RU1798891C - Digital recursive filter - Google Patents
Digital recursive filterInfo
- Publication number
- RU1798891C RU1798891C SU904808050A SU4808050A RU1798891C RU 1798891 C RU1798891 C RU 1798891C SU 904808050 A SU904808050 A SU 904808050A SU 4808050 A SU4808050 A SU 4808050A RU 1798891 C RU1798891 C RU 1798891C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- adder
- multiplier
- delay unit
- Prior art date
Links
Landscapes
- Complex Calculations (AREA)
Abstract
Использование: в автоматике и вычислительной технике при спектральном анализе с представлением входного сигнала в формате линейной дельта-модул ции. Сущность изобретени : устройство содержит последовательно соединенные первый умножитель и первый сумматор. Вход первого умножител объединен с входом второго блока задержки, выход которого соединен с входом второго умножител , а выход первого сумматора соединен с первым входом алгебраического сумматора и входом третьего блока задержки. Выход третьего .блока задержки подключен к второму входу алгебраического сумматора, выход которого подключен к последовательно соединенным умножителю и четвертому блоку задержки. Выходы первого блока задержки, второго умножител и четвертого блока задержки соединены с соответствующими входами второго сумматора, выход которого подключен к входу первого блока задержки и первому входу первого сумматора. 1 ил.Usage: in automation and computer technology for spectral analysis with the representation of the input signal in the format of linear delta modulation. SUMMARY OF THE INVENTION: The device comprises a first multiplier and a first adder connected in series. The input of the first multiplier is combined with the input of the second delay unit, the output of which is connected to the input of the second multiplier, and the output of the first adder is connected to the first input of the algebraic adder and the input of the third delay unit. The output of the third delay block is connected to the second input of the algebraic adder, the output of which is connected to the multiplier and the fourth delay block connected in series. The outputs of the first delay unit, the second multiplier and the fourth delay unit are connected to the corresponding inputs of the second adder, the output of which is connected to the input of the first delay unit and the first input of the first adder. 1 ill.
Description
(Л(L
СWITH
Изобретение относитс к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано при спектральном анализе с представлением входного сигнала в формате линейной дельта-модул ции (ЛДМ).The invention relates to the field of automation and computer engineering and can be used in spectral analysis with the representation of the input signal in linear delta modulation (LDM) format.
Цель изобретени - повышение быстродействи при фильтрации сигналов с линейной дельта-модул цией.The purpose of the invention is to improve the performance when filtering linear delta modulated signals.
На чертеже приведена структурна электрическа схема фильтра.The drawing shows a structural electrical circuit of the filter.
Цифровой рекурсивный фильтр содержит вход фильтра 1, первый, второй и третий умножители 2, 3 и 4, первый и второй сумматоры 5 и 6, алгебраический сумматор 7, первый-четвертый блоки задержки 8-11, первый, второй и третий входы 12, 13 и 14 задани значений коэффициентов фильтра, выход 15 фильтра.The digital recursive filter contains the input of filter 1, the first, second and third multipliers 2, 3 and 4, the first and second adders 5 and 6, the algebraic adder 7, the first-fourth delay blocks 8-11, the first, second and third inputs 12, 13 and 14 setting filter coefficient values, filter output 15.
