SU1205152A1 - Digital filter - Google Patents
Digital filter Download PDFInfo
- Publication number
- SU1205152A1 SU1205152A1 SU843760171A SU3760171A SU1205152A1 SU 1205152 A1 SU1205152 A1 SU 1205152A1 SU 843760171 A SU843760171 A SU 843760171A SU 3760171 A SU3760171 A SU 3760171A SU 1205152 A1 SU1205152 A1 SU 1205152A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- input
- register
- block
- slice
- Prior art date
Links
Landscapes
- Complex Calculations (AREA)
Description
12051205
ход второго элемента И вл етс тре- тьим выходом блока и соединен со счетным входом счетчика циклов, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, выхоД которого вл етс четвертым выходом блока и соединен с входом элемента заИзобретение относитс к специализированным средствам вьмислитель ной техники и может быть использовано дл цифровой обработки сигнало в частности, дл цифровой фильтрации в различных цифровых комплексах в радиосв зи, радиолокацш-з, радионавигации , информационно-измерительных системах и .the stroke of the second element I is the third output of the block and is connected to the counting input of the cycle counter, the output of which is connected to the first input of the third AND element whose output is the fourth output of the block and connected to the input of the element. The invention relates to specialized means of supervisory technology and can be used for digital signal processing, in particular, for digital filtering in various digital complexes in radio communications, radio location systems, radio navigation, information-measuring systems and.
Цель изобретени - повышет-ше быстродействи при перестройке фильтра .The purpose of the invention is to increase the speed of filter rebuilding.
На фиг. 1 приведена функи.иональ- на схема нерекурсивного цифрового фильтра; на фиг. 2 - функционал.ьна схема блока синхронизации/ на фиг. 3 - временные AHarpaNH ibi работы цифрового фильтра.FIG. 1 shows the functions. Nonal non-recursive digital filter circuit; in fig. 2 - functional. On the diagram of the synchronization unit / in FIG. 3 - temporary AHarpaNH ibi digital filter operation.
Цифровой фильтр (фиг. 1) содер :iKHT К регистров сдвига ,i-i .М, регистр 2 среза шифратор 3, регист 4 адреса, блок 5 пам ти, сумматор б, выходной регистр 7, элемент ИЛИ регистр 9 кода, депшфратор 10, блок 11 синхронизации, разр ды 12 регистра 2 среза, информационные входы 13 и выходы 14 цифрового фильтра соответственно и тактовьй вход 15 фильтра.The digital filter (Fig. 1) contains: iKHT To shift registers, ii. M, register 2 slice encoder 3, register 4 addresses, memory block 5, adder b, output register 7, OR element 9 register code, deprafrater 10, block 11 synchronization, bits 12 of the register 2 slice, information inputs 13 and outputs 14 of the digital filter, respectively, and clock input 15 of the filter.
Блок П (фиг. 2 содерлшт тактовый 15 и информационный 16 входы, первый 17, второй 18, третий 19 и четвертьй 20 вьжоды, R5-триггер 21. элемент НЕ 22, первый 23, второй 24 и третий 25 элементы И. счетчик 26 циклов и элемент 27 задержки.Block P (Fig. 2 contains clock 15 and informational 16 inputs, first 17, second 18, third 19 and quarter 20 output, R5 trigger 21. HE element 22, first 23, second 24 and third 25 elements I. counter 26 cycles and delay element 27.
Работа цифрового фильтра описываетс алгоритмомThe operation of a digital filter is described with an algorithm
MnbZIa; ;;, . ()MnbZIa; ;;,. ()
где Y(n) - выходна выборка фихштра в п-й момент времени;where Y (n) is the output sample of a fichstra at the nth instant of time;
N - число выводов из СДВИГОBbiX регистров л:« число операндов, участвующихN is the number of conclusions from the register's biasBbiX l: “the number of operands involved
5252
держкИд выход которого соединен с установочным входом счетчика циклов, инверсный выход RS-триггера соединен с первым входом второго элемента И, вторые входы нервого, второго и третьего элементов И объединены и вл ютс вторьм входом блокаwhose output output is connected to the installation input of the cycle counter, the inverse output of the RS flip-flop is connected to the first input of the second element AND, the second inputs of the nerve, the second and third elements AND are combined and are the second input of the block
1one
В формировании передаточной функцииiIn the formation of the transfer function
а коэффициенты, обеспечивающие требуемую импульсную характеристику или передаточную функцию фильтра; Z - - представленные в двоичном цифровом коде выборки входного сигнала X; (дл нерекурсивного фильтра ,2,..,,N дл рекурсивного 1,...,V) и задержанные выходные сигналы Yp., ( ,2,, . .,R) дл рекурсивного фильтра, .and the coefficients that provide the desired impulse response or transfer function of the filter; Z - - samples of input signal X represented in binary digital code; (for a non-recursive filter, 2, .. ,, N for recursive 1, ..., V) and delayed output signals Yp., (, 2 ,,., R) for a recursive filter,.
