NL8103638A - Digitaal filter. - Google Patents

Description

ï * > *1 VO 2093

Betr.ï Digitaal filter.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het filteren, van een ingangssignaal, dat een reeks uit een aantal bits bestaande ingangswoorden omvat, waarbij elk van de woorden een essentieel gedeelte, een tekenbit en tenminste 5 L herhalingen van de tetefbit omvat, waarbij de inrichting is voorzien van eerste en tweede in serie .verbonden vertragings-elementen, die eik dienen voor het opslaan van het aantal bits, dat in een woord van een daaraan toegevoerd tussensig-naal aanwezig is, eenlogische schakeling voor het combineren 10 van gekozen bits van de laatste L bits, die in de vertra-gingselementen zijn opgeslagen overeenkomstig eerste en tweede vooraf bepaalde relaties teneinde respectievelijk terugkoppel- en doorvoersignalen op te wekken, een eerste combinatie schakeling dienende om het terugkoppelsignaal,bit voor 15 bit, met het ingangssignaal te combineren teneinde het tussen gelegen signaal te verkrijgen, en een tweede combinatie schakeling dienende om het tussengelegen signaal, bit voor bit met het doorvoersignaal te combineren teneinde het uitgangssignaal van het filter te verschaffen.

20 Het ontwerp van digitale filters ten gebruike bij telefo nie, evenals bij andere audio band toepassingen is bekend en gedocumenteerd. Er zijn procedures ontwikkeld om een filter stelsel optimaal te maken en de spectrale responsie daarvan binnen bepaalde grenzen te houden. Het "optimum" komt 25 in het algemeen neer op een stelsel met een minimaal aantal van bepaalde soorten van bewerkingen, zoals vermenigvuldigen of optellen.

Een geoptimaliseerd voor algemene doeleinden dienend filter kan evenwel verre van ideaal zijn wanneer een op een enkel plaatje geïntegreerde keten realisatie gewenst is, meer 30 in het bijzonder in die toepassingen waar de filter coëfficiënten vastliggen.

Haast de lastige compromissen, welke tot stand moeten worden gebracht tussen het aantal ketenelementen, de rekenkundige complexheid en flexibiliteit, doen zich bij het 8103638 * * -2- filter ontwerp proces andere problemen voor. De geintegreer-de-keten technologie is'zodanig ver gevorderd, dat het gebied, dat voor elementen, zoals poorten, registers, en eenvoudige rekenkundige organen nodig is, zeer klein 5 kan zijn. Tenzij grote zorg wordt betracht kan het voorkomen, dat een groot gedeelte van het oppervlak van het plaatje eenvoudig voor onderlinge verbindingen wordt gebruikt. In dit opzicht zijn het opwekken van kloksignalen en de verdeling daarvan bijzonder moeilijk. Schijnbaar eenvoudige ke-10 tens kunnen de verdeling van een groot aantal kloksignalen over een groot aantal punten vereisen. Het oppervlak, dat nodig is om deze kloksignalen op te wekken, deze ten opzichte van de.informatie gecentreerd te houden, en de signalen te verdelen, kan aanmerkelijk groter zijn dan het gebied, dat 15 door de signaalbaan in beslag wordt genomen. Bovendien kan de diagnose en testprocedure van dergelijke ketens bijzonder lastig zijn.

De problemen worden volgens de uitvinding opgelost door te voorzien in een inrichting voor het filteren van een in-20 gangssignaal, waarbij de inrichting verder is voorzien van een grendelschakeling dienende om te bewerkstellingen, dat tenminste L vooraf bepaalde bits in elk woord van het tussengelegen signaal dezelfde waarde hebben als de tekenbit van het in-gangswoord.

25 Een laag doorlaatfilter volgens de uitvinding omvat een paar filter secties van de tweede orde in cascade, waarbij elke filtersectie werkt met een voord frequentie, welke iets hoger ligt dan de gewenste uitgangsfrequentie, gevolgd door een accumuleer- en opvangketen, die de steek-30 proeffrequentie tot de gewenste uitgangsfrequentie verlaagt. Ofschoon het filter niet tot een bepaalde toepassing is beperkt, is het van bijzonder nut bij het beletten van "aliasing" in een decimatie keten vaarin....een ingangssignaal met eenhoge steekproef frequentie wordt omgezet in 35 een uitgangssignaal met een lagere steekproeffrequentie.

De overdrachtsfunctie voor het filter wordt gegeven door: 8103638 % ? λ r *3'ι ' 7 ! 1 - 5Αζ"1 + ζ"2 | 1 - 3/h ζ’1 + ζ“2 | Η('ζ)»1/8 ;-=-S—Γ Ζ-5-Η- 1-19/16ζ +31/64ζ“ώ J ί 1-23/162" +55/6U ζ ώ |

ι J *- J

terwijl de overdrachtsfunctie voor de accumulator gegeven 5 door: f 1 _ 2-iv ' B U) · 1/4 -- 1 - z . . Elke filtersectie omvat twee in serie verbonden vertra-10 gingselementen voor een aantal bits, elk omvattende een serie reeks van vertragingsregisters voor een bit, die voldoende zijn om op elk willekeurig tijdstip bet in een volledig woord aanwezige aantal bits op te slaan. Elke sectie omvat voorts een logische schakeling, welke rekenkundige (optel-) 15 ketens en omkeeribrichtingen doch geen vermenigvuldigers omvat. De logische schakeling combineert de uitgangssignalen uit het vertragingselement teneinde tussengelegen signalen te vormen, die met het ingangssignaal worden gecombineerd voor het verschaffen van het gewenste uitgangssignaal. Ten-20 einde een gecompliceerde kloksignalering te elimineren en het filter te vereenvoudigen, worden de overdrachtsregisters, die met de optelketen samenwerken, tussen de ingangswoorden niet vooraf ingesteld en evenmin vrijgegeven. In plaats daarvan wordt de lengte van elk ingangswoord, dat wordt aangeboden in 25 een 2-complement type, opzettelijk vergroot en wordt de tekenbit een vooraf gekozen aantal malen herhaald wanneer elk woord in elke filtersectie wordt verwerkt. Eventuele fouten, welke optreden tengevolge van een overdrachtsonnauwkeurigheid, zijn minder significant dan de quantiseringsruis, 30 welke bij het ingangswoord behoort, en beïnvloeden derhalve het filteruitgangssignaal in hoofdzaak niet op een schadelijke wijze.

De uitvinding zal onderstaand nader worden toegelicht onder verwijzing naar de tekening. Daarbij toont: 35 fig. 1 een blokschema van een bekend recursief digitaal filter van de tweede orde; 8103638 % fig. 2 een gegeneraliseerd blokschema van een cascade van twee recursieve digitale filtersecties van de tweede orde volgens de uitvinding; fig. 3 de frequentie responsie karakteristieken van een 5 laag doorlaatfilter volgens de uitvinding; fig.. i)· een blokschema van een accumuleer- en afvoerketen, die bij het filter volgens figuur 2 wordt toegepastj fig. 5 een schema van een constructie van het-filter volgens figuur 2, welke beter geschikt is voor een geïntegreerde TO -ketenvervaardiging; fig. S een tijddiagram waarin de kloksignalen zijn aangegeven, welke bij een filter volgens de uitvinding worden toegepast;, en fig*. T 'een logisch diagram van deEF/OF poort 521 van T5 figuur 5*

In figuur 1 is in blokschemavorm een bekend recursief digitaal filter van de tweede orde weergegeven. Het filter omvat eerste en tweede vertragingselementen 101', respectievelijk 102,. die elk dienen voor het verschaffen van een -20 totale vertraging, welke gelijk is aan de lengte van elk inhoudswoord. De aanduiding "filter van de tweede orde" houdt verband met de totale vertraging van twee woorden voor de in het filter gebruikte elementen 101 en 102.