Вход первого умножител 2 объединен с входом второго блока задержки 9 и вл етс входом 1 фильтра, выход второго блока задержки 9 соединен с входом второго умножител 3, выход первого сумматора 5 вл етс выходом 15 фильтра и соединен с первым входом алгебраического сумматора 7 и входом третьего блока задержки 10, выход которого соединен с вторым входом алгебраического сумматора 7, выход которого соединен с входом умножител 4, выход которого соединен со входом четвертого блока задержки 11, выход которого и выходы первого блока задержки 8 и второго умножител 3 соединены с соответствующими входами второго сумматора 6, выход которого соединен со входом первого блока задержки 8 и первым входом первого сумматора 5, второй вход которого подклю 4 Ю 00 00The input of the first multiplier 2 is combined with the input of the second delay unit 9 and is the input of the filter 1, the output of the second delay unit 9 is connected to the input of the second multiplier 3, the output of the first adder 5 is the output of the filter 15 and connected to the first input of the algebraic adder 7 and the input of the third delay unit 10, the output of which is connected to the second input of the algebraic adder 7, the output of which is connected to the input of the multiplier 4, the output of which is connected to the input of the fourth delay unit 11, the output of which and the outputs of the first delay unit 8 and second th multiplier 3 are connected to corresponding inputs of the second adder 6 whose output is connected to the input of the first delay unit 8 and the first input of the first adder 5, the second input of which Con 00 00 4 U
юYu
чем к выходу первого умножител 2, вторые входы первого, второго и третьего умножителей 2, 3, 4 вл ютс соответственно первым , вторым и третьим входами 12, 13 и 14 -задани значений коэффициентов фильтра.than to the output of the first multiplier 2, the second inputs of the first, second and third multipliers 2, 3, 4 are, respectively, the first, second and third inputs 12, 13 and 14 of the filter coefficient values.
Цифровой рекурсивный фильтр работает следующим образом.Digital recursive filter works as follows.
Алгоритм работы цифрового рекурсивного фильтра следующий.The digital recursive filter operation algorithm is as follows.
Разностное уравнение первого пор дка , в котором входной, выходной сигналы и коэффициенты разностного уравнени представлены в формате ИКМ, имеет вид:The difference equation of the first order, in which the input, output signals and coefficients of the difference equation are presented in PCM format, has the form:
Уп а Уп-1 + ЬоХп + bixn-l ,Yn a Yn-1 + L0Xn + bixn-l,
(1)(1)
где {хп}, {УП}, . п 0 - входна и выходна ИКМ-последовэтельности; а г, bo, bi - коэффициенты разностного уравнени у0 О,where {xn}, {yr},. n 0 - input and output PCM sequences; and g, bo, bi are the coefficients of the difference equation y0 0,
Заменим входной и выходной сигналы последовательност ми, характерными дл ДМ-форматаReplace the input and output signals with sequences characteristic of the DM format
(2)(2)
где уп уп - yn-i; ei (x) Ј {-1,1}- входна ЛДМ - последовательность. С учетом (2) уравнение (1) примет видwhere yn yn - yn-i; ei (x) Ј {-1,1} - input LDM - sequence. In view of (2), equation (1) takes the form
Уп а 5 У1 + Ь0 Ј eiM + bin21fei(x)-..Pack 5 U1 + b0 Ј eiM + bin21fei (x) - ..
i - 1i - 1
i 1i 1
I 1I 1
Откуда имеем уп bo е(х)п Whence we have yn bo e (x) n
(х).(x).
п - 1n - 1
+ X ()eiw + aivyi. 1 1.+ X () eiw + aivyi. eleven.
Рассмотрим выражение в правой части (3), Перемножение одноразр дных значений е fi на посто нный коэффициент Ь0 эквивалентно умножению знака значени bo на ±1 и вырождаетс в операцию над знаковым битом bo. Второй член - непрерывное накопление значений (Ь0 + Ь1)еЦ + aivyi, перва часть которого эквивалентна рассмотренной , а втора вл етс перемножением значений первой разности выходного сигнала {Vyi} на посто нный коэффициент ai, причем последовательность {vyi } имеет разр дность значительно ниже, чем выходна последовательность {yi}.Consider the expression on the right-hand side of (3). Multiplying the single-bit values e fi by a constant coefficient b0 is equivalent to multiplying the sign of the value of bo by ± 1 and degenerates into an operation on the signed bit bo. The second term is the continuous accumulation of values (b0 + b1) eC + aivyi, the first part of which is equivalent to the considered one, and the second is the multiplication of the values of the first difference of the output signal {Vyi} by a constant coefficient ai, and the sequence {vyi} has a resolution much lower than the output sequence {yi}.
Приведенный алгоритм реализуетс следующим образом.The above algorithm is implemented as follows.
