DE2540176C3 - Nichtrekursives interpolierendes Digitalfilter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein nichtrekursives Digitalfilter zum Erzeugen von mit einer gegebenen Ausgangsabtastfrequenz j\ auftretenden binären Ausgangskodeworten, die auf eine vorbestimmte Weise mit einer Folge binärer Eingangskodeworte im Verhältnis stehen, die mit einer Eingangsabtastfrequenz /, auftreten, wobei die Ausgangsabtastfrequenz /'-, ein ganzes Vielfaches (/?i) der Eingangsabtastfrequenz /, Ist. Dieses Digitalfilter enthält eine Speicheranordnung, die zum Speichern einer gegebenen Anzahl (,V) aufeinanderfolgender Eingangskodeworte eingerichtet ist; weiter eine Multiplikationsanordnung, mit deren Hilfe innerhalb einer Eingangsabtastperiode !//, eine Anzahl (m) Reihen von Produkten aus der genannten gegebenen Anzahl (N) Eingangskodeworte und einer Anzahl (m) untereinander abweichender Reihen von Gewichtungsfaktoren, die dem Zusammenhang zwischen den Eingangs- und Ausgangskodeworten entsprechen, gebildet werden; eine Addieranordnung, die mit der genannten Multiplikationsanordnung gekoppeil und dazu eingerichtet ist, innerhalb einer Eingangsabtastperiode 1//, die genannte der Anzahl (in) Reihen von Produkten entsprechende Anzahl Ausgangskodeworte zu erzeugen, die je mindestens durch die mathematische Summe aller zu einer gegebenen Reihe gehörender Produkte gegeben werden.

Ein derartiges Digitalfilter, das zur Erhöhung der Abtastfrequenz eingerichtet ist, ist bereits mit dem Namen interpolierendes Digitalfilter bezeichnet.

Beschreibung des Standes der Technik

Es wurde bereits ein interpolierendes nichtrekursives Digitalfilter angegeben, dessen Speicheranordnung durch eine Verzögerungsleitung mit einer Anzahl (/1) Vcrzögerungsglicder gebildet wird, die je zum Speichern nur eines Eingangskodewortes eingerichtet sind (DT-OS 24 03 233). Diese Vcrzögerungsglicder sind je über eine Abzweigung mit einem darin aufgenommenen Vervielfacher an eine Addieranordnung angeschlossen. Dabei wird jedem Vervielfacher ein Gewichtungsfaktor einer gegebenen Reihe von Gewich tungsfakloren zugeführt.

Insbesondere werden in diesem bekannten Digitallter zum Erzeugen eines Ausgangskodewortes die ■ingangskodeworte einer vorbestimmten Reihe mahematischer Operationen ausgesetzt, die auf mathenatische Weise durch die Konvolutionssumme dargeteilt werden können:

N - 1

y[(n 4- iu'm)T] = V C\_c,,k] χ [(„ - k)T]

^{k (}

_mi_t(, =-.0,1,2,3 ... m- 1.

In diesem Ausdruck ist: m eine ganze Zahl, die das Verhältnis zwischen der Eingangs- und Ausgangsatnastfrequenz (m = J₂If₁) angibt, N eine ganze Zahl, i_S die die Anzahl Eingangskodeworte antiibt, die im Eingangskreis gespeichert sind, T der Reziprokwert der Eingangsablastfrequcnz T = 1 //,, χ [(« - k)T] ein Eingangskodewort der mit einer Periode T = 1//, auftretende Eingangskodeworte, η die Rangnummer des nach dem Zeitpunkt T = O auftretenden Kodewortes, y [(11 + qIιη)ΤΪ ^e'^nes der mit einer Periode Tjm auftretenden Ausgangskodeworte, C [q, /c] ein Gewichtungsfaktor.

Es sei bemerkt, daß die genannten Gewichtungsfaktoren meistens als »Filterkoeffizienten« bezeichnet werden und in einer Speicheranordnung, wie beispielsweise einem Festwertspeicher {ROM) gespeichert

Zum Durchführen der gegebenen mathematischen Bearbeitungen hat das obenstehend beschriebene interpolierende Filter jedoch derartige Abmessungen und eine derartige Verlustleistung, daß die praktische Verwendbarkeit äußerst beschränkt ist; beispielsweise in bezug auf die Möglichkeit von Zcitmultiplexvcrarbeitung von Informationssignalen.

Aufgabe der Erfindung

Die Erfindung bezweckt nun, ein interpolierendes nichtrckursives Digitalfilter zu schaffen, dessen Abmessungen und Verlustleistung derart verringert sind, daß dieses Filter mit Hilfe von Integrationstechniken, wie beispielsweise /²L hergestellt werden kann und wobei »timesharing« angewandt werden kann, um mehrere Filterfunktionen an einer gegebenen Reihe von Eingangssignalabtastwerten und/oder eine einzige Filterfunktion an einer gegebenen Anzahl Reihe von Eingangssignalabtastwerten durchzuführen.

Nach der Erfindung wird dazu die genannte Speicheranordnung zum Speichern der genannten gegebenen Anzahl (N) aufeinanderfolgender Eingangskodeworte durch eine Umlaufspcicheranordnung mit periodisch sich ändernder Speicherzeit gebildet, welche Speicheranordnung durch einen Taktimpulsgenerator $$ gesteuert wird und mit einem Ausgangskreis versehen ist, über den innerhalb einer Eingangsabtastperiode I / /, die in der Speicheranordnung gespeicherten Eingangskodeworte einige Male der genannten Multiplikationsanordnung zugeführt werden, wobei <-,o diese Anzahl Male dem genannten ganzen Vielfachen (m) entspricht und die vom genannten Ausgangskreis gelieferten Kodeworte jeweils nacheinander auftreten.

Die genannte Speicheranordnung kann durch ein Schieberegister gebildet werden, wobei jeder Register- (vs teil zum Speichern eines vollständigen Kodewortes eingerichtet ist, als Speicheranordnung kann jedoch ein Randomspcichcr (RAM) verwendet werden.

Kurzbeschreibung der Figuren

Fig. I zeigt ein nichtrekursives Digitalfilter nach der Erfindung;

F i g. 2 zeigt einige Zeitdiagramme zur Erläuterung des Digitalfilters nach Fig. 1,

F i g. 3 einige Diagramme zur Erläuterung der Wahl der in einem interpolierenden Digitalfilter zu verwendenden Filterkoeffizienten,

F i g. 4 eine Abwandlung des interpolierenden Digitalfilters nach Fig. 1,

F i g. 5 einige Zeitdiagramme zur Erläuterung des Digitalfilters nach F i g. 4.

In Fig. 1 ist ein interpolierendes nichtrekursives Digitalfilter nach der Erfindung dargestellt. Dieses Filter ist beispielsweise in einen Empfänger eines PCM-Fernmeldesystems aufgenommen. Das Digitalfilter enthält einen Eingangskreis 1, dem das zu filternde Eingangssignal zugeführt wird. Dieses Eingangssignal, das in der Figur durch x[nT) bezeichnet worden ist, wird durch eine Reihe binär kodierter Abtastwerte eines analogen Informationssignals gebildet, wobei diese Abtastwerte mit einer Frequenz/,, die bereits obenstehend als Eingangsabtastfrequenz bezeichnet worden ist, erhalten werden. Diese binär kodierten Abtastwerte, die im allgemeinen als »Kodeworte« bezeichnet werden, werden beispielsweise im Sender des genannten PCM-Fernmeldcsystems erzeugt. Zur Bearbeitung in dem in F i g. 1 dargestellten Digitalfilter werden diese mit einer Periode T = W/, nacheinander auftretenden Eingangskodeworte jeweils einer Schaltungsanordnung 2 zugeführt die durch drei UND-Tore 3, 4 und 5 und ein ODER-Tor 6 gebildet wird, wobei diesen UND-Toren 3,4,5 von einem Taktimpulsgenerator 7 herrührende Taktimpulse zugeführt werden.

