SU1196894A1 - Device for digital filtering - Google Patents

Device for digital filtering Download PDF

Info

Publication number
SU1196894A1
SU1196894A1 SU843760882A SU3760882A SU1196894A1 SU 1196894 A1 SU1196894 A1 SU 1196894A1 SU 843760882 A SU843760882 A SU 843760882A SU 3760882 A SU3760882 A SU 3760882A SU 1196894 A1 SU1196894 A1 SU 1196894A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
register
adder
multiplier
Prior art date
Application number
SU843760882A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Роман Выжиковски
Юрий Станиславович Каневский
Вадим Иванович Лозинский
Original Assignee
Киевский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Киевский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции filed Critical Киевский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции
Priority to SU843760882A priority Critical patent/SU1196894A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1196894A1 publication Critical patent/SU1196894A1/en

Links

Landscapes

  • Complex Calculations (AREA)

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИФРОВОЙ ФШ1ЬТРА 1ИИ, содержащее N умножителей , (N-1) сумматоров и (N-1) ре- гистров, причем выход -го (i 1,N-1) регистра подключен к первому входу -го сумматора, второй вход которого подключен к выходу ((+1)-го умножител , первый вход которого  вл етс  A DEVICE FOR DIGITAL FSHTPLE 1, containing N multipliers, (N-1) adders and (N-1) registers, the output of the -th (i 1, N-1) register is connected to the first input of the -th adder, the second input of which connected to the output of the ((+1) multiplier, whose first input is