- .Работа фильтра начинаетс с обнулени всех блоков задержки (на чертеже цепи сброса и синхронизации не приведены). В-. The filter starts with zeroing all delay units (reset and synchronization circuits are not shown in the drawing). AT
результате этого на выходе 13 фильтра устанавливаетс нулевое значение.As a result of this, a filter value 0 is set at the output 13 of the filter.
На вход 1 фильтра поступает дельта-кодова последовательность входного сигна5 ла{В (х)п},п 0,В(х)п€{0,1), B(x)n (1+eMri)/2.. с частотой дискретизации Т . характерной дл этого представлени . На выходе умно-,The input 1 of the filter receives the delta-code sequence of the input signal: 5 {B (x) n}, n 0, B (x) n € {0,1), B (x) n (1 + eMri) / 2 .. s sampling rate T. characteristic of this view. The output is clever,
.0 жител .2 с помощью ErxV Формируетс последовательность значений {eHi Ь0}. COOT- . ветствующа умножению знака коэффициента bo на входе 13 на значение eHv Одновременно входна последователь5 ность{ Егх п}через одноразр дный блок задержки 9 поступает на второй умножитель 3, на выходе которого из значени bo - bi на входе 14 и входной, задержанной на один . такт (равный периоду частоты дискретиза0 ции) последовательности, формируетс в п- м такте значение сигнала { (bo + bi)}. Указанные операции наиболее просто выполн ютс при помощи элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ..0 inhabitants .2 with ErxV A sequence of values {eHi b0} is generated. COOT-. corresponding to the multiplication of the sign of the coefficient bo at input 13 by the value of eHv. At the same time, the input sequence {Exxn} through a one-bit delay block 9 goes to the second multiplier 3, the output of which is from bo - bi at input 14 and the input is delayed by one. the clock cycle (equal to the period of the sampling frequency) of the sequence, the signal value {(bo + bi)} is generated in the fifth cycle. These operations are most easily performed using an EXCLUSIVE OR element.
5 Таким образом в n-м такте на входы второго б и первого 5 сумматоров поступают значени сигналов e xVi (Ь0 + bi) и bo соответственно, а на выходе последнего формируетс значение выходного сигнала5 Thus, in the nth step, the values of the signals e xVi (b0 + bi) and bo respectively arrive at the inputs of the second b and the first 5 adders, and the output signal generates the value of the output signal
0 уп в формате ИКМ, которое, поступа на входы алгебраического сумматора 7.непосредственно и через третий блок задержки 10 (с задержкой на один такт), формирует на выходе блока 7 первую раз5 ность выходного сигнала vyn УП - Уп-1. В ум.ножителе4 значение первой разности7уп . умножаетс на коэффициент ai, поступающий на входы 12, в результате чего на выходе четвертого блока задержки 11, с учетом0 unitary enterprise in PCM format, which, arriving at the inputs of the algebraic adder 7. directly and through the third delay unit 10 (with a delay of one clock cycle), forms the first difference of the output signal vyn UP - Up-1 at the output of unit 7. In the smart factor 4, the value of the first difference is 7 unit. multiplied by the coefficient ai supplied to the inputs 12, resulting in the output of the fourth delay block 11, taking into account
0 задержки на один такт, формируетс .значение сигнала ai.0 delay by one clock cycle, the signal value ai is generated.
Этот сигнал совместно с выходным сигналом с умножител 3 поступает на входы второго сумматора 6, где суммируетс с ра- 5 нее накопленным значением выходного сигнала сумматора 6 на выходе первого блока задержки 8. G учетом нулевых начальных значений это приводит к формированию на выходе сумматора 6 значени сигналаThis signal, together with the output signal from the multiplier 3, is fed to the inputs of the second adder 6, where it is summed with the previously accumulated value of the output signal of the adder 6 at the output of the first delay unit 8. G taking into account zero initial values, this leads to the formation of the value at the output of adder 6 signal
0 0
Vyn-1 ai + (bo + bi) e(x)n-i + 2 4Vyn-1 ai + (bo + bi) e (x) n-i + 2 4
n -2n -2
i 1i 1
n - 1n - 1
55 +(b0 + b i)e( - g yyi a i + (b0 + b i)eMi.55 + (b0 + b i) e (- g yyi a i + (b0 + b i) eMi.
i 1i 1
Выходной сигнал сумматора 6 совместно с выходным сигналом умножител 2 формирует на выходе первого сумматора 5The output signal of the adder 6 together with the output signal of the multiplier 2 generates at the output of the first adder 5
выходной сигнал фильтра уп в формате ИКМ согласно (3).filter output yn in PCM format according to (3).