In diesem Digitalfilter werden die Eingangskodeworte x(nT) entsprechend dem eingangs erwähnten mathematischen Ausdruck bearbeitet, wobei die jeweiligen durch die Werte von q gekennzeichneten Reihen von Filterkoeffizienten C [q, k] mit A=O, 1, 2 ... (N — 1) in einer Speicheranordnung 8, beispielsweise in einem Festwertspeicher (ROM) gespeichert sind.

Wenn in der Schaltungsanordnung 2 das UND-Tor 3 von einem Taktimpuls des Generators 7 geöffnet wird, werden die nacheinander auftretenden Kodewortc x(iiT) in eine Speicheranordnung 9 eingeschrieben, die in diesem Ausführungsbeispiel duich ein Schieberegister mit fünf Registerteilen 10(0) 10(4) gebildet wird, die je zum Speichern eines vollständigen Eingangskodewortes eingerichtet sind. In diesem Schieberegister werden nun aufeinanderfolgende Eingangskodeworte in aufeinanderfolgenden Rcgisterteilen gespeichert. Jeweils wenn ein neues Kodewort in dieses Register eingeschrieben wird, werden die bereits gespeicherten Kodewortc um eine Stelle verschoben und das älteste Kodewort verschwindet aus dem Register. Symbolisch dargestellt enthalten nach Einschreiben eines neuen Eingangskodewortes die Rcgisterelcmente 10(0) 10(4) die Kodewortc .ν ("). χ (ii - 1), χ (μ - 2), χ (/ι - 3) bzw. χ (η - 4).

Nach dem Einschreiben eines neuen Eingangskodewortes wird das UND-Tor 3 geschlossen, und infolge eines Steuerimpulses des Generators 7 wird ein UND-Tor 4 geöffnet, in welchen Zustand der letztere Registerteil 10(4) mit dem ersten oder Eingangsregisterteil 10(0) verbunden ist, wodurch ein Umlaufschicbcregistcr erhalten worden ist.

I X m hinschreiben eines neuen Fingaugskodcworles foli.'i ein Rechen/.yklus, in dem den Registcrlcilen TaktuiiiniKe und dem ROMH Steuerimpulse zugeführt weiden. Dadurch wiril ein Filtcrkoeflizien! und das cnispcchcnde Kodewort, das im letzten Registerteil 10(4l gespeichert ist. den Eingängen eines Multiplikators 11 zugeführt, der das Produkt aus diesen zwei Kodeworten bildet und der dieses Produkt einem .Akkumulator 12 zuführt. Dieser Akkumulator 12 ist in diesem Ausfühiungsbeispiel in dem Zeitpunkt, wo ein neues Eingangskodewort in das Schieberegister 9 eingeschrieben worden ist, auf den Wert Null zurückgestellt. Nachdem alle im Register 9 anwesenden liiiigangskodeworte je einmal mit einem Fillerkocflizicnten multipliziert worden sind und die dabei erhaltenen Produkte im. Akkumulator 12 zusammengezählt worden sind. d. h. am Fndc des Rcchenzyklus, wird dieser Akkumulator in die Nullstellung zurückgebracht. Jeweils jedoch bevor dieses Zurückstellen des Akkumulators in die Nullstellung stattfindet, wird das Kodewort, das dann im Akkumulator gespeichert ist, mit Hilfe eines Ubertragungskreises 13 ausgelesen. Dieses Kodeworl bildet das Ausgangskodcworl r I (μ · <//h|7 ]. das in diesem Ausfiihrungsbcispiel weiter beispielsweise in einen Puffer 13(1), der beispielsweise als Schieberegister ausgebildet werden kann, eingeschrieben wird. Unter Ansteuerung von 1 aktimpulsen. die vom Generator 7 herrühren, können die Hits dieses Ausgangskodewortes beispielsweise reihenweise aus diesem Register 13(1) ausgelesen werden.

Is sei bemerkt, daß die Bits der Zahlen x(h7), \ \ui ^: i//M)/] und C [ι/,/c] reihenweise sowie parallel auftreten können und in dieser Hrschcinungsform in den jeweiligen Speicherelementen gespeichert werden könne;;. Weder in den Figuren noch in der Beschreibung wird daher zwischen den beiden Frscheimmgsformen ein Unterschied gemacht werden.

Zur Verwirklichung eines interpolierenden Digitallillers. d. h. zum Frzcugcn einer gegebenen Anzahl Ausgangskodeworte beispielsweise m, {m > 1), innerhalb einer Periode 7 der Fingangskodcworte wird der obenstehend beschriebene Rechenzyklus einige Male, nämlich Mi-mal wiederholt. Für jeden dieser Rechen-/\klen wird dieselbe Reihe von Fingangskodeworlen benutzt, aber für verschiedene Rechenzyklen innerhalb der genannten Periode 7' andere Reihen von Filterkoeffi/ienten. die auf noch näher zu beschreibende Weise miteinander in Zusammenhang stehen.

Damit «.lic Ausgangskodeworle y \{n t q\m)T ] alle in untereinander gleichen Zeilabständen von 'l'jm verfügbar werden, isl das Schieberegister 9 als Schieberegister mit periodisch sich ändernder Speicher- oder Ver/ögcrungszeit ausgebildet. Insbesondere isl in diesem Alisführungsbeispiel ein Schieberegister mit peiiodisch sich ändernder Fänge angegeben. Der Ausgang des Registerteils 10(3) isl nämlich mittels einei Rüekfühi imgsleitung 14 und über das UND-Tor 5 und das (Jl)IIi Tor 6 mil dem ersten Registerteil KKO) verbunden. Diese Rücklührungslei'.ung wird dabei zu einem noch näher n\ beschreibenden Zeitpunkt vom i aktiinpulsgcneraior 7 erregt, der dazu zu dem letztgenannten /eiipiinki einen Impuls abgibt, dei das I ' \l ι I οι 5 nt tuet und die U N D-Tore 3 und 4 sperrt.

Die W Ii k um's\\ eiM <!e:. dargestellten Schieberegisters 9 wiui in; Jen I all ir '' und ;Y 5 an Hand der Tafel I nähei cil.n.u π \·< iu λ ι IaIeI 1 bedeuten die Spalten H)(Oi i'hii ιίπ !ϋί·.:!ί dei K'.ri·^ ι u .!.-10(0) 10(4) und die Spalte 5 den Fillerkoeflizicnieu. mil dem das im Teil 10(4) [Spalte 10(4)] gespeicherte Fingangskodeworl multipliziert wird.