Description

чИзобретение относитс  к вычислительной технике и может быть испол зовано в системах цифровой обработки радиолокационных, сейсмических, гидроакустических, видео и других сигналов. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей за счет выполнени  дискретного преобразовани  Фурье. На фиг.1 показана структурна  схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - блок-схема алгоритма работы устройства при вычислении дискретного преобразовани  Фурье. Устройство дл  цифровой фильтрации содержит N умножителей 1. i (i 1,N), сумматоры 2.i, регистры 3.1, 4.1, блок элементов И 5, счетчик 6, генератор 7 тактовых импульсов , дешифратор 8. Счетчик 6 имеет коэффициент пересчета, равный N. Ре гистры 4 должны принимать информацию с двух направлений. Дешифратор 8 дешифрирует нулевое M(N-1) состо  ние счетчика 6. Работа устройства при вьтчислении дискретного преобразовани  Фурье. Устройство должно вычисл ть след клцее вьфажение: N-1 ) (n)w; , ( где х(п) - элементы исходной последовательности длины N i Х(к) - элементы преобразованной последовательности; W - весовые кoэффициeнтыj Будем рассматривать только наибо лее распространенный случай, когда х(п) - последовательность двйствите ных чисел. Тогда выражение (1) можно переписать в ввде ReX(K)Xx(n)RgW, )Zx{n). Очевидно, что разница между вы« ислением вьфажени  (2) и (3) состо 94 ит только в том, что при вычислении (2) на вторые входы умножителей 1 будут подаватьс  действительные части , при вычислении (3) - мнитмые части . Пор док следовани  входных данных и весовых коэффициентов дл  выражений (2) и (3) идентичен . Поэтому в дальнейшем будем рассматривать только выражение (2), а дл  компактности записи считать Х(к) и W действительными числами. На второй вход умножител  1.1 подаютс  весовые коэффициенты V( умножител  1.2 - умножител  1.3 ; умножител  1 .NДл  примера рассмотрим вычисление дискретного преобразовани  Фурье 5. В исходном состо нии регистры 3.1 обнулены, на управл клций вход устройства поступает сигнал логической единицы, разрешающий прохождение информации через блок элементов И 5 и разрешающий счет дл  счетчика 6, Условимс , что информаци  в регистры 3 и 4 принимаетс  по заднему фронту синхросигнала. При описании работы устройства сразу учитывать, что .у . В первом такте на вход устройства поступает х(0). На вход всех умножителей 1 поступает W°. В конце такта в каждый регистр 3.iзаписываетс  значение х(0) w . Во втором такте на вход устройства поступает х(1). На вход умножител  1.1 поступает W, умножител  1.2 - W ; умножител  1.3 - W, умножител  1.4 i умножител  1.5 -Wj .На сумматоре 2.1 форми3 1. руетс  сумма: x(1)V/j +x(0)W ; на сумматоре 2.2 - (0)W ; на сумматоре 2.3 - x(1)/s -bxCOW на сумматоре 2,4 - x(1)w| +x(0)W j на сумматоре 2.5 - x(1)(0) W. . В третьем такте на вход устройства поступает х(2). На вход умножител  1.1 поступает W умножител  1.2 -W|; умножител  1.3 - W, умножител  1.А - W|, умножител  1.5Wy . На сумматоре 2.1 формируетс  сумма: x(2)wj +х(1) (0)W i на сумматоре 2.2 - х(2) А«у+х(1) + +x(0)W j на сумматоре 2.3 - х(2) xWr+xCi) Atf -«-xCOw i на сумматоре 2,4 - х(2) (1) w} +x(0) на сумматоре 2.5 - х(2) Wr+x(1)Wr + (0)W .The invention relates to computing and can be used in digital processing systems for radar, seismic, sonar, video and other signals. The purpose of the invention is to expand the functionality by performing a discrete Fourier transform. Figure 1 shows the structural diagram of the proposed device; Fig. 2 is a block diagram of the device operation in the calculation of the discrete Fourier transform. The device for digital filtering contains N multipliers 1. i (i 1, N), adders 2.i, registers 3.1, 4.1, AND 5 block of units, counter 6, clock generator 7, decoder 8. Counter 6 has a conversion factor equal to N. Registry 4 should receive information from two directions. The decoder 8 decrypts the zero M (N-1) state of the counter 6. Operation of the device when calculating the discrete Fourier transform. The device must calculate the trace of the following: N-1) (n) w; , (where x (n) are elements of the original sequence of length N i X (k) are elements of the transformed sequence; W is weight coefficients) We consider only the most common case where x (n) is a sequence of twofold numbers. Then the expression (1 ) can be rewritten in vvde ReX (K) Xx (n) RgW,) Zx (n). Obviously, the difference between the determination of the hyphenation (2) and (3) is 94 um only in the fact that in the calculation of (2) real parts will be fed to the second inputs of the multipliers 1, and in the calculation of (3) soft parts. The order of the input data and the weighting factors for expressions (2) and (3) is identical. Therefore, in the future, we will consider only expression (2), and for compactness of the record, consider X (k) and W to be real numbers. The second input of the multiplier 1.1 is the weighting factors V (multiplier 1.2 - multiplier 1.3; multiplier 1 .N) the block of elements And 5 and the enabling counting for the counter 6, It is assumed that the information in registers 3 and 4 is received on the falling edge of the synchronization signal .When describing the operation of the device, immediately take into account that. The input of the device is x (0) .The input of all multipliers 1 is W °. At the end of the clock cycle, the value of x (0) w is written to each register 3.i.The second input to the device input is x (1). W, multiplier 1.2 - W; multiplier 1.3 - W, multiplier 1.4 i multiplier 1.5 -Wj .In adder 2.1, form3 1. sum: x (1) V / j + x (0) W; adder 2.2 - (0) W; on adder 2.3 - x (1) / s -bxCOW on adder 2.4 - x (1) w | + x (0) W j on the adder 2.5 - x (1) (0) W.. In the third cycle, x (2) enters the device input. The input of the multiplier 1.1 is the W multiplier 1.2 -W |; multiplier 1.3 - W, multiplier 1.A - W |, multiplier 1.5Wy. On the adder 2.1, the sum is formed: x (2) wj + x (1) (0) W i on the adder 2.2 - x (2) А «у + х (1) + + x (0) W j on the adder 2.3 - х (2) xWr + xCi) Atf - «- xCOw i on the adder 2.4 - x (2) (1) w} + x (0) on the adder 2.5 - x (2) Wr + x (1) Wr + ( 0) W.

3131

в четвертом такте на вход устройСГва поступает х(3). На вход умножител  1.1 поступает Wt ; умножител  1.2 -VJj; умножител  1.3 , умножител  1.4 -W°-, умножител  1.5 -W. На сумматоре 2.1 формируетс  сумма: х(3) (2) Wj + xd) (0)W ; на сумматоре 2.2 x(3)WL+x(2) Wj+x(1) W/+x(0)W i на сумматоре 2.3 - x(3) l+x(2) (1)Y/r+x(0) W j на сумматоре 2.4x (3) W +к(2) W -f-xd) (0) W ; in the fourth cycle, x (3) enters the input of the device. The input of the multiplier 1.1 is Wt; multiplier 1.2 -VJj; multiplier 1.3, multiplier 1.4 -W ° -, multiplier 1.5 -W. On the adder 2.1, the sum is formed: x (3) (2) Wj + xd) (0) W; on adder 2.2 x (3) WL + x (2) Wj + x (1) W / + x (0) W i on adder 2.3 - x (3) l + x (2) (1) Y / r + x (0) W j on the adder 2.4x (3) W + to (2) W −f − xd) (0) W;