Het uitgangssignaal van het vertragingselement 101 is 25 een eerste tussengelegen signaal D ^ (soms een "toestands variabele" genoemd), welk signaal wordt toegevoerd aan een terugkoppelvermenigvuldiger 103 en een doorvoervermenig- vuldiger 105. Op een soortgelijke wijze is het uitgangssignaal van het vertragingselement 102 een tweede tussengelegen

signaal D dat aan een terugkoppelvermenigvuldiger 10U

.30 n-i en een doorvoervermenigvuldiger 106 wordt toegevoerd.

De relatie tussen het ingangssignaal van het vertragingselement 101 ( een andere toestandsvariabele aangeduid met D ) en het uitgangssignaal D ,, daarvan wordt in z transfor-2^ matie notatie uitgedrukt door: 8103638 • ' ? * -5- D = z"1(Dj O) n—1 n —t ’ .

•waarbij z een vertraging met een interval van een woord voorstelt. Op een soortgelijke wijze wordt de ingangs/uit-5 gangssignaalrelatie van het vertragingselement 102 gegeven door ï Ώ J (2) n—η— Ί

De vergelijkingen (1) en (2) worden zodanig gecombineerd dat t 10 D_ = z~2(D ) * (3) n—cd n —2 waarbij z een vertraging met twee woord intervallen aan— geeft. Elk van de vermenigvuldigers 103—Τθ6 dient om. het ingangssignaal daarvan te vermenigvuldigen met een voor-T5 afgekozen coefficient waarde, die de gewenste polen en nulpunten van het filter bepaalt. De coëfficiënten voor de vermenigvuldigers 103 en 10¼ zijn zoals gebruikelijke respectievelijk aangeduid met p en - 3^ en de uitgangssignalen van deze vermenigvuldigers worden in een optelinrichting 20 107 gecombineerd om op de lijn 121 een terugkoppelsignaal te vormen. De coëfficiënten van de vermenigvuldigers 105 en 106 zijn respectievelijk aangeduid met - en en de uitgangssignalen van deze vermenigvuldigers worden gecombineerd in een optelinrichting 108 om op een lijn 131 een door-25 voersignaal te vormen. Het uitgangssignaal van de optel inrichting 107 wordt in de optelinrichting 113 gecombineerd met het filteringangssignaal Xq op de lijn 111 teneinde de toestandsvariabele Dq te verkrijgen, die aan zowel het vertragingselement 101 als aan een ingang van de optelin-30 richting 110 wordt toegevoerd. Het uitgangssignaal van de optelinrichting 108 wordt in de optelinrichting 110 met D^ gecombineerd om op de lijn 112 het totale filter- uitgangssignaal y te verkrijgen.

22

Voor een reeks ingangswoorden, aangeduid met Χ^^, X , 35 Xn+1,.... bestuurt een reeks vergelijkingen de werking van het filter volgens figuur 1 als volgt: 8103638 -6— % «· ψ - -

Vi = V-1 + - W2 = ^2 - P2> »n-3 W

V = Xn + CPl -ai)Dn-1 + '“2 -p2)Dn-2 (5) 5 Vi = V+1 + 'Pi -^K * (a-2 -'?2>Vl i6)

De. recursies welke in de vergelijkingen tussen (½) - (6) zijn gespecificeerd, kunnen zodanig worden gecombineerd en vereenvoudigd, dat de -totale filter responsie in het. z-transformatie domein wordt uitgedrukt: 10 -1 -2· hu) = Ja 1 -<*, a.1 +«g » V T -P, ï-1 *p2 z-2 (T>

Zoals uit vergelijking (1)·) blijkt* bepalen de waarden van 15 | ei 2 de polen van het filter, terwijl- ^ en 0 de nul punten bepalen-

De vermenigvuldigers en bepaalde ketens van de optelketen-s in het filter volgens figuur 1 kunnen voor' descriptieve doel—' einden tezamen worden gegroepeerd in logische ketens 120 en 20 130 die elk uitgangssignalen uit de vertragingselementen 101 en 102 ontvangen en op de respectieve lijnen 121 en 131 de terugkoppel- en doorvoersignalen vormen. Het eerste wordt met het ingangssignaal XQ gecombineerd voor het verschaffen van de toestandsvariabele, genoemd D ,. en het laatste wordt 25 met D^ gecombineerd voor het leveren van het totale filter uitgangssignaal Y . Bij werkelijke constructies worden de in de logische ketens 120 en 130 aanwezige vermenigvuldigers gewoonlijk naar de tijd gedeeld, zodat een enkele vermenigvuldiger de vermenigvuldigers 103-106 kan ver-30 vangen. Bij deze constructie worden de coëfficiënten , 3 .j en - 2 seri® toegevoerd aan de gemeenschappelijke vermenigvuldiger, die de gewenste producten een voor een . verschaft. Een dergelijke tijddeling leidt evenwel, ofschoon deze in sommige opzichten meer efficient is dan het 35 gebruik van individuele vermenigvuldigers, tot een com- 8103638 « % -7- t · plexheid 13xJ de rotering van sigaalea en de afvoer van coefficient. vaarden uit liet geheugen, en andere moeilijkheden, die bij het filter volgens de uitvinding op gevenste vijze vorden vermeden.

5 Zoals aangegeven in figuur 2, komt elke sectie van een uit tvee secties bestaand filter volgens de uitvinding topologisch overeen met het filter volgens figuur 1. In de eerste sectie 200 zijn de vertragihgselementen 20-1 en 202, die elk uit een schuifregister met een aantal bits be— TO staan, in serie verbonden en leveren deze ingangssignalen aan de logische ketens 220 en 230 die slechts optelketens en omkeerinrichtingen omvatten*. De logische keten 220 vormt op· de lijn 221 een terugkoppelsignaal en de logische keten 230 vormt op de lijn 231 een doorvoersignaal. Het terugkopte pelsignaal vordt in de optelinrichting 213 gecombineerd met het filteringangssigaaal op de lijn 211 teneinde de toestandsvariabele D^ te vormen, en het doorvoersignaal vordt in de optelinrichting 210 met Dq gecombineerd voor het verschaffen van het (X^ aangeduide) uitgangssignaal 20 van de filtersectie 200 op de lijn 212. Volgens de uitvinding vordt de variabele Dq aan het vertragingselement 201 toe— gevoerd via een grendelketen 250, die in de lijn 23k is opgenomen, velke de uitgang van de optelinrichting 213 met de ingang van het vertragingselement 201 verbindt. De 25 grendelketen 250 dient om een voorafgekozen aantal bits in elk voord vooraf in te stellen op een vaarde, velke overeenkomt met het teken van dat voord. Deze reeks tekenbits dient als een buffer of scheiding tussen naast elkaar gelegen voorden en maakt het mogelijk dat de overdrachtsketens in 30 de optelinrichtingen in de logische ketens 220 en 230 kunnen verken zonder dat zij aan het begin van elk voord vooraf vorden ingesteld. Voorts dient de reeks tekenbits ter beveiliging tegen anomale overstroom en het begrenzen van oscillaties, zoals deze tijdens insehakétovergangs-35 verschijnselen kunnen optreden. De filtersectie 260 omvat ‘eveneens een grendelketen 292, velke is verbonden met de 8103638 »* « « * -8- lijn 265» die de tits in elk uitgangsvoord van de optelinrichting 261 vooraf instelt overeenkomstig de tekenbit van het voord en het resultaat aan het vertragingselement 290 toevoert.