I )ie in dieser Tafel I jeweils mit drei Bezugszeichen p. s r und λ angegebenen Reihen (/> -- I, 2. 3, 4; r 1, 2; .s 1,2. 3, 4. S) bezeichnen je die zu einem gegebenen Zeitpunkt im Schieberegister 9 auftretende Reihenfolge der gespeicherten Kodeworte. Fine derartige Reihenfolge von Kodeworten wird untenstehend mit

κ) dem Zustand des Schieberegisters 9 bezeichnet. Fin gegebener Zustand, beispielsweise der nach 1.1.3, gehl unter Ansteuerung eines Schiebeimpulses dabei in den folgenden Zustand 1.1.4 über. Die Zustände 1.1.1. 2.1.1, 3.1.1 und 4.1.1 sind diejenigen unmittelbar nach

is dem Hinschreiben eines neuen Kodewortes, nämlich der Kodeworte .ν (η), .ν (π 4 1), .v(" 4 2)bzw..v(fH 3). Nach dem umschreiben eines neuen Hingangskodewortes, beispielsweise des Kodewortes α Οι), findet der erste Rcchenzyklus statt, wobei das Schiebern register 9 nacheinander die in der Tafel 1 angegebenen Zustände I.I.I bis zum 1.1.5 einnimmt. Nachdem im Zustand 1.1.5 die Multiplikation .v (n) · C (0,0) durchgerührt worden isl, wird der Inhalt des Akkumulators ausgelesen, und dieser wird in die Nullstellung zu-

2_s rückgebracht. Danach erfolgt der zweite Rechenzyklus, wobei das Schieberegister 9 die Zustände 1.2.1 bis zum 1.2.5 durchläuft. Nachdem insbesondere am Anfang dieses zweiten Rcchenzyklus das Schieberegister 9 in den Zustand 1.2.1 gebrach! worden is!.

ίο wird das UND-Tor 4 gesperrt und das UND-Tor 5 geöffnet, wodurch beim Auftritt weiterer Schiebeimpulse der Inhalt des Rcgistcrtcils 10(3) in den Registerteil 10(4) sowie in den ersten Registerlcil 10(Oi eingeschrieben wird. Das älteste Kodeworl .v (h 4|

is im Register 9 verschwindet dadurch bereits nach dem Anfang des zweiten Rechenzyklus aus dem Register 9. während jeweils in den ersten und letzten Regislerieil 10(0) bzw. 10(4) dasselbe Kodcwort eingeschrieben wird.

4<> Nach Durchführung der letzten Multiplikation in der betrachteten Abtastperiode wird das UND-Tor 5 gesperrt und das UND-Tor 3 geöffnet, während das UND-Tor 4 gesperrt bleibt. Dadurch wird im AuI-trittszeilpunkl eines Schiebeimptilses ein neues Fin-

.Is gangskodcworl .v (ii 4 I) in den Registerleil lOlOl eingeschrieben, während gleichzeitig die bereits vorhandenen Kodeworte im Register 9 um cmc Stelle weiter geschoben werden. Unmittelbar nach dem hinschreiben des Kodewortes ν Ih i I) fängt der erste

so von zwei neuen Reehen/yklen an. wobei die Schiebe regislerzustände in der Tafel mit diesen Beziigszeiehei: angegeben sind, von denen ρ den Wert 2 hat. in dei IaIeI sind auch noch die beiden Rechenzyklen auge geben, die nach dem hinsehreiben des Kodeworte>

ss \ (n t 2) auftreten Die zu diesen Rechenzyklen gehörenden Sdiiehcregisterzustände sind nut diesel Bezug.(zeichen angegeben, wofür ρ den Wert 3 hat.

Durch Verwendung der Rückfiihrungsleilung 14 ist auf diese Weise erreicht worden, da 1.1 bereits wahrem

im des letzten Rcchenzyklus innerhalb einer gegebenei Abtastperiode die hingangskodeworte im Schiebe register derart w eiler geschoben werden, daB dei /u stand des Schieberegisters beim Durchführen dei letzten Multiplikation des genannten letzten Rechen

(■s /yklus beispielsweise der Multiplikation \ (M) · C (1.(1 im Zustand 1.2.:" des Schieberegisters (s. die TaIcI). ilen Zustand des Schieberegisters iinmittelbai nach den i iii·-'. hi Yji-.i i. eine·, neuen I mgani:s>kodi.-«!uu-s um

Anfang der betrachteten Ablastpcriode entspricht, in dem Sinne, daß dabei das zunächst älteste Eingangskodewort aus dem Register 9 verschwunden ist (vgl. die Zustände 1.2.5 und 1.1.1 aus der Tafel). Dadurch wird erhalten, daß die Schiebeimpulse für das Schieberegister 9 ständig mit derselben Periode nacheinander auftreten.

Daß durch Verwendung der Rückführungsleilungen ein Schieberegister verwirklicht worden ist mit einer periodisch sich ändernden Speicher- bzw. Verzögerungszeit läßt sich an Hand der Spalte 10(4) der Tafel 1 erläutern. Dazu betrachten wir beispielsweise das Kodewort λ {n - 1). Aus der Tafel folgt, daß dieses Kodewort zur Multiplikation mit einem Filtcrkoefl'izienten im Rcuislcrlcil 10(4) in den Schieberegisterzuständen 1.1.4; 1.2.4: 2.1.3; 2.2.3; 3.1.2: 3.2.2; und 4.1.1. vorhanden ist. Da der Zeitabstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zuständen des Schieberegisters nur einer Schiebeperiode TINm entspricht. ist folglich der Zcitabsland zwischen dem Schieberegisterzustand 1.1.4 und 1.2.4 gleich 5TISm; der /wischen dem Zustand 1.2.4 und 2.1.3 jedoch nur 4 7''Nm, der zwischen dem Zustand 2.1.3 und 2.2.3 wieder 5 TINm: der zwischen dem Zustand 2.2.3 und 3.1.2 wieder nur 4 T¹Nm usw.

Wie bereits aus der Tafel 1 hervorgeht, ist durch Verwendung eines Schieberegisters mit sich periodisch ändernder Verzögcrimgszcil erreicht worden, daß alle Rechcnzvklen gleich lang dauern und die Ausgangskodeworte γ [(>) + i///n)7"] alle zu äquidistanten Zeitpunkten auftreten.

Obschon das an Hand der Tafel 1 beschriebene Ausfuhrungsbeispiel nach F i g. 1 nach dem Einschreiben eines Ausgangskodewortes in das Register 9 nur zwei Ausgangskodeworte liefert, kann diese Anzahl Ausgangskodeworte beliebig vergrößert weiden. Dann nimmt jedoch auch die Anzahl Reihen von FiI-tcrkocffizicntcn zu.

Wie bereits erwähnt, werden die jeweiligen Elemente des Digitalfilters vom Taktimpulsgenerator 7 gesteuert. In Einzelheiten enthält dieser Taktimpulsgenerator einen Oszillator 15. der mit einer Frequenz 3 /VfJiJ₁. wobei N die Anzahl Schieberegislerelcmenie des Registers 9 darstellt und m wieder die Anzahl gewünschter Ausgangskodeworte pro Eingangsabtast-Periode 7', Ausgangsimpulsc liefert. Der Ausgang dieses Oszillators 15 ist mit dem Eingang eines ersten Binärteilers bzw. -Zählers 16 verbunden, der in diesem Ausrührungsbeispiel die Ausgangsfrequenz des Oszillators durch einen Faktor 3 teilt. Gewisse Teile dieses Zählers 16 sind mit Eingängen von L) N D-Toren 17, 18 und 19 verbunden. Diese Verbindungen sind in der Figur auf sehcmatische Weise durch das sehralliertc Gebiet 16(1) dargestellt. Der Ausgang des UND-Torcs 17 ist mit den Taktimpulseingängen der Schieberegisterelcmentc 10(.) verbunden. Der Ausgang des UND-Tores 19 ist mit dem Eingang eines zweiten Binürteilcrs bzw. -Zählers 20 verbunden, dessen Ausgang seinerseits mit dem Eingang eines dritten Binärteilers bzw. -Zählers 21 verbunden ist.

Der dargestellte Taktimpulsgencrator enthält weilet vier UND-Tore 2. 25 und zwei Inverter 26 und 27. Diese UND-Tore und Inverter sind dabei auf die in der Figur angegebene Weise mit den Ausgängen der Zähler 20 und 21 und der UND-Tore 17 und 18 vorbunden.