ЬtBt

на сумматоре 2.5 - x(3) W+x(2) W++x (l) wt-i-x(0)w .on the adder 2.5 - x (3) W + x (2) W ++ x (l) wt-i-x (0) w.

В п том такте на вход устройства поступает х(4). На вход умножител  1.1 поступает Wy , умножител  1.2Wj; умножител  1.3 - W , умножител  1.4 - Wjv умножител  1.5 - W. На сумматоре 2.1 формируетс  преобразованный отсчет X(4)x(4)Wy «x(3)i /|+х(2) w|+x(1)wj+x(0) W ; на сумматоре 2.2 - преобразованный отсчет Х(3)х(4) (3)Wf«-x(2) (1) Wj+x(0) W i на суьматоре 2.3 преобразованный отсчет X(2)x(4)w + +х(3)Х/5 +х(2) (1)w/+x(0)W i на сумматоре 2.4 - преобразованный отсчет X(1)x(4)(3)vQ3+x(2)W5- + +x(1)V(/i +х(0) W i на сумматоре 2.5 преобразованный отсчет X(0)x(4)W +x (3)V( +х(2) (1)w +х(0) w . . Сигнал второго выхода дешифратора 8 разрешает прием в регистры 4 информа1У1И , поступившей на их первые информационные входы. По отрицательному перепаду синхроимпульса, поступившего с выхода генератора 7, в конце п того такта в регистры 4.1-4.5 принимаютс  значени  Х(4)-Х(0) соответственно .In the fifth cycle, the input of the device is x (4). The input of the multiplier 1.1 comes Wy, the multiplier 1.2Wj; multiplier 1.3 - W, multiplier 1.4 - Wjv multiplier 1.5 - W. On the adder 2.1, the transformed sample X (4) x (4) Wy x x (3) i / | + x (2) w | + x (1) wj is formed + x (0) W; on adder 2.2 - converted X (3) x (4) (3) Wf «-x (2) (1) Wj + x (0) W i on supervisor 2.3 transformed X (2) x (4) w + + x (3) X / 5 + x (2) (1) w / + x (0) W i on the adder 2.4 - the converted sample X (1) x (4) (3) vQ3 + x (2) W5- + + x (1) V (/ i + x (0) W i on adder 2.5 transformed sample X (0) x (4) W + x (3) V (+ x (2) (1) w + x ( 0) w. The signal of the second output of the decoder 8 allows reception in registers 4 of information 1U1I received at their first information inputs.At the negative difference of the sync pulse received from the output of generator 7, at the end of the fifth cycle the registers 4.1–4.5 take values X (4 ) -X (0), respectively.

В шестом (N+1) такте на вход устройства поступает нулевой отсчет новой последовательности х (0). С первого выхода дешифратора 8 поступает сигнал обнулени  регистров 3. На входы умножителей 1 поступают весовые коэффи1Ц1енты, как в первом такте работы устройства. На выходах всех сумматоров по вл етс  x40)N,. Сигнал с второго выхода дешифратора 8 разрешает прием в регистры 4 информации , поступающей на их второй информационный вход. В конце такта в ре96894 - In the sixth (N + 1) clock cycle, a zero count of x (0) arrives at the device input. From the first output of the decoder 8, a signal to reset the registers 3 arrives. The inputs of the multipliers 1 receive the weight coefficients, as in the first cycle of the device operation. At the outputs of all adders, x40) N appears. The signal from the second output of the decoder 8 allows reception in the registers 4 of the information received at their second information input. At the end of the measure in pe96894 -

гистр 4.2 записываетс  Х(4) в регистр 4.3 - X(3)i в регистр 4.4-Х(2) ,в регистр 4.5-Х(1).gister 4.2 is written X (4) to register 4.3 - X (3) i to register 4.4-X (2), to register 4.5-X (1).