5 Voor de optelketens voor een bit zijn in figuur 2 slechts tvee ingangssignalen en het som. uitgangssignaal expliciet aangegeven. Echter vordt verondersteld, dat deze ketens een overdrachtsuitgang, een overdrachtsingang en een overdrachts-register voor een bit omvatten. Het overdrachtsregister •jQ dat met elke optelinrichting samenverkt,vordt met de bitfrequentie v^ van het ingangssignaal geklokt. Het overdracht suitgangssignaal van de optelinrichting vordt in het overdrachtsregister voor die optelinrichting geklokt en derhalve daarin opgeslagen en. dient dan als het overdrachts— 15 ingangssignaal, voor de- volgende bit. Tussen de voorden.vorden de overdrachtsregisters: niet vooraf ingesteld en evenmin vrijgegeven, vaardoor de noodzaak tot de -verdeling van een extra kloksignaal over de optelketens vordt geelimineerd. Eventuele resulterende fouten zijn minder significant dan 2q de quantiseringsfout, velke inherent is aan het filter-ingangssignaal omdat de significante signaalbits bij benadering in elk voord zijn gelegen, zoals later zal vorden toegelicht.

De aftrekking in het filter volgens figuur 2 geschiedt 25 °P een eenvoudige vijze door een optelingangssignaal om te keren. Een tvee-COmplement aftrekking brengt normaliter niet slechts een omkering van bit voor bit mede doch ook het optellen van een EEN bij de minst significante bit van de aftrekker. Door deze toegevoegde EEN te vervaarlozen, 20 vordt de noodzaak tot een extra kloksignaal geelimineerd.

De resulterende fout in de aftrekking is vergelijkbaar met die velke een gevolg is van het ontbreken van een overdrachts-vrijgeven of voor instelling daarvan tussen de voorden aangezien bij beide slechts de minst significante bit een rol 25 speelt. De fout is derhalve minder significant dan de quantiseringsruis velke aan het signaal inherent is, en be- 8103638 ' -9~ % invloedt het filteruitgangssignaal in wezen niet op een schadelijke wijze.,

De tempering,, die in het filter volgens figuur 2 nodig is, is eveneens hetrekkelijk eenvoudig. De vertragingsele- 5 menten 201 en 202 omvatten bij voorkeur een serie reeks van schuifregisters van een bit* welke dienen om het aantal bits in elk ingangswoord op te slaan. De rekenkundige ketens in de logische keten 220 en 230 en de schuifregisters in de vertragingselementen 201 en 202 worden alle geklokt met 10 de bitfrequentie f. van het ingangssignaal, terwijl de·

D

grendelketen 250 wordt geklokt met een woordfrequentie f^/m, waarbij m de bitlengte van de ingangswoorden is.

Er zijn bij het filter volgens figuur 2 geen andere klok— signalen nodig, waardoor een eenvoudige vervaardiging en 15 een doeltreffende werking mogelijk is.

De bepaalde constructie, welke voor de logische keten 230 en 230 wordt gebruikt, en de logische keten in de tweede filtersectie 260 is afhankelijk van de overdrachtskarakteris-tieken, die voor een bepaalde toepassing nodig zijn. Voor 20 telefonie toepassingen is een vlakke (+ 0,12 dB) "inband" responsie tussen 300 — 3000 Hz nodig. Het filter heeft bij voorkeur een scherpe afsnijding tussen 3,5 en k,5 KHz, en levert boven deze frequentie een demping van tenminste 32 dB. Een voorbeeld van een typische frequentie responsie 25 karakteristiek voor een laag doorlaatfilter volgens de uitvinding is weergegeven in figuur 3. Meer details betreffende de eisen, die aan dit type filterworden gesteld, kan men verkrijgen uit publicaties zoals "Pulse Code Modulation of Voice Frequencies" CCITT, Ree. G 711, Geneve, 1972: geamen-30 deerd in Geneve 1976.

Om de in figuur 3 weergegeven responsie te verkrijgen wordt volgens de uitvinding gebruik gemaakt van een accumuleer-en afvoerketen, weergegeven in figuur k en later meer gedetailleerd te beschrijven, in cascade met een uit twee 35 secties bestaand filter van het in figuur 2 afgeheelde type.

Het twee secties omvattende filter vereist een coefficient 8103638 ♦ V .

—TO— nauwkeurigheid ran slechts 6 hits en. bezit een totale z— transformatie, gegeven door 1 — z'1 -t- z”2 1 - 3 A z"1 + z~2 ,ftv .......H ( z)s t / 8 --r-5— -;-5“ 5 1-19/1ÖZ +31/6Uz"“ 1-23/16z; +55/6Uz terwijl de accumuleer- en afvoerketen een z-transformatie heeft, gegeven doorï ha(z) - IA 1 10

De termen hinnen de eerste- haakjes in vergelijking (8) worden verwezenlijkt door de sectie 200, terwijl de filtersectie 26Q een responsie heeft, als omschreven door de termen hinnen de. tweede haakjes. In de sectie 200 vormt de 15" logische keten 220 de bodem van het filter in de noemer van de fractie hinnen de eerste haakjes, terwijl de logische keten 230de nulpunten ihn de teller verschaft. In de sectie 280 wordt de andere logische schakeling toegepast om de in vergelijking (8) gespecificeerde polen en nulpunten te 20 verschaffen. Ofschoon dit niet absoluut essentieel is verdient het de voorkeur de filtersecties 200 en 260 in de aangegeven volgorde toe te passen in plaats van de posities daarvan om te keren. Dit in verhand met de verschillen in het dynamische gebied van signalen in de secties, welke 25 worden veroorzaakt door de verschillen in versterking.

Ingangswoorden worden aan het vertragingselement 201 toegevoerd via de grendelketen 250, en wel met de minst significante hit het eerst waarbij de woorden van een twee-complement type zijn. Bij deze constructie zal een uit-30 gangssignaal, dat uit een bepaalde register in een vertragingselement wordt afgenomen, dat voorafgaat aan een referen-tieuitgangssignaal, dat afgenomen wordt uit een register dat verder in het vertragingselement is gelegen, een waarde hebben die een fractie (l/2)a van het referentie uitgangs-35 signaal is, waarbij d het aantal bits is, dat de uitgangssignalen scheidt. Een aantal voorbeelden volgt ter illustra- 8103638 -11- m f r tratie van deze eigenschap. Onder vervijzing naar het ver-tragingselement 2D1, dat is 'opgehouvd uit individuele registers van een bit, aangeduid met 201‘a, 2'0ib,...., vordt indien het uitgangssignaal uit het laatste register 201a, 5" als een referentie uitgangssignaal vordt beschouvd het uit gangssignaal aan het onmiddellijk. voorafgaande register 201b gereduceerd met een factor 1/2, tervijl het uitgangssignaal van het daaraan veer voorafgaande register 201c gelijk is aan (1/2) *1/1 van het referentie uitgangssignaal, 10 aangezien d*2. Deze factorverking treedt op omdat het afnemen van een getal (op een bit-voor-bit basis) uit een register, dat aan een referentieregister voorafgaat, neer— komt op het verschuiven van het uitgangssignaal naar rechts over het aantal bits dat de registers scheidt. Elke naar rechts gerichte bitverschuiving komt natuurlijk neer op een reductie van de vaarde met de factor 1/2. Men kan zeggen dat het filter volgens figuur- 2 6-bit-coefficienten heeft aangezien de logische ketens in elke filter sectie ingangssignalen ontvangen uit registers, velke met niet meer 20 dan 6 bits voorafgaan aan het referentie uitgangssignaal.

Met de bovenstaande eigenschappen voor ogen blijkt uit figuur 2, dat de constructie met de logische ketens 202 en 230 zodanig is, dat de respectievelijk in de eerste term van vergelijking (8) gespecificeerde polen en nul-25’ punten vorden verschaft. Meer in het bijzonder vordt het uitgangssignaal uit het laatste register 201a van het ver-tragingselement 201 gecombineerd met het uitgangssignaal uit het op drie na laatste register 201c in de optelin-richting 22T. De op deze vijze gevormde som is gelijk 30 aan 5/1 z” (Dn), aangezien het uitgangssignaal van het register 201c gelijk is aan 1/1 van dat uit het register 201a, velke laatste gelijk is aan z (D ). Het uitgangssig- _ 1 naai van het register 201e is 1/16 z '(D) verksignaal vanneer toegevoerd aan een inverterende ingang van de optel-35 inrichting 222 gecombineerd met het uitgangssignaal van de optelinrichting 227 leidt tot een uitgangssignaal gegeven door 8103638 . ‘ -12- %

V

19/16 z"T(D )..