Die Wirkungsweise des dargestellten TaklimpuK-L'A-nerators wird nun für ilen Fall N 5 und /11 J an

Hand der in 1·' i g. 2 dargestellten Zeildiagramme näher erläutert. Bei ei in F i g. 2 ist die Reihe von Taktimpulsen dargestellt, die vom Oszillator 15 erzeugt wird. Der Zähler 16 teilt die Ausgangsfrequenz dieses Oszillators 15 durch einen Faktor 3 und begrenzt auf diese Weise Zyklen von drei aufeinanderfolgenden Ausgangsimpulsen des Oszillators 15. Infolge des ersten Takt impulses eines derartigen Zyklus liefert jeweils das UND-Tor 17 einen Ausgangsimpuls, infolge des zweiten Taktimpulses in einem derartigen Zyklus liefert jeweils das UND-Tor 18 einen Ausgangsimpuls, und infolge des dritten Taktimpulses in einem derartigen Zyklus liefert jeweils das UND-Tor 19 einen Ausgangsimpuls. Die auf diese Weise erhaltenen Reihen von Ausgangsimpulsen der UND-Tore 17, 18 und 19 sind in F i g. 2 durch />. c und d angegeben.

Der Zähler 20 liefert nun jeweils nach einem Zyklus von N = 5 Ausgangsimpulsen des UND-Tores 19 einen Ausgangsimpuls und gibt auf diese Weise das Ende eines Rechenzyklus des Filters an. Diese Ausgangsimpulsc des Zählers 20 sind bei c in F i g. 2 dargestellt. Der während dieses Ausgangsimpulses des Zählers 20 auftretende Ausgangsimpuls des UND-Tores 18 hat zur Folge, daß vom UND-Tor 25 ein Impuls abgegeben wird, wodurch der Inhalt des Akkumulators 12 über den Torkreis 13 in den Puffer 13(11 eingeschrieben wird. Der beim Auftritt des Ausgangsimpuiscsdes Zählers 20 vom UND-Tor 19abgcgcbcnc Impuls bringt über das UND-Tor 24 den Akkumulator 12 in die Nullstellung zurück. Diese von den UND-Toren 25 und 24 abgegebenen Impulse sind durch g und /i in F i g. 2 dargestellt.

Der Zähler 21 ist zum Zählen von yi-Ausgangsimpulsen des Zählers 20 eingerichtet und durchläuft dabei zyklisch die Zählstcllungen Null bis einschließlich ι» ■- 1. Solange dieser Zähler 21 die Zählstcllung »ι - 1 noch nicht erreicht hat, liefert er an seinem Ausgang eine binäre »0«. die über den Inverter 27 dem UND-Tor 4 zugeführt wird. Auf diese Weise wird das UND-Tor 4 geöffnet, und folglich findet während der ersten m — 1 Rechenzyklen die Rückkopplung des Inhaltes des Schieberegisters 9 über dieses UND-Tor 4 statt. Beim Erreichen der Zählstcllung m 1 liefert dieser Zähler 21 eine binäre »I«. Dadurch svird das UND-Tor 4 gesperrt, und die UND-Tore 22 und 23 werden geöffnet. Während des nun folgenden neuen Zyklus des Zählers 20 ist durch Verwendung des Inverters 26 das UND-Tor 22 offen, und der Zählei liefert nun eine binäre »1«, wodurch das UND-Tor f geöffnet ist und folglich während des letzten Rechen zyklus innerhalb einer gegebenen Abtastperiode T dit Rückkopplung des Schieberegisters über das UND Tor 5 stattfindet. Wird letzten Endes in diesem let/tei Zyklus des Zählers 20 der /V-te Ausgangsimpuls de UND-Tores 19 diesem Zähler 20 zugeführt, so win vom UND-Tor 22 wieder eine binäre »0« ahgegeber wodurch das UND-Tor 5 schließt und folglich all Rückkiipplungen des Registers 9 unterbrochen siiu Zugleich wird nun vom UND-Tor 23dem UND-Tor eine binäre »1« zugeführt, wodurch ein neues Kodi wort in das Register eingeschrieben werden kann, im /um Schluß wird von diesem N-ten Impuls der ZäliU 21 in die Nullstellung zurückgebracht. Die vom Zühli 21 dem Inverter 27 und den UND-Torcn 22 und 23 g< lieferten Ausgangsimpulsc sind bei /. /. k und ρ F i g. 2 angegeben.

Fs sei bemerkt, daß das Auslesen eines Filterkoefl

ίο

zienten aus dem ROM 8 auf bekannte Weise verwirklicht werden kann, beispielsweise dadurch, daß zu jedem Augenblick die gesamten Zählstellungen der Zähler 20 und 21 als einen Adreßkodc für den ROM betrachtet wird. Dazu werden, wie in F i g. 1 aufsehematische Weise durch das schraffierte Gebiet 8(1) dargestellt ist, alle Teile des Zählers 20 sowie des Zählers 21 mit einem Ausgang mit einem entsprechenden Eingang des ROMs 8 verbunden.

IO

(4) Der Zusammenhang der im interpolierenden

Digitalfilter zu verwendenden Filterkoeffizienten

untereinander

Wie in der Tafel I bereits angegeben ist, gehört zu jedem Rechenzyklus innerhalb einer gegebenen Eingangsabtastperiode eine Reihe von Filterkoeffizienten C [q, A). In dieser Tafel wird für den ersten Rechenzyklus innerhalb der genannten Abtastperiode die Reihe von Filterkoeffizienten C (q, A) durch q = 0 gekennzeichnet, und für den zweiten, in der Tafel zugleich den letzten, Rechenzyklus innerhalb der betrachteten Abtastperiode wird diese Reihe durch q = 1 gekennzeichnet. Wie bereits erwähnt und in der Tafel angegeben, sind für ein gegebenes Filter diese Reihen von Filterkoeffizienten für alle Abtastperioden dieselben. Die Filterkoeffizienten einer Reihe entsprechen, was die Größe anbelangt, den jeweiligen Abtastwerten einer Reihe von Abtastungen der Stoßantwort des gewünschten Filters. Diese Abtastwerte werden zum Gebrauch im Filter üblicherweise quantisiert und beispielsweise in einer binären Zahl kodiert.

Zur Erläuterung des Zusammenhanges zwischen den Reihen von Filterkoeffizienten ist in F i g. 3 bei a die auf das Zeitintervall — 6T bis +10T begrenzte Stoßantwort eines idealen Tiefpaßfilters mit einer Grenzfrequenz i»₀/2 dargestellt. Bekanntlich hat diese Stoßantwort eine Form, die durch die Funktion (sin χ)/χ gegeben wird. Insbesondere kann die wiedergegebene Stoßantwort durch den nachfolgenden mathematischen Ausdruck dargestellt werden:

45

Zunächst wird dieses Tiefpaßfilter als nichtinterpolierend betrachtet, d. h.. daß die Eingangsanlastfrequenz der Ausgangsabtastfrequenz entspricht. Es wird vorausgesetzt, daß diese Ablaslfrequcnz der vierfachen Grenzfrequenz des Filters entspricht. Die Ab- <j₀ tastperiode entspricht dann 7' - /r/m,,.

Zur Bestimmung der Filterkoeffizienten wird die Sloßantworl des Filters mit der Reihe von Abtastimpulsen, die bei b in F i g. 3 dargestellt sind, abgetastet. Dabei ist vorausgesetzt worden, daß diese Ab- ^ lastimpulse /u Zeitpunkten ( A · 7' auftreten. Diese Reihe kann auf bekannte Weise wie untenstehend mathematisch dargestellt werden:

I, 2, 3, 4 ist. Für die auf diese Weise erhaltenen Filterkoeffizienten, die zusammen eine Reihe C (0, A) bilden, sind die jeweiligen Größen bei d in F i g. 3 angegeben. In der letztgenannten Figur sind längs der Abszisse außer den Parameterwerten k auch die Zeitpunkte angegeben, zu denen der betreffende Filterkoeffizient als Augenblicksignalwert bei der bei α in F i g. 3 dargestellten Stoßantworl auftritt.

