SU1083345A2 - Устройство дл цифровой фильтрации - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТРАЦИИ, содержащее первый и второй блсжи пам ти, -первый коммута:тор, информационные входы которого соединены с информационными выходами первого блока пам ти, информационный , вход которого  вл етс  информационньм- входом устройства, информационные входы второго коммутатора соединены с информационными выходами второго блока пам ти, рекурсивный фильтр, отличающеес  тем, что,с цепью расшй-рени  функциональных возможностей за счет, обработки последовательности данных произвольной длины и упрощени , оно содержит тре- . тий и четвертый блоки пам ти, ч с третьего по восьмой коммутаторы, : генератор тактовых импульсов,первый и второй счетчики, причем информационный выход первого коммутатора соединен с первым инфррмационным входом третьего коммутатора , информационный выход кото-, рого подключен к информационному входу рекурсивного фильтра, информационный выход которого соединен с информационным входом четвертого коммутатора, первый и второй инIформационные выходы которого подключены к информационным входам соответственно второго блока пам ти и п того коммутатора,первый и |Второй информационные выходы которого соединены с информационными входами соответственно третьего и четвертого блоков пам ти, информационные выходы которых соединены соответственно с первыми и вторыми информационными входами шестого i коммутатора, информационные выходы которого подключены к информаСЛ ционным входам седьмого коммутатора, информационньй выход которого  вл С етс  информационным выходом устройства , выход генератора тактовых, импульсов соединен с тактовым входом первого счетчика и информационным входом восьмого коммутатора, 00 00 информационньй выход которого соединен с тактовым входом второго САд счетчика, выход переполнени  которо41 го соединен с первым управл ющим вхосд дом восьмого коммутатора, второй управл ющий вход которого подключен к выходу переполнени  первого счетчика , информационный выход которого подключен к управл юпщм входам первого , п того, шестого и седьмого коммутаторов, и первым управл ющим входам третьего и четвертого комму- , таторов, информационный выход второго счетчика соединен с управл ющим входом второго коммутатора и вторыми управл ющими входами третьего и

Description

Четвертого коммутаторов, информационный выход второго коммутатора 10833/ 5 подключен к второму информационному входу третьего коммутатора.

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано в системах передачи и обработки дискретной информации, гидрои радиолокации, медицинской аппаратуре и других устройствах

Известен цифровой рекурсивный фильтр; позвол ющий обрабатывать сигнал в реальном масштабе времени tUНедостатком такого устройства  вл етс  нелинейность фазовых характеристик .

Известно также устройство, реализующее способ 1щфровой рекурсивной фильтрации, содержащее два блока пам ти , два блока фильтрации и два коммутатора С 2.

НедостаФками известного устройства  вл ютс  невозможность обработки массивов информации произвольной длины, а также его сложность св занна  с наличием двух идентичных блоков фильтрации.

Цель изобретени  - расширение функциональнЕлх возможностей за счет обработки последовательности данных произвольной длины и упрощение устройства .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство цифровой фильтрахщи , содержащее первый и второй блоки пам ти, первый коммутатор, И1|формационные входы которогосоединены с информационными выходами Первого блока пам ти, информационный вход которого  вл етс  информационным входом устройства, информационные входы второго коммутатора соединены с информационными выходами второго блока пам ти, рекурсивный фильтр, содержит третий и четвертый блоки пам ти, с третьего по восьмой коммутаторы, генератор тактовых импульсов, первый и второй счетчики причем информационный выход первого коммутатора соединен с первым информационным входом третьего коммутатора , информационньй выход которого

подключен к информационному входу рекурсивного фильтра, информационный выход которого соединен с информационным входом четвертого коммутатора , первый и второй информационные выходы которого подключены к информационным входам соответственно второго блока пам ти и п того коммутатора , первый и второй информационные выходы которого соединены с информационными входами соответственно третьего и четвертого блоков пам ти, информационные выходы которых соединены соответственно с первыми и вторыми информационными входами шестого коммутатора, информационные выходы которого подключены к информационньм входам седьмого коммутатора, информационный вькод которого  вл етс  информационным выходом устройства, выход генератора тактовых импульсов соединен с тактовым входом первого счетчика и информационным входом восьмого коммутатора, информационный выход которого соединен с тактовым входом второго счетчика,выход переполнени  которого соединен с первым управл ющим входом восьмого коммутатора, второй управл ющий вход которого подключен к выходу переполнени  первого счетчика, информационный выход которого подключен к управл ющим входам перврго, п того, шестого и седьмого коммутаторов , и первым управл ющим входам третьего и четвертого коммутаторов, информационный выход второго счетчика соединен с управл юощм вводом второго коммутатора и вторыми урравл ющими входами третьего и четвертого коммутаторов, информационный выход второго коммутатора подключен к второму информациойному входу третьего коммутатора.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства дл  цифровой фильтрации на фиг.2 - блок управлени .