η

De logische inrichting 220 werkt voorts zodanig, dat deze de uitgangssignalen uit de registers 202h en 202g combineert in een optelinrichting 224, waarbij laatstgenoemd 5 uitgangssignaal eerst wordt omgekeerd. Het register 202g is door 6 bits gescheiden van het referentieuitgangs-· —2 signaal z (D ) van het register 202a, zodat de waarde op «· C o _p de lijn 225 gelijk is 'aan 1/2 z~ (D ) of 1/64 z~ (D ).

η n

Aangezien het uitgangssignaal van het register 202b —2 .

10 gelijk is aan 1/2 z (D ), wordt het uitgangssignaal van de ^ —2 optelinrichting 224 derhalve- voorgesteld door 31/61*· z

Wanneer het uitgangssignaal van de optelinrichting 224 in de optelinrichting 223 wordt gecombineerd met het gein— 15 verteerde- uitgangssignaal van de 'optelinrichting 222 is het resultaat op- de lijn 222 een terugköppelsignaal,. be-paald door -I9/16 z“ +- 31/64 z" (D‘ }. Dit terugkoppelsig-naal wordt geïnverteerd en gecombineerd met het filteringangssignaal X teneinde de toestandsvariabele D^ te verschaffen, e n u 20 die via de grendelinrichting 250 aan het vertragingselement 201 wordt toegevoerd.

Dat de terugkoppellus, gevormd door de vertragingselementen 201 en 202, de optelinrichting 213 en de logische keten 220 de gewenste, in vergelijking (8) gespecificeerde totale 25 overdrachtsfunctie bezitten, kan worden aangetoond door op te merken, dat het uitgangssignaal D^ van de optelinrichting 213 gelijk is aan: D - X - ( -19/16 z"1 + 31/64 z“2) D (10) η η n 30 zodat: D /X = - --11-—ö“ (11) n n 1—19/16 z’ + 31/64 z~

De logische keten 230, welke wordt gebruikt voor het 35 vormen van het doorvoersignaal op de lijn 231, is betrekkelijk eenvoudig en omvat slechts de optelinrichting 8103638 % % ' -13- 232 en 233 . Het uitgangssignaal ran de optelinriciting 233 is de som (1+1A) z“1 (Dq) , gevormd door het optellen van de uitgangssignalen uit de registers 201a en 201 c van het vertragingselement 201. Deze vaarde vordt afgetrokken van 5 het uitgangssignaal z (D&) van Het register 202a van het vertragingselement. 202, zodat het doorvoersignaal op de lijn 231 gelijk is aan (-5A z~* + z2) (Dfl). Het uitgangssignaal X* van de optelinrichting 210 op de lijn 212,. velk signaal het totale uitgangssignaal van de filter-10 sectie 200 is, vordt derhalve gegeven door:

Xr = D * (-5Λ z“T + z~2) (D ) (12) n tl n en de overdrachtsfunctie voor de- doorvoersectie is derhalve: 15 X' /D * 1 + (-5Λ z'1 + Z*2) (13) η n zoals gevenst is.

De logische ketens 270 en 280 in de tveede filtersectie 20 26Ο komen vat complexheid betreft overeen met de eerder beschreven logische ketens en zijn, zoals boven vermeld, zodanig ingericht, dat de teller respectievelijk noemer van de term binnen de tveede haakjes in vergelijking (8) vordt gerealiseerd.

25 De uitgangssignalen van de registers 290a en 290b van het vertragingselement 290 vorden gecombineerd in de optelinrichting 271 vaarvan het uitgangssignaal vordt toegevoerd aan een ingang van de optelinrichting 272 . Het uitgangssignaal van het register · 290 vordt omgekeerd en aan de 30 tveede ingang van de optelinrichting 272 toegevoerd, zodat het uitgangssignaal daarvan vordt gegeven door 23/16 z” (Dr ), vaarbij D' de vaarde van de toestandsvariabele is, die op de lijn 265 aanvezig is. De logische keten 270 omvat eveneens een optelinrichting 275, die de uitgangssignalen 35 van de registers 291a en 291 d van het vertragingselement 291 co-mbineert, vaarbij het laatstgenoemde uitgangssignaal is geïnverteerd. Het uitgangssignaal van de optelinrichting 8103638 v - ' * * —til·- i —2 275» dat gegeven, wordt door T/8z (Dfn) wordt in de optel— inrichting 27¾ gecombineerd met het geïnverteerde uitgangssignaal van het register 291g, zodat het ingangssignaal voor de optelinrichting 273 op de lijn 276 wordt gegeven door 55 55/6¾ s (D* ). Het totale te-rugkoppelsignaal, gevormd door de optelinrichting 273 en via de lijn 263 aan de optelinrichting· 261 toegevoerd, wordt derhalve gegeven door (-23/16 z ^ 55/6¾ z"2) (D'a). Zoals gewenst, wordt de overdrachtsfunctie tussen het ingangssignaal X* en het 10 uitgangssignaal Dra van de optelinrichting 261 gegeven door:· , (1.0 1-23/16 zTl +· 55/6^ z

De logische keten'280 is niet eenvoudiger dan de logische T5 keten 270 omdat de teller van. de tweede term in vergelijking (8) minder fractionel'e coëfficiënten omvat» Meer in het bijzonder worden de uitgangssignalen van de registers 290b en 290c van het vertragingselement 290 gecombineerd in de optelinrichting 281 waarvan het uitgangssignaal wordt 20 geïnverteerd en aan een ingang van de optelinrichting 282 wordt toegevoerd. Het uitgangssignaal van het register 291a van het vertragingselement 291 wordt toegevoerd aan de andere ingang van de optelinrichting. 282, zodat het door de optelinrichting 282 op de lijn 26¾ gevoerde doorvoersig- 2 5 „1 2 ? naai wordt gegeven door (-3/¾ z+ z ) (D'^). Dit door- voersignaal wordt met D' gecombineerd voor het leveren van het uitgangssignaal van de filtersectie 260 op de lijn 266. De totale ingangs/uitgangskarakteristiek voor deze sectie is detweede term in vergelijking (8), zoals eveneens is gewenst.

Zoals reeds is vermeld, is het doel van de grendelin-richtingen 250 en 292 het veroorzaken, dat bepaalde bits van de bits in elk aan de vertragingselementen 201 en 29Ο toegevoerde woord dezelfde waarden hebben als de teken-35 Tan voord, zodat de overdrachtsketens in de reken- 8103638 % *» s * - :-T5- kundige delen ran de logische ketens 220, 230, 270 en 280 aan het begin en het eind van elk woord niet vooraf behoeven te worden ingesteld of teruggesteld. De grendelinrichtingen 250 en 292 worden geklokt met een woordfrequentie, 5 welke een vooraf bepaalde fractie van de bitfrequentiei.i$, die gebruikt wordt om alle resterende schakelingen in het filter te klokken. De grendelinrichting is zodanig ingericht, dat deze de ingangsstroom gedurende een vooraf bepaald aantal bits herhaalt of vasthoudt, elke keer, dat de 10 klokgeleider in werking wordt gesteld, terwijl wanneer de klokgeleider laag is, het ingangssignaal niet wordt beïnvloed. Voor een 2-complement type vindt voor elk woord een voorinstelling plaats door de klok in werking te- stellen bij het optreden van de tekenbits, die op de meest signi-15 ficante bit volgt. De klok blijft hoog totdat het gewenste aantal bits vooraf is ingesteld en wordt daarna laag totdat de cyclus voor het volgende woord wordt herhaald.

Deze herhalingsprocedure zal hierna -meer volledig worden beschreven.