Falls das betrachtete Tiefpaßfilter mit der bei α in F i g. 3 dargestellten Stoßantwort als interpolierendes Filter verwendet werden muß, wobei die Ausgangsabtastfrequenz der doppelten Eingangsabtastfrequenz ist.d. h. mit einer Ausgangsabtastpcriodeentsprechend 7/2 = .τ/2 (.)„, werden die in F i g. I im Register 9 gespeicherten Eingangskodeworte zum Liefern eines ersten Ausgangskodewortes zunächst mit der obengenannten Reihe von Filterkoeffizienten c (0, k) multipliziert und zum Liefern eines zweiten Ausgangskodewortes innerhalb des Zeitrahmens der Eingangsabtastperiode Γ außerdem mit einer zweiten Reihe von Filterkoeffizienten C(I, A). Diese zweite Reihe von Filterkoeffizienten ist bei e in F i g. 3 dargestellt. Diese Filterkoeffizienten entsprechen wieder den Abtastwerten der mit einer Periode T abgetasteten Stoßantwort, die bei α in F i g. 3 dargestellt ist. Die gemeinte Abtastung dieser Stoßantwort hat dabei wieder mit einer Impulsreihe der bei h in F i g. 3 dargestellten Form stattgefunden, die Abtastung hat jedoch gegenüber dieser Impulsreihe eine Zcitverschiebung zur Größe T/2 = +.-r/2 in,, erfahren, wodurch die Reihe von Abtastimpulsen für die zweite Reihe von Filterkoeffizienten auf mathematische Weise wie folgt dargestellt werden kann:

-(AT + T/2)].

Die Filterkoeffizienten C(LA) sind folglich die zu den Zeitpunkten AT + 772 erhaltenen Abtastwerte der Stoßantwort von« in F i g. 3, wobei A = 0, 1,2,3,4.

Vollständigkeitshalber sind bei /' und g in F i g- 3 die Reihen von Filterkoeffizienten dargestellt, für den Fall, wo die Ausgangsabtastfrequenz des interpolierenden Filters dreimal höher ist als die Eingangsabtastfrequenz. In diesem Fall werden die gespeicherten Eingangskodeworte innerhalb des Zeitrahmens einer Eingangsabtastperiode einmal mit der Reihe von Filterkoeffizienten C(O, A) (s. bei d in F i g. 3) multipliziert, einmal mit der Reihe von Filterkoeffizienten 2 (k] (s. bei / in F i g. 3) und einmal mit der Reihe C (3, K (s. bei g in F i g. 3). Auch diese Reihen von Filterkoeffizienten C (2, A) und ClXk) werden durch Abtastung der bei α in F i g. 3 dargestellten Stoßantworl erhalten, wobei die Reihe von Abtastimpulseii wicdei dieselbe Form hat wie bei b in F i g. 3, diese Reiher sind jedoch gegenüber der dort dargestellten Reihe um einen Zeitabstand T/3 bzw. 2 7/3 verschoben Entsprechend dem obensteheiidcnkönneiulieseReihcr auf mathemalische Weise wie folgt dargestellt werden

Die fünf I'illeikoeHi/ienlen, die im Filier nach I·' i g. I /in Annäherung der gewünschten überiiagtingskennlinie verwendet werden, werden nun durch diejenigen Abtastwerte der Sloßanlwort gebildet, die zu den Zeitpunkten auftreten, für du· A U

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Σ .ψ- (AT I 27'3)|.

Außer in der Zeitdomäne hai ein interpolierendes Digitalfilter aueh seinen Einfluß auf die Frequenzdomiinc. Wird nämlich insbesondere ein handbegrenztes analoges Basisbundsignal mit einer Eingangsabtastfrequen/ /', abgetastet, so wird das Frequcnzspektrum dieses abgetasteten Signals durch das ursprüngliche Basisbandspektrum sowie durch Wiederholungen dieses Spektrums um ganze Vielfache der Abtastfrequenz /, gebildet. Die erste Wiederholung des ursprünglichen Basisbandspektrums liegt folglich um die Abtastfrequenz/,, üblicherweise wird in PCM-Übcrlragungssystemen diese Frequenz /, derart gewählt, daß die erste Wiederholung sich an das Basisbandspektrum anschließt. Wenn nun mit einem interpolierenden Digitalfilter die Abtastfrequenz /, um einen Faktor hi erhöht wird, tritt die erste Wiederholung des Basisbandspektrums um die Ausgangsabtastfrequenz m/, auf. Dadurch ist erreicht worden, daß diese erste Wiederholung des Spektrums sich nicht mehr an dieses Basisbandspektrum anschließt, so daß letzteres mit einem einfachen Tiefpaßfilter selektiert werden kann.

Obenstehend ist angegeben, wie mit Hilfe eines Tiefpaßfilters Signalabtastwerte in einer Reihe von Signalabtastwerlen eines Basisbandsignals interpoliert werden können. Auf ähnliche Weise ist es auch möglich, mit Hilfe beispielsweise eines Bandpaßfilters Signalabtastwerlc in einer Reihe von Signalabtastwerten zu interpolieren, die durch Abtastung eines nicht im Basisband liegenden Signals, beispielsweise eines einem Träger aufmodulierten Einseitenbandsignals erhalten wird.

In F i g. 4 ist eine Abwandlung des interpolierenden Digitalfiltcrs nach F i g. I dargestellt. Dieses in F i g. 4 dargestellte Ausfiihrungsbeispiel entspricht zum größten Teil dem nach F i g. 1, und dabei sind der Fig. I entsprechende Elemente mit denselben Bezugszeichen angegeben. Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 weicht jedoch darin von dem nach F i g. 1 ab, daß zum Erhalten eines Schieberegisters 9 mit sich periodisch ändernder Speicher- bzw. Verzögerungszeit und daß zum Erhalten von Rechenzyklcn gleicher Dauer nicht, wie in Fig. I, der Eingang des letzten Registerteils 10(4) über eine Rückkopplungsleitung mit der z.ugchörcnden Torschaltung mit dem Eingang des ersten Registerteils 10(0) verbunden ist, sondern daß dazu bestimmte Schiebeimpulse für das Register 9 ausgetastet werden. Bei diesem in F i g. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird folglich die sich periodisch ändernde Verzögerungszeil des Registers 9 ausschließlich durch den Taktimpulsgeneralor 7 verwirklicht.