В седьмом такте на вход устройст , ва поступает х (О. На входы умножителей 1 поступают такие же весовые коэффициенты, как во втором такте, и продолжаетс  вычисление преобразо , ванных отсчетов новой последователь- . ,0 ности х (к). В конце такта в регистр 4.5 принимаетс  Х(2); в регистр 4.4 X(3)i в регистр 4.3 - Х(4).In the seventh cycle, the input to the device, va, is received x (O. The inputs of multipliers 1 receive the same weights as in the second cycle, and the calculation of the converted samples of the new sequence, 0 x (k) continues. At the end of the cycle X (2) is accepted into register 4.5; X (3) i into register 4.3 - X (4) into register 4.4.

В дальнейшем вычислени  повтор ютс  с периодом, равным п ти тактам. На фиг.2 прин ты следующие условные обозначени : - обнуление .регистров 3iO|,- результат, вычисленный на i-M умножителе .-, результат , вычисленньй на -м суммато-Q ре 2. i ; результат, вычисленный на i-M сумматоре 2.вк-м такте; Р4- 5- в регистр 4. принимаетс  число, которое не будет использовано прИ.вычислении;Х (к) - к-й преобразованный отсчет, Р-той входной последовательности .In the following, the calculations are repeated with a period of five cycles. In Figure 2, the following conventions are accepted: - resetting the .i registers 3iO |, - the result calculated on the i-M multiplier. -, the result calculated on the -th sum-Q re 2. i; the result calculated on the i-M adder 2.vk-m cycle; P4-5- to register 4. A number is taken that will not be used in computation; X (k) is the kth converted reference, Pth of the input sequence.

При реализации процедуры цифровой фильтрации устройство должно вычисл ть выражение видаWhen implementing a digital filtering procedure, a device must compute an expression like

N-1 30N-1 30

X((к-n)h(t , C-V X ((K-n) h (t, C-V

где Ь (п) - коэффициенты импульснойwhere b (n) are the pulse coefficients

характеристики, x(i) - отсчеты входного сигнала.characteristics, x (i) - samples of the input signal.

При работе устройства в режиме цифрового фильтра на вход запуска устройства подаетс  сигнал логического нул , разрывающий обратную св зь между выходом сумматора ZN и входом регистра 3.1. Этот же сигнал устанавливает счетчик 6 в (N-l)-e состо ние, тем самым разреша  приемWhen the device is operating in the digital filter mode, a logical zero signal is applied to the device start input, breaking the feedback between the output of the adder ZN and the input of the register 3.1. The same signal sets the counter 6 to the (N-l) -e state, thereby allowing reception

в регистры 4 информации, поступающей на их первые информационные входы.In registers 4 of the information received at their first information inputs.

На вход умножител  1.i посто нно поступает коэффициент 1(N-i). Вычисление проходит непрерывно. ВThe coefficient 1 (N – i) is continuously input to the input of the multiplier 1.i. Calculation is continuous. AT

каждом такте на вход устройства поступает новый отсчет входного сигнала х(к). В конце к-го такта в регистр 4 принимаетс  значение отфильтрованного отсчета Х(к).Each cycle to the input of the device receives a new count of the input signal x (k). At the end of the kth cycle, register 4 is set to the value of the filtered sample X (k).