20 Zoals uit figuur k blijkt omvat een accumuleer- en afvoerketen, die in co-mbinatie met het filter volgens figuur 2 wordt toegepast, een schuifregister 1*01 waarvan de uitgang via een eerste EH-poort U06 met een ingang van de optelketen U02 is verbonden. Het register 2*01 omvat een 25 aantal trappen, dat voldoende is om het aantal bits in elk ingangswoord, dat in het filter wordt verwerkt op te slaan. Het andere ingangssignaal van de optelinrichting 2*02 op de lijn 266 is het ingangssignaal naar de accumuleer-en afvoerketen, afkomstig uit de uitgang van het filter 30 volgens figuur 2. De uitgang van het register 2*01 is via een tweede EH-poort 2*07 met de uitgangslijn 2*05 verbonden.

Elke keer, dat een bit frequentie klokpuls aan de ver-schuivingsingang van het register 2*01 op de lijn 2*ol* wordt toegevoerd, wordt het uitgangssignaal van de optelinrichting 35 h02 naar de eerste trap van het register 2*01 verschoven en wordt de inhoud van de andere trappen een bit naar rechts verschoven.

8103638 ' v * * ' * : · -1β- ..

Zolang als de EW-poort 1*0 5 door een laag. tempeersignaal op:, de lijn 410 in werking is gesteld wordt, de ingangsbit op de lijn 266 met bet uitgangssignaal ran bet register U01 onder gebruik ran, de optelinricbting 1)-02 gecombineerd 5 waardoor een verdere accumulatie mogelijk is. Deze accumulatie duurt voort tot boog wordt. Tijdens bet daarop volgende interval wordt de inboud. van bet register U01 uitgelezen en via een poort ^07 bij elk optreden van een F^— klokpuls aan de lijn U05 toegevoerd. Tijdens ditzelfde in-10 terval wordt wanneer boog is de EÏÏT-poort ko6 buiten werking gesteld waardoor een nul signaal naar een ingang van de- optelinricbting U02 wordt teruggevoerd. Hierdoor wordt in wezen bet signaal vrij gegeven, dat in bet register ^01 is geaccumuleerd en kan het eerste: woord in de volgende i 15 accumulatie cyclus aan bet register &GT worden toegevoerd. Wanneer (J__ laag wordt,, wordt de bovenbeschreven cyclus herhaald. De overdrachtskarakteristiek voor de accumuleer-en afva er keten volgens figuur k, wordt wanneer C^-, zodanig is, dat deze laag is gedurende drie ingangswoordintervallen 20 en boog is tijdens, bet vierde woordinterval, gegeven door de bovenstaande vergelijking (9).

.Fig. 5 toont een realisatie van bet uit twee secties opgebouwde filter van de tweede orde volgens figuur 2, dat bepaalde modificaties bevat, welke worden veroorzaakt 25 door geintegreerde-ketenfabricage eisen en tempeeroverwegingen. Zo is het bijvoorbeeld gewenst, dat niet meer dan twee rekenkundige handelingen (optellingen of aftrekkingen) plaats vinden voordat bet signaal in een registertrap opnieuw wordtgetempeerd. Derhalve is de serie reeks van regis-30 ters van een bit, welke wordt gebruikt voor de vertragings— elementen 201, 202, 290 en 291 in figuur 2, in figuur 5 enigszins verdeeld om dit resultaat te bereiken. Een tweede modificatie ten opzichte van de inrichting volgens figuur 2 is bet dubbele gebruik van bepaalde rekenkundige handelingen. 35 Zo leveren bijvoorbeeld de optelinrichtingen 227 en 233 volgens figuur 2 beide hetzelfde uitgangssignaal en kunnen 8103638 * ï -IT— deze optelinrichtïngen worden gecombineerd. Bovendien verschillen de uitgangssignalen van de optelinrichtingen 2Tl en 281 met een factor twee en hunnen zij worden gecombineerd indien een schuifregister wordt gebruikt om de vereiste 5 vermenigvuldiging te verschaffen.

In figuur 5 is aangenomen, dat de ingangswoorden op de lijn 595 32 bits bevatten waarvan 16 bits essentiele informatie signaleren. De essentiele bits worden voorafgegaan door drie nulbits en worden gevolgd door 13 verlen— 10 gingen van de tekenbits. Aangezien de woorden in het twee— · complement type bits aanwezig zijn, wordt de waarde van de essentiele informatie in elk woord derhalve niet op een schadelijke wijze beïnvloed door het voorafgaande of het verlengde daarvan- De woorden van32 bits worden onderge— 15 bracht ia de vertragingselementen 50Ί, 502 in. de filtersectie 500, en de vertragingselementen 590, 591 in de. filtersectie 550 door ervoor te zorgen, dat elk element een totaal van bij benadering 32 registers van een bit omvat. Zoals later zal worden toegelicht kan een deel van de registers, 20 waaruit het totaal is opgebouwd, binnen de logische scha— keing, waaruit de rest van elke filter sectie is opgebouwd, worden verdeeld De registers in het element 590 zijn aangeduid met 590-0 tot 590-30 en de registers in de resterende elementen zijn op een soortgelijke wijze genummerd 25 waarbij sommige vertragingselementen 31 registers en andere 32 registers bevatten. In tegenstelling met het schema volgens figuur 2 omvatten de grendelketens in elke filtersectie in figuur 5 twee EÏÏ/0F poorten die tussen inwendige registers in het vertragingselement in elke sectie in plaats 30 van voorafgaande aan elk element zijn opgenomen. Extra schuifregisters van een bit bevinden zich tussen bepaalde rekenkundige ketens teneinde de eerder genoemde hertempeer-functie te vervullen.

De ElT/OF-poorten 521 en 522, welke worden gebruikt om de 35 tekenbit van de in de filtersectie 500 verwerkte woorden te herhalen, ontlenen beide een ingangssignaal uit het 8103638 -tf · -18- register 501-30. De poort 521 bevindt zich. tussen de register 501-31 en 501-30, terwijl de poort 522 zich tussen de register 501-28 en 501-27 bevindt. Deze poorten ontvangen elk ook een tempeerpuls Cg^ op de lijn 523, welke puls op-5 treedt met de woordfrequentie fb/m die voor 6 bitintervallen hoog blijft. Wanneer Cgl hoog is herhalen de poorten 521 en 522 de bit (1 of 0) die in het register 501-30 aanwezig is. Door Dg^ gedurende 6 bitintervallen hoog te houden en de Cg1 puls op een geschikte wijze ten opzichte van het 10 begin van elk ingangswoord te positioneren, wordt de tekenbit derhalve in achterwaartse richting in het totaal zes maal verlengd. Aangezien de bit in het register 501-30 ook over twee bits'voorwaarts wordt bewogen (door de verbinding tussen het register 501-30 en de poort 522) is het totale 15 effect van de beide EN/0F poorten, dat de tekenbit in het register 501-30 wordt herhaald door voorinstelling van een totaal van 8 bits, waarbij twee bits voor en 6 bits achter de bits in het register 501-30 zijn gelegen. De EW/0F poorten 571 en 572 in de filtersectie 550 zijn op een soortgelijke 20 wijze uitgevoerd en werken op dezelfde wijze waarbij de poorten elk de zelfde Cg^-tempeerpulsen op de lijn 57^ ontvangen en veroorzaken, dat het gewenste aantal bits in elk woord, toegevoerd aan het vertragingselement 590, dezelfde waarde heeft als de tekenbit in het register 590-30.