Dieser Taktimpulsgenerator 7 ist zum Teil auf dieselbe Art und Weise aufgebaut wie der Taktimpulsgencrator in F i g. 1 und enthält ebenfalls einen Taktimpulsos/.illator 15, der Taktimpulse mit einer Frequenz. 3 Nm I] abgibt. Auch nun ist N die Anzahl Teile des Schieberegisters 9; /ii die Anzahl Ausgangsimpulswertc, die in einer Hingangsabtastperiode 7" erzeugt werden müssen und /, die Hingangsahtaslfiequenz, wobei /, 1/7. Die genannten Taklimpulse werden einem Binärteiler b/w. -zähler 16 zugeführt, der die Impulsfrequenz dieses Oszillators 15 durch einen Faktor 3 teilt. Ebenso wie im Ausführungsbeispiel nach F i g. I sind bestimmte Elemente des Zählers 16 an UND-Tore 17. 18 und 19 angeschlossen, die wieder infolge des ersten, des zweiten und des dritten Taktinipulscs des Oszillators 15 innerhalb des betrachteten Zvklus von drei Taktimpulsen jeweils einen Impuls abgeben. Die von den UND-Toren 18 und 19 abgegebenen Impulse werden über die UND-Tore 25 und 24 dem Ubertragjngskreis 13 bzw. dem Akkumulatoi 12 zugeführt.

f> Der jeweils mit den dritten Taktimpulsen des Oszillators 15 auftretende Ausgangsimpuls des UND-Tores 19 wird einem Zähler 28 zugeführt, der in diesem Ausführungsbeispiel N 4 I Aiisgangsimpulse des Zählers 16 zählt und jeweils nach N -(- I dieser

ίο Ausgangsimpulsc selbst einen Ausgangsimpuls liefert, der einem Zähler 29 zugeführt wird. Ebenso wie im Ausführungsbeispicl nach F i g. 1 gibt der Ausgangsimpuls des Zählers 28 das Ende eines Rechenzyklus an. Der Zähler 29 nun zählt in diesem Ausführungsbeispiel in Ausgangsimpulse des Zählers 28 und liefert danach selbst einen Ausgangsimpuls. In dem in F i g. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Ausgang des UND-Tores 17 und sind die Ausgänge der Zähler 28 und 29 weiter auf die in F i g. 4 dargestellte Weise mit UND-Toren 30 und 31, mit einem NICHT-UND-Tor 32, mit einem ODER-Tor 33 und mit einem I nverler 34 verbunden.

Die Wirkungsweise dieses in F i g. 4 dargestellten interpolierenden Digitalfilters ist für den Fall, wobei N = 5 und m = 2 durch die in F i g. 5 dargestellten Zeitdiagramme sowie durch die Tafel II, die auf dieselbe Weise zusammengestellt ist wie die Tafel I, näher angegeben. Insbesondere ist beia in F i g. 5 die Impulsreihe dargestellt, die vom Oszillator 15 erzeugt wird.

Diese Reihe ist auf die angegebene Weise in zwei Rechenzyklen aufgeteilt, die je durch 18 Ausgangsimpulsc des Oszillators 15 bezeichnet werden. Diese Rechenzyklen sind durch 1 bzw. II bezeichnet. In dieser F i g. 5 sind weiter die Ausgangsimpulsc der UND-Tore 17,18 und 19 bei b, c bzw. d angegeben; die Ausgangsimpulse der Zähler 28 und 29 bei e bzw. / und die Ausgangssignale des NICHT-UND-Tores 32, des UND-Tores 31 und des ODER-Tores 33 bei g, /1 bzw./ Die Schiebeimpulse für das Register 9, die dem UND-Tor 30 entnommen werden, sind bei k angegeben. Vollständigkeitshalber sind bei / und ρ die Impulsreihen angegeben, die vom UND-Tor 25 bzw. 24 zum übertragen des Inhaltes vom Akkumulator 12 zum Puffer 14 bzw. zum Zurückbringen des Akkumulators

4.S 12 nach einem Reehenzyklus in die Nullstellung dargestellt.

Jeweils beim Auftritt des ersten Schiebeimpulses in einem Reehenzyklus 1 wird ein neues Eingangskodewort in das Register 9 eingeschrieben, und das älteste

<io Hingangskodewort wird entfernt. Bei diesem Einlesen ist ja das UND-Tor 4 gesperrt. Der Zustand des Schieberegisters jeweils nach dem Auftritt des ersten Schiebeimpulses in einem Reehenzyklus 1 ist in der Tafel 11 durch p, I, I (/> - I, 2, 3, 4) dargestellt. D;i

5s während eines ersten Reehenzyklus. der in der Tafe durch diejenigen Schicbeiegistcrzuslände gekennzeichnet ist, für die gill, daß r - I ist, nur fünf der sechs Aus gangsimpulse des IJ N D- Tores 17 als Schiebeimpulsi dem Register 9 zugeführt werden, sind jeweils dii

(«j Schieberegisterzustände p.1.5 und />. 1.6 einander gleicl \p I, 2, 3. 4). Das in diesem Schieberegisterzusiaiu />. 1.6 im letzten Registerleil 10(4) vorhandene Ein gangskodewort, beispielsweise \ Ci). ν: Ci t 1) um \ (/1 I 2) wird nun nur mit einem Filterkoeflizientei

('Ί multipliziert, der den Wert Null hai. Auch kann dies Multiplikation völlig fortgelassen werden Wie bei k i F i g. 5 angegeben, wiril im betrachteten Ausführung* beispiel, wobei in 2 ist, während des letzten und zi

gleich zweiten Rechenzyklus Il der innerhalb dieses Rechenzyklus auftretende sechste Ausgangsimpuls des UND-Tores 17 als Schiebeimpuls dem Schieberegister 9 zugeführt. Dadurch wird erreicht, daß jeweils am Ende des letzten Rechenzyklus innerhalb einer s Fingangsabtastperiodc der Zustand des Registers 9 dem Zustand dieses Registers 9 unmittelbar nach dem Einschreiben eines neuen Eingangskodewortes am Anfang der betrachteten Abtastperiode T entspricht. Vergleiche dazu in der Tafel II die Schieberegisterzustände 1.2.6 und 1.1.1; 2.2.6 und 2.!. 1; 3.2.6 und 3.1.1. Auch bei diesen Schieberegisterz.uständen p.2.6 (p — i, 2. 3) wird das im Schieberegisterteil 10(4) gespeicherte Eingangskodewort überhaupt nicht oder nur mit einem Filterkoeffizienten multipliziert, der den Wert Null hat.

Daß für das obenstehend beschriebene interpolierende Digitalfilter wieder ein Schieberegister mit sich periodisch ändernder Verzögerungszeit verwirklicht worden ist. läßt sich wieder an Hand der Spalte 10(4) der Tafel II erläutern. Dazu wird beispielsweise das Kodewort \ (n — I) betrachtet. Aus der Tafel II geht hervor, daß dieses Kodewort zur Multiplikation mit einem Filterkoeffizienten im Registerteil 10(4) in den Schieberegisterzuständen 1.1.4; 1.2.4; 2.1.3; 3.1.2; 2s 3.2.2; 4.1.1 vorhanden ist. Da der Zeitabstand zwischen /wci aufeinanderfolgenden Schicbercgisterzuständcn einer Periode der Ausgangsimpulsc des UND-Tores !7. d. h. einer Periode T![m(N 4- I)], entspricht, ist der Zeitabstand zwischen den Schieberegisterzuständen 1.1.4 und 1.2.4 gleich t)TI[m{N + D]; der zwischen den Schieberegisterzuständen 1.2.4 und 2.1.3 jedoch nur 5TI[m{N + I)] usw.

Ebenso wie im Ausführungsbcispiei nach F i g. I dauern auch nun alle Rechenzyklen gleich lang, und is die Ausgangskodcwortc ν [(» + q!m)T~\ treten alle zu äquidistanien Zeitpunkten auf. Vergleiche insbesondere die Zeitdiagramme / und ρ in F i g. 5.

Fs sei bemerkt, daß der Taktimpulsgenerator 7 in diesem Ausführungsbeispiel noch derart ausgebildet werden kann, daß jeweils der sechste Ausgangsinipuls des UND-Tores 17 innerhalb eines ersten Rcchcnzyklus I den Inhalt des Schieberegisters 9 weilerschicbt und daß dieses Weiterschieben nicht durch den ersten Ausgangsimpuls des UND-Tores 17 im zwciien /5 Rechcnzyklus bewirkt wird. Auch kann die Anzahl Schieberegisterzustände, wobei keine Multiplikation des Kodcworlcs im letzten Rcgislerteil 10(4) mit einem Filterkoeffizienten stattfindet, größer als eins gewählt werden. Ebenso wie beim Ausführungsbeispic! nach I-" i g. 1 können auch im Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 nach Einschreiben eines Eingangskodewortes in das Register 9 mehr als die betrachteten zwei Ausganuskodcworle erzeugt werden. Auch dann jedoch wird die Anzahl Reihen von Filtcrkocffi/icntcn proportional zunehmen.