Выборки входного сигнала, а дл рекурсивного фильтра и задержанные выборки выходного сигнала представлены В разр дным (включа знаковьй разр д) числом в дополнительном коде с фиксированной зап той:The samples of the input signal, and for the recursive filter and the delayed samples of the output signal, are represented by the bit (including the sign bit) number in the additional code with a fixed comma:
«:“:
00
5five
UU
S,-Z,-+.2-% (2) S, -Z, - +. 2-% (2)
где Z, 3j-Oj1,...,В-1 --двоичные переменные , которые могут принимать значени О или II j IIwhere Z, 3j-Oj1, ..., B-1 are binary variables that can take the values O or II j II
v°v °
- значение знакового разр да . - the value of the sign bit.
Подставл (2) в (i), получают алгоритм цифровой фильтрации в виде: N ВН ; ; N 6-1 ; N ;Substituting (2) in (i), a digital filtering algorithm is obtained in the form: N ВН; ; N 6-1; N;
Y(n)r.a.,Z:K 2- -i:a,E° 2:2 2:a;S . -- jH ;м -,1 1Y (n) r.a., Z: K 2- -i: a, E ° 2: 2 2: a; S. - jH; m -, 1 1
W S-1 i W S-1 i
-5 - й - -- ь.- р(н:,:„..,;)дз)-5th - - --.- р (n:,: „..,;) dz)
. . N . . . N.
Ф(,,,„Х)(з),.ои,..,,вч.: (4)F (,,, „Х) (з),. Ои, .. ,, вч .: (4)
Цифровой фильтр работает следующим образом.The digital filter works as follows.
33
Перед началом вычислени очередного 11 -го выходного отсчета в пер- BbDf регистр сдвига 1,1 под управленем импульсов записи, показанных на фиг. Зе, вводитс очередна выборка входного сигнала Х. Импульс записи новых операндов (фиг. Зе) формируетс на четвертом выходе 20 блока 11 управлени путем пропускани импульса с тактового входа 15 через третий элемент И 25 в том случае, если счетчик 26 циклов, отсчитав В циклов, вырабатывает сигнал открывани третьего элемента И 25. Импульс с четвертого выхода 20 блока управлни подаетс на управл ющие входы параллельной записи первого регистра сдвига 1.1. Этот же импульс .с задержкой 1) (Т/2бо Т), где Т период тактовых импульсов (фиг. За), осуществл емой на элементе 27 задержки , обнул ет счетчик 26. циклов , подготавлива его к счету циклов при вычислении очередного п-го выходного отсчета. Теперь в N регистрах сдвига 1.1-1.N наход тс операнды Z,,Z2,...,Zf,, которые дл рассматриваемого нерекурсивного цифрового фильтра представл ют собой N последних отсчетов входного сигнала Х„ ,Х..,,. .. ,Х,.„.,.Before starting the calculation of the next 11th output countdown in the first BbDf shift register 1.1 under the control of the write pulses shown in FIG. Ze, a regular sampling of the input signal X is input. A pulse of recording new operands (Fig. Ze) is formed at the fourth output 20 of control unit 11 by passing a pulse from clock input 15 through the third element 25 at the counter 26 cycles counting B cycles , generates a signal to open the third element AND 25. The pulse from the fourth output 20 of the control unit is fed to the control inputs of the parallel recording of the first shift register 1.1. The same impulse with a delay of 1) (T / 2bo T), where T, the period of clock pulses (Fig. 3a), carried out on delay element 27, flushes the counter of 26 cycles, preparing it for counting cycles when calculating the next n- th day off counting. Now in the N shift registers 1.1-1.N there are operands Z ,, Z2, ..., Zf, which for the considered non-recursive digital filter are the N last counts of the input signal Xn, Xn ,, ,,. .., X,. „.,.
Период вычислени одного выходного отсчета У(п) по алгоритмам (3) и (4) в предлагаемом цифровом фильтре состоит из В циклов, границы которых показаны на фиг. Зе пунктирными вертикальными лини ми.The calculation period of one output sample Y (p) according to the algorithms (3) and (4) in the proposed digital filter consists of B cycles, the boundaries of which are shown in FIG. Ze dashed vertical lines.
