синхронизации, входной распределительный блок, 4 арифметических блоков, выходной распределительный блок, причем вход входного распределительного блока является входом фильтра, группы 2$

3 б, выходов входногб рас ред бло ка соединены с группами входов соответ ствуюших арифметических 67EoKoB o T

JI и ч B ю ш и и с я тем что с целью унификации и упрощения реализации 4ильа ра, выходной распределительный блок СО держит k регистров, причем фяход 1 4 о арифметического блока (1 1,К) сое динен с первым информационным входом

-ro регистра, выход 1--го регистра (1 * 1, 1 -1) соединен с вторым информационным входом (+1)го регистр выход Ф.-го регистра является выходом фильтра, первый и второй выходьз блока синхронизации соединены соответственно с первым и вторым упрввлякацими входами всех регистров.

Источники информации, принятые во внимание при акспертиэе

1. Робинер Л., Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов.

М., Мир, 1978, с. 598-609.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке N 2715027, кл. 6 06K 15/31, 1979 (прототип).

924833

Составитель Г. Пономарева

Редактор М. Янович Танкред М,. Надь .- - Корректор A. Дяятко

Заказ 2836/73 Тираж 954 Подаисяое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Рауяская иаб. ° д. 4/S

Филиал ППП «Патент „ г. Ужгород, ул. Проектная, 4