In den beschriebenen Ausfiihrungsbeispielen sind die Registerteile 10(.) derart ausgebaut, daß im Teil 10(0) nur ein neues Eingangskodewort über das UND-Tor 3 und das ODER-Tor unter Ansteuerung eines Schiebeimpulses des Generators 7 eingeschrieben werden kann. Es kann jedoch wenigstens für den Teil K)(Oi ein derartiges Element gewählt werden, daß darin ein neues Eingangskodewort eingeschrieben werden kann. ohne daß dazu zugleich ein Schiebeimpuls erforderlich ist. In diesem Fall muß zugleich das älteste Eingangskodewort vor dem Einschreiben dieses neuen Kodewortes im Teil '0(0) gespeichert sein. Im Gegensatz zu den obcnstchend beschriebenen Ausführungsbcispielen wird nun der Multiplikator 11 mit einem Eingang an den Eingang dieses ersten Teils 10(0) angeschlossen Ebenso wie für das Ausfuhrungsbeispiel nach F" i g. I brauchen auch nun innerhalb eines Rechcnzyklus keine zusätzlichen Schiebeimpulse dem Schieberegister zugeführt bzw. ausgetastet zu werden. Bei Verwendung eines derartigen Teils 10(0) und bei einer eecienefen Ausbildung des Taktimpulsgenerators 7 ist es sogar möglich, den Multiplikator 11 mit einem Eingang eines beliebigen Registerteils 10(.) des Schieberegisters 9 anzuschließen.

Obschon in den beschriebenen Ausführungsformen die Eingangskodewortc in einem Umlaufschieberegister gespeichert werden, kann dazu jedoch auch eine gleichwertige Speicheranordnung verwendet werden. Wie beispielsweise ein RAM. Dabei muß dann jedoch der Taktimpulsgencrator derart aufgebaut werden, daß der Abstand zwischen den Zeitpunkten, zu denen ein bestimmtes in diesem RAM gespeichertes Eingangskodeworl der Multiplikationsanordnung z.useführt wird, um mit einem Filterkoeffizienten multipliziert zu werden, periodisch ändert.

Zum Schluß sei bemerkt, daß bei einer geeigneten Wahl des Zählers 16, der in den beschriebenen Ausführungsbcispielen als drei Zähler ausgebildet ist. die Frequenz des Oszillators 15 auch in einem anderen Verhältnis zur Schiebefrequenz SmT stehen kann.

Tafel I

K)(Ol

10(4)

P

. I-. .s.

χ in)

4i

\ [n

Il

ν (n

2|

X I"

3)

A (Il

4)

C

(0.4)

I

Ii

χ in

3)

X (/I)

V (Il

Il

Λ (H

2)

A (Il

3)

(

(0.3)

I

12

\ in

2i

Λ ('!

4)

\ {n\

A (Il

I)

A (Il

2l

C

(0.2)

1

.1.3

\ (n

Ii

X I»!

3)

A Ii)

4)

X (I!)

A (II

I)

C

(0.11

1

.1 4

\ Ii!

Y (/!

2)

Λ (/Ι

3)

X (Il

4)

A (I!)

C

(0.0)

I

l.>

χ (11)

3)

Λ I/I

1)

V (»1

2)

A (I!

3)

A (H

4)

C

I i .41

!

.2.1

ν in

2)

V (ill

\ ti!

1)

A (Ii

21

V (Il

3)

C

(1.3)

1

\ in

11

X (I!

31

A (i!)

X (I!

1)

A (II

21

C

11.2)

I

-> ^

\ in

X (»1

2.1

X (Ί

3i

A (ill

A (Il

I)

C

(1.1)

1

24

\ IUi

\ I;;

M

X (Ii

21

X (Il

3 i

X (III

C

(!.(>)

I

■■(irtsv.'1/ιιημ

15

ικιοι

/(O

U)(Il

(IIMÜl

16

IIII4I

p.r.s.

2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.4 2.1.5

ι 2.2 2.2.3 2.2.4 2.2.5 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.1.5 3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.2.5 4.1.1

Tafel

χ (n + 1) χ (ti - 3) λ (»-2)

χ (π)

χ {η + 1)

χ (»ι - 2)

χ (π - 1)

X (H)

χ (π + 1) χ (/ι + 2) χ (" - 2)

χ (η)

χ(» + D χ (π + 2) χ (π - 1)

.Χ (H)

X(H + 1)

X (H + 2)

χ (η + 3)

10(01

χ (η + 1) χ (η - 3) χ (η - 2) χ(π - D

X (H)

χ (π + 1) χ (η - 2) χ (π - 1)

X (H) X(M + D

χ (π + 2) χ (η - 2) χ (π - 1) χ (η)

X(H + D X (H + 2)

χ (η - 1)

X (H) X(H + D

χ(π + 2)

10(1)

X(H - Π

X (H)

X (H + 1 )

χ (η - 3) χ (η - 2)

X (H-I) X (H)

χ (π + 1)

X (H - 2)

χ (Ii - 1)

X (H)

X (H + 1)

X (H + 2)

χ (η - 2)

X (H- 1) X (H)

χ (π + 1) χ (η + 2) χ (η - 1)

X (H)

X (H + 1 )

10(2)

χ (H - 2)
viii - D

X (H)
X(H + D

χ (η - 3)
χ (H - 2)

X(H - Π

X (H)

X (Il + I)

X (H - 2)

X (H - 1 )
X (H)

X (H + 1 )

X (H + 2)

χ (H - 2)
X(H - D

X (H)

X (η + 1)

X (H + 2)
X(H - D

10(3)

χ (π - 3)
χ (η - 2)
viii - 1)

X (H)

χ (π + Π

X (H - 3)

χ (π - 2)

X(H - D

X (H)

χ (π + 1)

X (H - 2)
X(H - 1)
X (H)
X(H + D

X (H + 2)

χ (η - 2)

χι»! - η

X (»Ο

X (H + 1 )

X (H + 2)

χ(ι> - D

10(4)

C (0,4) C (0.3) C ((),?) C(OJ) C (0,0) C (1.4) C (1,3) C (Κ2) C(U) C(KO)

C (0,4) C(0,3) C (0,2) C(OJ) C (0,0) C (1,4) C (1,3) C (1,2) C(IJ) C(KO)

C (0,4)

p.r.s 1.1.1 1.1.2 1.1.3 .1.4 .1.5 .1.6 .2.1

.2.3 .2.4 .2.5 .2.6

.4 .5 2.1.6 Ί Ι

2.2.2 2.2.3 2.2.4 2.2.5

X (H)

X (I! - 4)

χ (π - 3) χ (η - 2)

X(H - 1)

χ (π - 1)

χ (π)

χ (Ii - 4) χ (H - 3) χ (π - 2) χ (H - 1) χ (π)

χ (η + 1) χ (π - 3)

X(H - 2)

Λ 1/1 - D

X(H)

X (H)

Y (Il + Π

χ (ι: - 3)

X(H - 2) X(H Λ (Hl XlH

X(H - D

X (H)

X (H - 4)

χ (ti - 3) χ (ιΐ - 2)

X (H - 2) X(H - D X (H)

χ (η - 4) χ(η - 3) χ (π - 2)

X(H-D X (H)

χ(ιι + 1)

X (H - 3)