25 In figuur 7 vindt men een 'logisch schema van de Eïï/OF

poort 521. De poort omvat twee EiT-poorten 701 en 702 en een OF poort 703. Wanneer laag is, is de Eïï-poort 701 in werking (tengevolge van de inverterende ingang 705) en laat deze het uit het register 501 - 31 ontvangen ingangssignaal via 30 de OF poort 703 naar het register 501-30 door. Dit is de normale modus en er vindt geen herhaling plaats. Wanneer C_ hoog wordt wordt de EW-poort 702 in werking gesteld (terwijl de poort 701 buiten werking wordt gesteld) en wordt in het register 501-30 opgeslagen bit herhaald door 35 deze via de poort 703 terug te voeren naar de ingang van dit register. De EW/0F poorten 522, 572 en 573 zijn van 8103638 % -19- < : ' Λ dezelfde wijze opgebouwd..

De logische schakeling, welke de terugkoppel- en doorvoer-signalen in de filtersecties 500 en 550 opwekt, komt overeen met die, gébruikt in figuur 2 en is eveneens gekenmerkt 5 door bet gebruik van slechts optel- en omkeerketens, zonder dat vermenigvuldigers nodig zijn. De combinatie van omkeer-inrichtingen en optelinrichtingen dient om de aftrekwerking te vervullen wanneer deze nodig is. Alle overdrachtsre-gisters in de optelketens worden metdezelfde bitfrequentie 10 f' , die gebruikt wordt om de registers van een bit te klokken, geklokt, en de fout welke een gevolg is van de overdrachts— waarden, die in de rekenkundige keten tussen naast elkaar gelegen woorden aanwezig is» wordt buiten beschouwing gelaten· .

15 Het in de sectie 500 opgewekte terugkoppelsignaal wordt gevormd door de uitgangssignalen van de registers501-2 en 501-i in de optelinrichting 510 te combineren en de som via een extra schuifregister 512 van een bit aan een ingang van de optelinrichting 511 toe te voeren. Het tweede in-20 gangssignaal van de optelinrichting 511 is afkomstig uit het register 501-5 en wordt via een invertor toegevoerd. Het uitgangssignaal van de optelinrichting 511 wordt via de optelinrichting 505 en nog een schuifregister 513 van een bit aan een ingang van de optelinrichting 503 toegevoerd.

25 welke het terugkoppelsignaal met het ingangssignaal op de lijn 590 combineert teneinde de toestandsvariabele Dq op delijn 50k te verschaffen. Eet gedeelte van de tweede orde van het terugkoppelsignaal wordt verkregen door de uitgangssignalen van register 502-7 en 502-2 in de optelinrichting 30 515 te combineren, waarbij het laatste signaal eerst wordt omgekeerd. Het uitgangssignaal van de optelinrichting 515 vormt het tweede ingangssignaal voor de optelinrichting 505.

• Dat de gewenste polen en nulpunten worden verkregen onder 35 gebruik van deze logische schakeling, kan op een eenvoudige wijze worden geverifieerd. Zo zijn de ingangssignalen voor 8103638 -20- de optelinrichting 515 van een referentie uitgangssignaal z"^(D ), afgenomen uit het laatste werkzame register van het vertragingselement 502, gescheiden over respectievelijk 2 en f bitposities. Derhalve is het uitgangs- 7 —2 5 signaal van het register 502-7 gelijk aan 1/2 - 1/128 z (D ) terwijl het uitgangssignaal van het register 502-2 ge- ^ —2 · lijk is aan 1/¾ z” (D ). Wanneer het uitgangssignaal van n —2 de optelinrichting 515» dat gelijk is aan -31/128 z (Dq) door het register 513 van een bit verder wordt vertraagd, 10 wordt de waarde daarvan verdubbeld, zodat de bijdrage tot het terugkoppelsignaal uit dit gedeelte van de keten gelijk —2 is aan -31/6¾ z (Dq), zoals gewenst is. Als een ander voorbeeld is het uitgangssignaal van de optelinrichting 510 gelijk aan 5/16 z“^(D.) aangezien met het uitgangssignaal — 1 ^ · · 15 z (D ) uit het register 501-0 als referentie het uitgangs- ^ "" _ ^ signaal van het register 501-¾ gelijk is aan 1/16 z (Dq) en het uitgangssignaal van het register 501-2 gelijk is aan 1/¾ z (D ). Het uitgangssignaal van de optelinrichting 510 wordt dan nadat dit door het register 512 is vertraagd 20 gegeven door 5/8 z" (D ). Aangezien het uitgangssignaal van het register 501-5 gelijk is aan 1/2· z '(D )., wordt het uitgangssignaal van de optelinrichting 511 gegeven door 19/32 z-1(D ). Deze waarde wordt verdubbeld na het passeren n van het register 513» waardoor een bijdrage tot het terug-25 koppelsignaal wordt verkregen, gegeven door 19/16 z”1(Dq) .

Het doorvoersignaal in de filtersectie 500 omvat componenten welke afkomstig zijn uit het uitgangssignaal van het register 512 en het register 502-1 van het vertragingselement 502, die beide aan de optelinrichting 516 30 worden toegevoerd. Het uitgangssignaal van het register 512 wordt gegeven door 5/8 z”^(D ) en deze waarde wordt omgekeerd voordat zij aan de optelinrichting 516 wordt toegevoerd.

Na het passeren van het register 517 van een bit is de waarde van het aan een ingang van de optelinrichting 518 35 toegevoerde doorvoersignaal gelijk aan 5/¾ z^iD )' aangezien het register 517 het ingangssignaal daarvan verdubbelt.

Het tweede ingangssignaal van de optelinrichting 516, af 8103638 —2 „ —21 — komstig uit het register 502-1, vordt gegeven door 1/2 z (D ) en ook. deze vaarde vordt in het register 517 verdubbeld, n

De optelinrichting 518 combineert het doorvoersignaal met de toestandsvariabele D^ op de lijn 50k voor het verschaffen 5 van het uitgangssignaal van de filtersectie 500, aangeduid met Xa„ Tussen de uitgang van de filtersectie 500 en de ingang van de filtersectie 550 bevindt zich om later te beschrijven redenen een register 519·

Evenals in figuur 2 gelijkt dè filtersectie 550 in 10 het algemeen op de eerder beschreven filtersectie 500 doch de bepaalde gebruikte logische constructie verschilt iets, zodat de polen en nulpunten,, die in de tveede term 'in vergelijking (8) tussen haakjes zijn gespecificeerd, kunnen vorden gemaliseerd. Het terugkoppelsignaal vordt 15 gevormd door het. uitgangssignaal van de registers 590-2 en 590—t te combineren in een optelinrichting 551 vaarvan het uitgangssignaal aan het register 552 en vaadaaruit aan een ingang van een optelinrichting 553 vordt toegevoerd. Het tveede ingangssignaal voor de 'optelinrichting 553 vordt 20 verkregen door het uitgangssignaal van het register 590—il· om te keren. Het uitgangssignaal van de optelinrichting 553 vordt toegevoerd aan een ingang van de optelinrichting 55^ vaarvan het uitgangssignaal in het register 555 vordt verdubbeld voordat het signaal aan een ingang van de optelinrichting 25 558 vordt toegevoerd. De terugkoppelterm van de tveede orde vordt verkregen door de uitgangssignalen van de registers 591-l· en 591-1 te combineren in de optelinrichting 557 vaarbij het laatstgenoemde uitgangssignaal vordt geïnverteerd. Het uitgangssignaal van de optelinrichting 557 vordt in het 30 register 558 verdubbeld en toegevoerd aan een eerste ingang van een optelinrichting 559 vaarvan het andere ingangssignaal afkomstig is uit het register 591-6. Het uitgangssignaal van de optelinrichting 559 vordt toegevoerd aan de tveede ingang van de optelinrichting 55^·.