Таким образом, за счет введени в известное устройство блоков 7, 10 и 11 с соответствующими св з ми в предлагаемом устройстве выполн етс рекурсивна цифрова фильтраци входного сигнала с линейной дельта-модул цией при сокращении затрат времени в каждом такте благодар низкой разр дности обрабатываемых величин (входного сигнала в х п и первой разности выходного сигнала 7уп),при высокой точности фильтрации, обеспечиваемой высокой разр дностью ИКМ-коэффициентов фильтра.Thus, by introducing into the known device blocks 7, 10 and 11 with corresponding connections, the proposed device performs recursive digital filtering of the input signal with linear delta modulation while reducing the time spent in each clock cycle due to the low bit depth of the processed values ( of the input signal in xp and the first difference of the output signal 7Up), with high filtering accuracy provided by the high resolution of the PCM filter coefficients.
Операци умножени знака в блоках 2 и 3 выполн етс следующим образом. Обозначим знаковый бит коэффициента bo через В0 6 {0,1}, тогда результат умножени может быть записан в виде 2(B ji, ФВ0)-1 -1Ьо1- где ф- операци суммировани по модулю два, выполн ема при помощи элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, Ibol.- модуль коэффициента Ьо.The sign multiplication operation in blocks 2 and 3 is performed as follows. We denote the sign bit of the coefficient bo by B0 6 {0,1}, then the multiplication result can be written in the form 2 (B ji, ФВ0) -1 -1о1- where ф is the modulo-two summation operation performed using the EXCLUSIVE OR element , Ibol. - modulus of the coefficient b0.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904808050A RU1798891C (en) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | Digital recursive filter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904808050A RU1798891C (en) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | Digital recursive filter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1798891C true RU1798891C (en) | 1993-02-28 |
Family
ID=21504917
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU904808050A RU1798891C (en) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | Digital recursive filter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1798891C (en) |
-
1990
- 1990-03-29 RU SU904808050A patent/RU1798891C/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Остапенко А.Г. Анализ и синтез линейных радиоэлектронных цепей с помощью графов. М.: Радио и св зь, 1985, с. 235, рис. 7.15,6, * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
GB1461477A (en) | Recursive digital filter | |
JPS5927943B2 (en) | Autocorrelation function factor generator | |
US5745063A (en) | Arrangement for the summation of products of signals | |
RU1798891C (en) | Digital recursive filter | |
SU1335994A1 (en) | Integrator with reproduction of internal variations | |
US4841466A (en) | Bit-serial integrator circuitry | |
EP0266148B1 (en) | A tone control system for sampled data signals | |
RU1803962C (en) | Digital recursive filter | |
JP3090043B2 (en) | Digital interpolation filter circuit | |
KR920001829A (en) | Input Weighted Transitional Filter | |
SU1156069A1 (en) | Device for scaling digital differential analyser | |
SU1485238A1 (en) | Digital differentiator | |
JPS6387008A (en) | Tone controller for sampled data | |
GB1460369A (en) | Digital filter | |
SU1182653A1 (en) | Pulse frequency multiplier | |
SU1109891A1 (en) | Interpolating filter | |
SU1626335A1 (en) | Recursive digital filter | |
EP1211806A1 (en) | A parallel implementation for digital infinite impulse response filter | |
JPS6412733A (en) | Clock regeneration circuit | |
JPS61177492A (en) | Multiplier for reverberator | |
SU1056208A1 (en) | Pulse-width function generator | |
JPS568915A (en) | Nonlinear distortion reducing circuit of digital filter | |
SU1700742A1 (en) | Frequency multiplier | |
SU1115053A1 (en) | Number-to-pulse exponential function generator | |
SU1734102A1 (en) | Function reproducer |