ИAND

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТРАЦИИ, содержащее N умножителей, (N-1) сумматоров и (N-1) регистров, причем выход ί-го (ί= = 1,Ν-1) регистра подключен к первому входу i-ro сумматора, второй вход которого подключен к выходу (\+1)-го умножителя, первый вход которого является (i + l)~b!M входом задания коэффициента устройства, вторые входы N умножителей объединены и являются информационным входом устройства, а первый вход первого умножителя является первым входом задания коэффициента устройства, вывод j-ro (j=1, N-2) сумматора подключен к информационному входу (j+Ι) регистра, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет выполнения преобразования Фурье, в него введены N-ый регистр, N-ый сумматор, группа из Н регистров, блок элементов И, дешифратор, счетчик и генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к__ входу синхронизации m~ro (т = 1,Н) регистра, к входам синхронизации регистров группы и счетному входу счетчика, информационный выход которого подключен к входу дешифратора, первый выход которого подключей к установочному входу tn-го регистра, входы записи регистров группы подключены к второму выходу дешифратора, при этом вывод первого умножителя подключен к первому входу fl-го сумматора, выход которого подключен к информационному входу пер.вого регистра и информационному 'входу первого регистра группы, второй вход N-го сумматора подключен к выходу N-го регистра, информацион= ный вход которого подключен к выходу блока элементов И, первый вход которого соединен с установочным входом счетчика и является входом запуска устройства, выход ί-го (i = 1,N-1) сумматора подключен к первому информационному входу (1+1)-го регистра группы, выход ϊ-го (i=1, N-1) регистра группы подключен к второму информационному входу (ί +1)-го регистра группы, а выход М-го регистра группы является информационным выходом устройства, выход (Ν-1)-го сумматора подключен к второму входу блока элементов И.A DIGITAL FILTRATION DEVICE containing N multipliers, (N-1) adders and (N-1) registers, the output of the ί-th (ί = 1, Ν-1) register connected to the first input of the i-ro adder, the second input which is connected to the output of the (\ +1) th multiplier, the first input of which is (i + l) ~ b! M the input of the device coefficient, the second inputs of N multipliers are combined and are the information input of the device, and the first input of the first multiplier is the first input setting the device coefficient, the output j-ro (j = 1, N-2) of the adder is connected to the information input (j + Ι) reg Istra, characterized in that, in order to expand functionality by performing the Fourier transform, the Nth register, Nth adder, a group of H registers, a block of I elements, a decoder, a counter and a clock pulse are introduced into it it is connected to the synchronization input __ m ~ ro (t = 1, H) of the register, to the synchronization inputs of the group registers and to the counting input of the counter, the information output of which is connected to the decoder input, the first output of which is connected to the setup input of the tn-th register, the entries of the register reg PPs are connected to the second output of the decoder, while the output of the first multiplier is connected to the first input of the flth adder, the output of which is connected to the information input of the first register and the information input of the first register of the group, the second input of the Nth adder is connected to the output of N- register, the information = input of which is connected to the output of the AND block, the first input of which is connected to the installation input of the counter and is the device start input, the output of the ί-th (i = 1, N-1) adder is connected to the first information input (1 +1) th p group register, the output of the го-th (i = 1, N-1) group register is connected to the second information input of the (ί +1) -th group register, and the output of the M-th group register is the information output of the device, output (устройства-1 ) -th adder is connected to the second input of the block of elements I.
SU843760882A 1984-06-26 1984-06-26 Device for digital filtering SU1196894A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843760882A SU1196894A1 (en) 1984-06-26 1984-06-26 Device for digital filtering

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843760882A SU1196894A1 (en) 1984-06-26 1984-06-26 Device for digital filtering

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1196894A1 true SU1196894A1 (en) 1985-12-07

Family

ID=21126760

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU843760882A SU1196894A1 (en) 1984-06-26 1984-06-26 Device for digital filtering

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1196894A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент US № 3980873, кл. G 06 F 15/332, опублик. 1978. Уиль ме Ф. Цифрова интегральна схема дл фильтрации видеосигналов.Электроника, 1983, № 20, с. 74-79, рис. 4. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1196894A1 (en) Device for digital filtering
SU1444759A1 (en) Computing apparatus
SU1195357A1 (en) Spectrum analyzer
SU1596347A1 (en) Device for digital filtration
SU1520539A1 (en) Device for transforms in the base of walsh piece square function
SU1476488A1 (en) Fast real fourier transform computer
SU1388891A1 (en) Device for digital filtering
SU1264200A1 (en) Digital correlator
SU1751748A1 (en) Complex number multiplying device
SU1314352A1 (en) Digital filter
SU1462354A1 (en) Device for fast actual fourier tranformation
SU1377872A1 (en) Device for digital filtering
SU788363A1 (en) Digital frequency multiplier
SU1104529A1 (en) Digital autocorrelator
SU1605254A1 (en) Device for performing fast walsh-adamar transform
SU1113884A2 (en) Digital filtering system
SU1688257A1 (en) Linear algebraic equations systems solver
SU1427385A1 (en) Device for walsh transformations
SU1211754A1 (en) Device for calculating inverse matrix
SU1474673A1 (en) Discrete fourier transform computation device
SU1383406A1 (en) Device for determining prediction estimates of random process
SU922761A1 (en) Device for optimizing functions of many variables
SU1545230A1 (en) Device for digital filtration
SU1612315A1 (en) Device for solving systems of algebraic equations
RU1774349C (en) Nonrecursive digital filter