35 Door de bovenstaande logica verkrijgt men de noemer van de tveede tussen haakjes geplaatste term in vergelijking 8103638 fc f , / ^ -22- (8). Meer 'in het bijzonder is onder gebruik van het uitgangssignaal van het register 590-0 als een referentie het . uitgangssignaal van de optelinrichting 551 gelijk aan 3/h z“1(Dn) en deze waarde wordt in het register 552 verdubbelde 5 Het uitgangssignaal van het register 590-k is gelijk aan 1/16 z^CD1 ), zodat het uitgangssignaal van de optelia- 11 —1 richting 553 gelijk is aan 23/16 z (D* )* Wanneer het uitgangssignaal van het register 590-0 als referentie wordt gebruikt,, is de bijdrage tot de orde van de tweede term —2 10 uit de optelinrichting 55T gelijk aan T/16 z (D* ) en

H

deze waarde wordt in het register 558 verdubbeld. Het uit-

·* ' O

gangssignaal van het register 591—6 is gelijk aan 1/6k z (Dra), zodat het uitgangssignaal'van de optelinrichting559 —2 wordt, gegeven door 55/6^ z (Dr ). De- noemer wordt derhalve n 15 op de gewenste wijze gevormd..

Het doorvoersignaal in de- filtersectie 550 wordt, verkregen door het uitgangssignaal van de optelinrichting 551 toe te voeren aan een ingang van deoptelinrichting 560 waarvan het andere ingangssignaal het. geïnverteerde uitgangs— 20 signaal van het register 591-0 is. Het uitgangssignaal van de optelinrichting 5βθ is gelijk aan. (3A z - z ) (D’n) en dit is de gewenste teller voor de tweede term van vergelijking (8). Het register 561, dat in de doorvoerlijn is opgenomen en het register 555, dat in de terugkoppellijn 25 van de filtersectie 550 is opgenomen hebben geen verdubbe-lingseffect op de ingangssignalen daarvan aangezien 'het ver-tragingselement 590 31 registers 590-0 tot en met 590-30 van een bit bevat en de registers 555 en 561 in wezen de 32ste registers van dit vertragings element ten aanzienvan • · · * 30 respectievelijk de terugkoppel- en doorvoersignalen zijn.

De optelinrichting 562 combineert D*n en het doorvoersignaal voor het verschaffen van het totale filteruitgangssignaal YQ op de lijn 563. In de uitgangslijn kan indien gewenst, voor versterkingsstabilisatie doeleinden een register 5èk 35 worden opgenomen.

De rekenkundige ketens, die in de filtersecties volgens 8103638 «V » -23- figuur 5 worden toegepast, zijn zodanig uitgevoerd, dat niet • meer dan twee optelinrichtingen in serie aanwezig zijn* Boor waar nodig schuifregisters van een bit te introduceren, worden de woörden, welke in het filter worden hehandeld, 5 in wezen opnieuw getempeerd, waardoor een vertragingsophouw wordt helet. In figuur 5 geven de nummers in deze "extra' registers (de registers 5ï2, 513, 517, 519, 552, 555, 558 561, 56b en 596) de relatieviteit positie van daarin opge-slagen hits op een referentie tijdstip aan wanneer de eerste 10 hit van een ingangswoord op lijn 595 aanwezig is. Indien bijvoorbeeld elk ingangswoord uit 32 hits bestaat, genummerd van 0 -31, wordt de erste (0) hit van het ingangswoord gecombineerd met de eerste hit van het terugkoppelwoord op de lijn 520 wanneer de uitgangssignalen van de registers 15 513 en 596 aan de optelinrichting 503 worden toegevoerd. Op een soortgelijke wijze worden de ingangssignalen voor de optelinrichting 558 uit de registers 519 en 555 verkregen, die heide de laatste, (31) hit van het eerder behandelde woord bevatten.

20 Be plaats van de significante informatie hits en teken hits in verschillende delen van het filter volgens figuur 5 vindt men in de onderstaande tabel.

8103638 . f . *· a >" _ -2^ ~ " 14 h. b ·ΐ b I hi m 4 4 ta 4 oi +3 on 4 (Q 4 4 m 4 *rl & 03 4 03 4. b. 02 4 <u a 4 · 02 t-3 to 4 +3 0

m 4 02 4i 4) 02 P aJ

O

I a 4 to 4 4 02 1-3 ·Η I 02 02 (S) 02 02 (m) CQ *r+ I .02 02 02 02 02 02 02 öa I ·Η I 02 02 02 02 02 02 02 to I 0102 02 02 4* 4-4. +» I ® I 02 02 Η. 02 % 4~ 4- 0) i ai I ffl % s a Ί» 4. 4- s I M % 4-4-4. 4. 4.

I ms N. s. 4 4- s 14.4.4.4.4.4.4.

p.

H3 4. 4. 4». 4t 4. 4. 4. O

1-4 +3 E+ 4-4. 4. 4. 4. 4-4- ·Η I iQ· i -t. 4. 4*- 4- 4. 4-4.

I 41 I 4. "Η.. 4» -4. 4. 4^- 4. 43 I ö I 4. 4- 4-4-4- 4- -+. <fl I u

1 4s. 4. 4. 4~ 4. "I. 4. *H

i ¢+ ) 4» 4» 4. 4. *4». 4- 4. ·γ+ I «: I -4--4- 4-4-4- -4--4- fc£> I » ·»}

1 -4. *4* -4.-4.-4. -4. -4. CO

4-4- 4.-4-4. 4-*4- 4->

CO

4» 4» 4. 4. 4* 4. 4* fi •rt

4.4. 4.4.4. 4.4. S

4. 4. 4. 4. - I I I

4. 4. ! 4. h) 1-3 >-3 4. I I I 1-3 1-3 t-3 II 1-3 I 1-3 ^-31-3 I ^ *-3 *-3 h) *"3 I *-3 02 1-3 1-3 02 hi (50 0 c a •Η ΙΛ cd CÖ > os > <— !> ^- •0 Lf\ OJ C—

• H bo U-\ to 1A

U faQ Ö Ö Λ Ü CÖ 43 cd +3 O cd bO U bQ S+ ¢000+3000+30 B 0 0 *h 0 - · ·η o a Ο ‘H Q 3 P W Q 3 Pi >h t o a

H

0

SO

0) (¾^- CM0O^l-U>VO t— 8103638 -25-

Regel 1 in de tabel geeft aan, dat. elk ingangsvoord op de lijn 595 16 significante bits omvat, aangegeven door het symbool *V " waarbij de minst significante bit het eerst optreedt, gevolgd door 13 herhalingen van de tekenbits, aan-^ gegeven met "S”. Elk voord vordt voorafgegaan door 3 nulbits aangegeven door een

Tijdens de ververking kunnen de ingangsvoorden enigszins vorden vervormd, zoals boven reeds is vermeld, en velk tengevolge van het feit, dat de overdraehtslogica in 10 de rekenkundige ketens van de filters bij het begin van elk ingangsvoord niet vooraf wordt ingesteld en evenmin vordt vrijgegeven* Derhalve toont regel 2 in de tabel aandat de toestandsvariabele Dq op de lijn 50U de significante informatiebits, aangeduid met 'V: omvat gevolgd door 6 ^ tekenbits (S” totdat 7 mogelijke fouten, aangeduid met "J” voor "JURK" in het voord zijn geslopen* Het aantal foutieve bits, dat vordt geïntroduceerd is afhankelijkvan de vaarde van de in het filter gebruikte coëfficiënten. Volgens de uitvinding vorden in het, filter coëfficiënten gebruikt, 20 die vorden voorgesteld door niet meer dan 6 bits aangezien, zoals reeds is vermeld, de ingangssignalen voor de logische ketens, velke vorden gebruikt voor het vormen van de terugkoppel- en doorvoersignalen, vorden verkregen registers uit de vertragingeelementen die met niet meer dan 6 bit-2^ posities voorafgaan aan de eind(referentie registers).