Устройство дл  цифровой фильтрации содержит блоки 1 и 2 пам ти. коммутаторы 3 и 4, рекурсивный фильтр 5, блок 6 управлени , блоки 7 и 8 пам ти, коммутаторы 9-13, генератор 14 тактовьк импульсов, счетчик 15, коммутатор 16 и счетчик 17. Устройство работает следующим образом. Предлагаемое устройство осуществл ет фильтрацию сигнала циклически , т.е. последовательно массивами длины N. Очередной массив обрабатываетс  дважды подр д с помощью фильтрации массива данных цифровым рекурсивньм фильтром (с амплитудно-частотной К (и)} и нелинейной фазочастотной Ф(и| характеристиками и последуюinero инвертировани  полученного массива значений сигнала во времени Така  обработка эквивалентна фильтрации входного сигнала некоторым другим цифровым фильтром с амплитудно-частотной К (ш) и линейной фазочастотной характеристиками.Причем фильтраци  осуществл етс  в блоке 5, который представл ет собой рекурсивный фильтр. При такой обработке в начале и в конце каждого массива возникает переходна  зона (соответствзпоща  выходу фильтра на режим), длина К которой зависит от выбора конкретного вида фильтра и определ етс  заранее. Поэтому в уст ройстве производитс  обработки перекрытием переходных зон, т.е. фильтруютс  массивы длиной Н+2К.При этом считаютс  достоверными только N центральных значений, а обработка следующего куска реализации начинаетс  с (N-2K+1)-ro значени . В итог на выходе устройства дл  цифровой фильтрации получаютс  значени  профильтрованного входного сигнала без переходных зон и фазовых искаже Отсчеты входного сигнала X , . с равномерным шагом N поступают в Ьлок 1 пам ти объемом N+2K. Блок 6 управл ет работой коммутаторов 10-13-50

и 3,4 и 9. После прихода на вход устройства N очер(адных значений входного сигнала на первом выходе блока 6 (счетчик 15) по вл етс  сигнал управлени , по которому коммутаторы 10-13 подключают соответственно выход коммутатора 3 к входу фильтра 5, выход фильтра 5 к входу