χ Ι" - 2)

χ(Η - η

X(H Kl

X (H)

χ Ih ' D

XlH - 3)

X(H ■- 2) χ(π - D χ In)

χ (π - 2)

X(H - D

χ (π)

χ (Ii - 4) χ (π - 3) χ (η - 3) χ (η - 2) χ (H-D χ (η)

χ (η - 4) χ (π - 3) χ (π - 2) X(Ii - D

X (H)

X(I! + 1)

χ (η - 3) χ (H - 2) χ In - 2) χ (π - H

Λ (H)

X(H -^ι- η

χ (η - 3) χ (η - 2)

χ (η - 3)
χ (H-2)
X(H - Π
χ (π)

χ (π - 4)
χ (η - 4)
χ (π - 3)
χ (π - 2)
χ {η - D

X (H)

χ (11-4)
χ (η - 3)
χ (;ι - 2)
χ(π - 1)

χ (η)

χ (H + D
χ (η 3)
χ (η - 3)
χ (»ι - 2)
χ (π - i ι
χ Ι»)

X (H + 1 )

X (H - 3)
X (H - 2)

χ (η - 4)
χ (η - 3)
χ (η - 2)
X(H - D

X (H) X (H)

χ (η - 4)
χ (H - 3)
χ (π - 2)

X (H- Ι )
X (H)

χ (π - 4)
χ (π - 3)
χ (π - 2)

X(H - 1)

χ (π)

X (H -(■ 1)
X(H I- 1)
X (H - 3)
V 'ί! 2)
X (H - 1 )
X (H)

X(H f H

X (H - 3)

C (0,4) C (0.3) C (0,2) C(OJ) C (0.0)

C (1,4) C (1,3) C (1,2) C (1,1) C(KO)

C (0,4) C (0,3) C (0,2) C(OJ) C (0.0)

C (1.4) CIK3) C (1,2) C(IJ) C(KO)

p. r.	.S
3.1.	1
3.1.	2
3.1.	.3
3.1 1 I	.4 C
.ι. 1 3.1	.D .6
3.2	.1
3.2	.2

17

■ortset/ιιημ

X(Ii₊ 2) -ν(»Η Π -ν,,. _{u r((Ul}

χΟ. -2) x Oi+2) ΧΙ»+ Π * «> _Γ(0<2,

x(«) ^"^^{11 Χ}"-Τ η .ν 1.. 4- 2» C (0.0»

^'^{ί+1) Χ(/1) ΧΙ}" ' U VO. -2, C( 1.4)

χΟ, ■♦ 2» XOi₊I) XOO _χί|Ι_,, Γ.1.3)

χ («-2) -VlW-I- 2) xO> i Π α ») _{c 2>}

3.2.4 XOD x(«-M -»- ; I, _{x(n +} 2, C(UO)

25 χ on η *<") ·^ν("-" ; ; ν .„-η

3.2.6 XO. + 2) XOi₊I) χ(») ^λ("-" _Γ((14)

4.1.1 χΟ, f -3) χ O. + 2) χΟ, M) χ («) -^" '

lÜLTZii 4 BIaIi Zeichnungen

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   I. Nichtrekursives Digitalfilter zum Erzeugen mit einer gegebenen Ausgangsabtastfrequenz /, auftretender binärer Ausgangskodeworte, die auf eine vorbestimmte Weise mit einer Folge binärer Eingangskodeworte im Verhältnis stehen, die mit einer Eingangsabtastfrequenz /, auftreten, wobei die Ausgangsabtastfrequenz J₁ ein ganzes Viel- ι» faches (in) der Eingangsabtastfrequenz/, ist; mit einer Speicheranordnung, die zum Speichern einer gegebenen Anzahl (N) aufeinanderfolgender Eingangskodeworte eingerichtet ist; einer Multiplizieranordnung mit deren Hilfe innerhalb einer i^ Eingangsabtastperiode 1//, eine Anzahl (m) Reihen von Produkten aus der genannten gegebenen Anzahl (N) Eingangskodeworte und einer Anzahl (in) untereinander verschiedenen Reihen von Gewichtungsfaktoren, die dem Zusammenhang zwischen ^> den Eingangs- und Ausgangskodeworten entsprechen, gebildet werden; einer Addieranordnung, die mit der genannten Multiplizieranordnung gekoppelt und dazu eingerichtet ist, innerhalb einer Eingangsabtastperiode 1//, die genannte der Anzahl Reihen von Produkten entsprechende Anzahl Ausgangskodeworte zu erzeugen, die je mindestens durch die mathematische Summe aller zu einer gegebenen Reihe gehörender Produkte gegeben werden; d a d u r c h g e k e η η ζ e i c h η e t, daß v> die genannte Speicheranordnung (9) zum Speichern der genannten gegebenen Anzahl (N) aufeinanderfolgender Eingangskodeworte durch eine Speicheranordnung mit einer sich periodisch ändernder Speicherzeit gebildet wird, welche Spcicheranordnung (9) durch einen Taktimpulsgenerator (7) gesteuert wird und mit einem Ausgangskreis verschen ist. über den innerhalb einer Eingangsabtastperiode 1//, die in der Speicheranordnung^) gespeicherten Eingangskodewortc eine Anzahl Male der genannten Multiplizieranordnung (II) zugeführt werden, wobei diese Anzahl Male dem genannten ganzen Vielfachen (in) entspricht und die vom genannten Ausgangskreis gelieferten Kodeworte jeweils nacheinander auftreten.
2. 2. Nichtrekursives Digitalfilter nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Speicheranordnung durch ein Schieberegister (9) gebildet wird mit einer gegebenen Anzahl (N) Registerteile (10(.)) die je zum Speichern eines Eingangskodewortes eingerichtet sind, wobei der Ausgang des letzten Registerteils (10(4)) einerseits mit einem Eingang der genannten Multiplizieranordnung (11) und andererseits mit dem Eingang des Schieberegisters (9) gekoppelt ist.
3. 3. Nichtrekursives Digitalfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang des genannten letzten Registerteils (10(4)) über eine Rückführungsleitung (4) mit dem Eingang des Schieberegisters (9) gekoppelt ist, in welchem Digi- <>o taH\ltor der Eingang und der Ausgang des genannten letzten Registerteils (10(4)) unter Ansteuerung des gcniüiüien Taktnnpuhwcrwirators wechselweise mit dem Eingang des Schieberegisters (9) verbunden sind (F i g. 9). fts
4. 4. Nichtrekursives Digitalfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Taktimpulsueneralor (7) Mittel (15, 16) enthält zum Erzeimen aquidistanter Schiebeimpulse für das Schieberegister (9) sowie eine erste Zählanordnung (20; 28), die jeweils nach einem Zyklus einer gegebenen Anzahl von Schiebeimpulsen einer z.wcilcn Zählanordnung (21; 29) einen Impuls abgibt, welche Anzahl Schiebeimnulse der Anzahl (N) Registerteile (10(.)) des Schieberegisters (9) wenigstens entspricht (F i g. 2; 4).
5. 5. Nichtrekursives Digitalfilter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte zweite Zählanordnung (21) jeweils nach m Ausgangsimpulsen der ersten Zählanordnung in die Ruhestellung zurückkehrt, wobei m der Anzahl Ausgangskodeworte, die innerhalb einer Eingangsabtastperiode l//[ crzeuiil werden muß. entspricht (Fig. 1, 2).
6. 6. Nichtrekursives Digitalfilter nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß an die genannten Zählanordnungcn Mittel (30, 33, 34) zum Unterdrücken mindestens eines der dem Schieberegister (9) zuzuführenden Schiebcinipulse eines Zyklus von Schiebeimpulsen angeschlossen sind.