Bij eendergelijke constructie bedraagt het maximale aantal foutieve bits ongeveer 5· Om ert evenwel absoluut zeker van te zijn, dat ook overstroom en grens cycli vorden geelimineerd, vordt onder gebruik van de inrichting volgens ^ figuur 5een totaal van 8 bits vooraf ingesteld. Wanneer het foutieve voord vordt toegevoerd aan de SH/OF poorten 521 en 522 in de filtersectie 500, vordt het kloksignaal C hoog vanneer de door een cirkel in de tabel aangegeven

D I

tekenbit zich in het register 501-30 bevindt. Dit signaal q 5 blijft hoog gedurende de volgende 6 bits, zodat de tekenbit zesmaal vordt herhaald. Dezelfde tekenbit vordt ook in 8103638

* ί V

r *· ’ ' .. .....------- - .. -., ' , -26- voorwaartse richting over tvee hits verlengd, zoals hoven is beschreven, zodat het uitgangswoord van de EH/OF poort 521, aangegeven op regel 3 van de tahel derhalve niet het grootste gedeelte van de "JUNK" omvat, die in de toestands-5 variabele Dq is geïntroduceerd. Ha een verdere verwerking is elk uitgangssignaal uit de filtersectie 500 een woord van het op regel h van de tahel aangegeventype waar de fouten (J) opnieuw in het eindgedeelte van elk woord zijn geïntroduceerd. Deze fouten zijn aanwezig doch 10 vertraagd in de toestandsvariabele D’n aangegeven hij regel 5 van de tahel, waarbij vertraging hij de registers 519 en 555 behoort.

In de filtersectie 550 worden de fouten weer geelimineerd door de EH/OF poorten 571 en 572, waarvan de laatste een 15 uitgangssignaal heeft, zoals aangegeven hij regel 6 van de tahel. Aan deze EH-OF poorten wordt een Cg^ tempeerpuls toegevoerd, welke hoog is gedurende intervallen van 6 hits, beginnende wanneer de omcirkelde hit (op regel 6 van de tahel) zich in het register 500-30 bevindt. Het totale fil-20 ter uitgangssignaal Y op de lijn 563 aangegeven hij regel 7 van de tabel, omvat weer fouthits. Deze nJ" hits zijn evenwel geïntroduceerd in de essentiele 'V” hits en storen deze ook niet en wezen verkrijgt men een marge van drie niet-verontreinigde teken-nSM hits.

25 Een tijddiagram voor het filter volgens figuur 5 vindt men in figuur 6. Alle registers in de vertragingselementen 501, 502, 590 en 591 evenals de overdrachtsregisters in de optelketens worden geklokt met de bitfrequentie f , De EH/OF poorten 521, 522 571 en 572 worden gedurende inter-30 vallen van 6 hits gekloktdoor een 0„, tempeersignaal dat gedurende 6 hit intervallen hoog blijft. Elk vierde Cg^ signaal levert het tijdsignaal aangeduid met dat de ΞΗ poorten U06 en U07 in de accumuleer- en afvoerketen volgens figuur ^ beïnvloed. C„v is gedurendeeen woord inter-35 val hoog.

Ofschoon het bovenbeschreven stelsel leidt tot langere woorden in de filtersecties en extra vertragingstrappen 8103638 * * -27- vereist, wordt de klokwerking en het verwerken van informatie in het filter sterk vereenvoudigd. Dit is "bijzonder gunstig wanneer het filter in een geintegreerde-ketenvorm moet worden vervaardigd. De registers van een hit» die de ver-5 tragingselementen vormen, hebben een regelmatige structuur en kunnen dicht opeengepakt worden terwijl in vergelijking daarmede de klok- en andere informatie verwerkende functies in het algemeen een onregelmatig karakter hebben en op een ondoeltreffende wijze kunnen worden gerealiseerd.

10 Het uitdrukken van de filtercoefficienten als korte woorden (6 bits of minder) is voor de uitvinding van groot belang en de overdrachtsfunctie aangegeven in vergelijking (8), vormt een belangrijke verbetering ten opzichte van de tot nu toe gebruikte inrichtingen. Indien langere coëfficiënten 15 nodig zijn, moet het aantal tekenbits, dat door de grendel-ketens vooraf moet worden ingesteld of herhaald, dienover-komstig worden gevarieerd. In het algemeen dient indien uitgangssignalen uit de laatste "1” registers worden gebruikt voor het vormen van de terugkoppel- en doorvoer-20 signalen,*het filter zodanig worden ingericht, dat tenminste "1" bits in elk woord dezelfde waarde aannemen als de tekenbit van dat woord.

Het is duidelijk, dat binnen het kader van de uitvinding verschillende wijzigingen mogelijk zijn. Zo kunnen bijvoor-25 beeld ofschoon de ingangswoorden bij voorkeur volgens een twee- complement type worden uitgedrukt, andere typen, zoals tekenwaarden rekenkunde worden gebruikt. Dit vereist evenwel een modificatie van enige van de rekenkundige elementen. In andere gevallen kan het gewenst zijn aan het 30 filter andere klassieke vormen te geven,die functioneel equivalent zijn met de sectie volgens figuur 1. Zoals reeds is toegelicht, kunnen de twee onder verwijzing naar figuur 5 beschreven filtersecties afzonderlijk worden gebruikt of in combinatie met weer andere filterinrichtingen.

8103638

Claims (6)

1. Inrichting voor het filteren van een ingangssignaal, dat een reeks ingangsvoorden met een aantal hits omvat, 5 waarbij elk van de voorden is voorzien van een essentieel gedeelte,een tekenhit en tenminste L herhalingen van de tekenhit, welke inrichting is voorzien van eerste en tweede in serie verbonden vertragingselementen, elk bestemd om het aantal hits, dat in een woord van een tussen-TO gelegen signaal aanwezig is, dat daaraan wordt toegevoerd, op te slaan; een logische schakeling voor het combineren van gekozen hits van de laatste L-bits die in de vertragingselementen zijn opgeslagen, overeenkomstig eerste en tweede voorafbepaalde relaties, teneinde respectievelijk 15 terugkoppel- en doorvoersignalen op te wekken, een eerste combinatie schakeling dienende om het terugkoppelsignaal hit voor hit met het ingangssignaal te combineren teneinde het tussenge-legen signaal te verkrijgen en een tweede combinatie schakeling dienende om het tussengelegen signaal hit voor hit met het 20 doorvoersignaal te combineren, teneinde het uitgangssignaal van het filter te verkrijgen, gekenmerkt door een grendel schakeling {250) dienende om te bewerkstelligen dat tenminste L voor afhepaalde bits in elk woord van het tussengelegen signaal dezelfde waarde hebben als de tekenbit van het ingangs-25 woord.

2.Inrichting volgens .conclusie 1, met het kenmerk, dat de logische schakeling is voorzien van'.optel- en omkeerketens,en het vertragingselement een reeks registers van een bit omvat.

3. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de register en de optelketens zodanig zijn uitgevoerd, dat deze klokpulsen met dezelfde bitfrequentie f^ ontvangen.

4. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de grendelschakeling zodanig is uitgevoerd dat deze klok-35 pulsen met een frequentie f^/m ontvangt, waarbij m het aantal bits in elk van de ingangsvoorden is. 8103638 % -29-

5· Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het uitgangssignaal van het filter met het ingangssignaal in een verhand staat gegeven door de overdrachtsfunctie: 5 rn. 1 - 5/k z-' * s'2_ X 1 - 19/16 Z_1 + 31/6¾. z”2 n •waarbij Yq de Z-transformatie van het uitgangssignaal van het filter, X de z-transformatie van het ingangssignaal is — 1 —2 10 en z en z vertragingen met respectievelijk een en twee woordintervallen aangeven.

6. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het uitgangssignaal van het filter met het ingangssignaal in een verband staat gegeven door: 15 . Yq 1 - 3/h z”1 + z"~ X 1- 23/16 z“1 + 55/6U z”2 n 20 waarbij Y de z-transformatie van het uitgangssignaal van het filter is, X de z-transformatie van het ingangssignaal — 1 -o11 is en z en z“ vertragingen met respectievelijk een en twee woordintervallen aangeven. 8105033