времени. Сформированный сигнал с коммутатора 4 через коммутатор 10 поступает в фильтр 5, где вторично фил ьтруетс  и через коммутаторы It и 12 поступает в блок 7 или 8 пам ти объемом N, в зависимости от того, какой блок пам ти подключен к выходу коммутатора 12. При этом первые К A54 блока 2 пам ти, выход коммутатора 12 к тому из блоков 7 или 8 пам ти (каждый объемом N), который был от него отключен, вход коммутатора 9. выходу того из блоков 7-или 8 пам ти , который в этот момент отключаетс  коммутатором 12. По этому же сигналу управлени  коммутатор 3 последовательно опрашивает N+2K значений блока 1 пам ти от начала массива к концу, заканчива  опрос до поступлени  в блок 1 пам ти следующего отсчета входного сигнала, А коммутатор 9 последовательно опрашивает N значений того из блоков 7 или 8 пам ти, который в это врем  к нему подключен. Причем опрос осуществл етс  от конца массива к началу, что соответствует инвертированию сигнала во времени,а частота опроса равна частоте поступлени  на вход устройства значений входного сигнала, т.е. f 1/Jt,, Таким образом, на выходе коммутатора 9 формируютс  значени  выходного профильтрованного сигнала Х-. Отсчеты выходного сигнала с коммутатора 3 через коммутатор tO поступают в фильтр 5, где обрабатываютс  и через коммутатор 11 подаютс  в блок 2 пам ти (объемом N+K). При этом первые К отсчетов сигнала, соответствующие переходной зоне,не запоминаютс . После поступлени  массива данных в блок 2 пам ти на втором выходе блока 6 управлени  (выход счетчика 17) по вл етс  сигнал управлени ,по которому коммутаторы 10 и 11 соответственно вход фильтра 5 отключают от выхода коммутатора 3 и подключают к выходу коммутатора 4, а выход фильтра 5 отключают от входа блока 2 пам ти и подключают к входу коммутатора 12. По этому же сигналу управлени  коммутатор 4 опрашивает блок 2 пам  ти, причем опрос осуществл етс  от конца массива к началу, что соответствует инвертированию сигнаЛа во отсчетов сигнала, соответствующие переходной зоне, не запоминаютс . После прихода .в блок 1 пам ти N очередных значений сигнала цикл операций повтор етс . При зтом блок 7 и 8 функционально мен ютс  местам , . Блок б управлени  (фиг.2) работа ет следующим образом. Генератор 14 вырабатывает импуль сы синхронно с поступлением на вход устройства цифровой фильтрации значений входного сигнала, т.е. с частотой fJ 1 At Эти импульсы посту пают на счетчик 15, где подсчитываютс , и на информационный вход кoм fyтaтopa 16. В исходном состо ни коммутатор 16 разомкнут и импульсы с генератора 14 на счетчик 17 не поступают. При поступлении на счетчик 15 N импульсов (за это врем  на вход устройства дл  цифровой фильтрации поступит N очередных зна чений входного сигнала) на его выхо формируетс  сигнал, поступающий на первый выход блока 6 управлени , а также на первый управл ющий вход коммутатора 16. Счетчик 15 обнул етс , а коммутатор 16 замыкаетс  и импульсы с генератора 14 через коммутатор 16 начинают поступать на счетчик 17. После прихода на счетчик 17 р импульсов (за это врем  массив профильтрованных данных с фильтра 5 поступил на блок 2 пам ти ) на его выходе формируетс  сигнал, который поступает на второй выход блока & управлени , а также на второй управл ющий вход коммутатора 16. Счетчик 17 обнул етс , а коммутатор 16 размьжаетс . При поступлении на вход устройства дл  Щ1ФРОВОЙ фильтрации N новых очередных значений входного сигнала все повтор етс . Таким образом, использование предлагаемого устройства дл  цифровой фильтрации позвол ет обеспечить возможность обработки в реальном масштабе времени массивов информации произвольной длины.При этом предлагаемое устройство проще известного.

RJ (pai.i

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТРАЦИИ, содержащее первый и второй блоки памяти,-первый коммутатор, информационные входы которого соединены с информационными выходами первого блока памяти, информационный. вход которого является информационньвт входом устройства, информационные входы второго коммутатора соединены с информационными выходами второго блока памяти, рекурсивный фильтр, отличающееся тем, что,с целью расшйрения функциональных возможностей за счет, обработки последовательности данных произвольной длины и упрощения, оно содержит третий и четвертый блоки памяти, с третьего по восьмой коммутаторы, I генератор тактовых импульсов,первый и второй счетчики, причем' информационный выход первого коммутатора соединен с первым информационным входом третьего коммутатора, информационный выход кото-, рого подключен к информационному входу рекурсивного фильтра, информационный выход которого соединен с информационным входом четвертого коммутатора, первый и второй инI формационные выходы которого подключены к информационным входам соответственно второго блока памяти и пятого коммутатора,первый и |Второй информационные выходы которого соединены с информационными входами соответственно третьего и четвертого блоков памяти, информационные выходы которых соединены соответственно с первыми и вторыми информационными входами шестого коммутатора, информационные выходы которого подключены к информационным входам седьмого коммутатора, информационный выход которого является информационным выходом устройства, выход генератора тактовых, импульсов соединен с тактовым входом первого счетчика и информационным входом восьмого коммутатора, информационный выход которого соединен с тактовым входом второго счетчика, выход переполнения которого соединен с первым управляющим входом восьмого коммутатора, второй управляющий вход которого подключен к выходу переполнения первого счетчика, информационный выход которого подключен к управляющим входам первого, пятого, шестого и седьмого коммутаторов, и первым управляющим ‘входам третьего и четвертого коммутаторов, информационный выход второго счетчика соединен с управляющим входом второго коммутатора и вторыми управляющими входами третьего и

   SU ,.„1083345 четвертого коммутаторов, информационный выход второго коммутатора подключен к второму информационному входу третьего коммутатора.