В начале каждого из Б циклов RS -триггер 21 находитс в нулевом состо нии (временна диаграмма на фиг. 36. Окончание очередного цикла происходит тогда, когда на всех входах, а следовательно, и на выходе элемента ИЛИ 8 присутствует нулевой потенциал, который обнул ет RS -триггер 21. В этом случае тактовые импульсы (фиг. За) с входа 15 проход т через второй элемент И 24 на третий выход 19 блока П (временна диаграмма на фиг. Зе). По переднему фронту этих импульсов в каждом очередном j-м (,1 ,...,,В-1 ) цикле осуществл етс сдвиг вправо на один разр д содержимого выходного регистра 7. Таким образом в соответствии с формулой (3) выполн етс умножение на 2 суммы, накопленной в результате обработки предьщущих (сAt the beginning of each of the B cycles, the RS-trigger 21 is in the zero state (timing diagram in Fig. 36. The end of the next cycle occurs when there is a zero potential at all inputs, and therefore at the output of the OR 8 element, which zeroes RS-trigger 21. In this case, the clock pulses (Fig. Za) from input 15 pass through the second element I 24 to the third output 19 of block II (time diagram in Fig. Ze). On the leading edge of these pulses in each successive j- m (, 1, ... ,, In-1) the cycle is shifted to the right by one bit of content in output register 7. Thus, in accordance with formula (3), multiplication by 2 of the sum accumulated as a result of processing the previous ones (with
05152Л05152Л
номерами меньше j)разр дов операндов . Импульсы с третьего выхода 19 блока управлени подаютс также на счетный вход счетчика 26 циклов, 5 который вырабатывает сигнал конца обработки очередной выборки после отсчета циклов В, открьша третий элемент И 25. Этими же (фиг. Зе) импульсами осуществл етс сдвигnumbers less than j) bits of the operands. The pulses from the third output 19 of the control unit are also fed to the counting input of the counter of 26 cycles, 5 which generates a signal for the end of processing the next sample after counting the cycles B, opening the third element I 25. These same (Fig. Ze) pulses shift
to на один разр д вправо операндов, хран щихс в регистрах сдвига 1.1- 1.N и фиксаци очередного (j-ro) среза операндов z| ,z,. .. ,Z}, в N- разр дном регистре 2 среза. Зафик15 с.ированный в регистре 2 срез анализируетс N входовым элементом ИЛИ 8. При этом возможны две ситуации .to one bit to the right of the operands stored in the shift registers 1.1-1. N and fixing the next (j-ro) slice of the operands z | , z ,. .., Z}, in the N-bit register of the second slice. The slice fixed in register 2 is analyzed by the N input element OR 8. In this case, two situations are possible.
1. Все-разр ды в регистре сре20 за 2 имеют нулевые значени . Тогда на выходе элемента ШШ 8 присутствует нулевой уровень, R5 -триггер 21 остаетс в нулевом состо нии, первый элемент И 23 закрыт, второй1. All bits in the cp20 register for 2 have zero values. Then, at the output of the SHSh 8 element, there is a zero level, R5-trigger 21 remains in the zero state, the first And 23 element is closed, the second
25 элемент И 24 открыт. В этом случае тактовый импульс (синхроимпульс) не проходит через первый элемент И 23 . на второй выход 18 блока 11, поэтому информаци с шифратора 3 в регистрах адреса 4 и кода 9 не фиксируетс . Блок 5 пам ти и сумматор- вычитатель 6 неактивизированы, так как на первом выходе 17 блока 11 (пр мой выход RS-триггера)-нулевой уровень. Никаких арифметических25 element and 24 is open. In this case, the clock pulse (sync pulse) does not pass through the first element And 23. to the second output 18 of block 11, therefore the information from the encoder 3 in the registers of address 4 and code 9 is not recorded. Memory block 5 and adder-subtractor 6 are not activated, since the first output 17 of block 11 (direct output of the RS flip-flop) is zero. No arithmetic
- операций цифровой фильтр в этой ситуации не выполн ет. Очередной тактовый импульс снова проходит через второй элемент И 24 на третий выход 19 блока 11 и, как описано вы те, выполн етс следующий (j+1)-й цикл фиксации и анализа среза.- the digital filter does not perform operations in this situation. The next clock pulse passes through the second element 24 again to the third output 19 of block 11 and, as described above, the next (j + 1) -th cycle of fixation and analysis of the slice is performed.
II. Если при выполнении j -го цикла хот бы один из триггеров 1.1.- 1.N регистра 2 среза находитс вIi. If during the jth cycle at least one of the triggers 1.1. - 1.N of the register 2 slice is in
единичном состо нии, то на выходеМ входового элемента ИЛИ 8 по вл етс единичный уровень и RS-триггер устанавливаетс в единичное состо ние , запреща прохождение тактовых state, then a single level appears at the output of the input element OR 8 and the RS flip-flop is set to one, prohibiting the passage of clock
50 импульсов через второй элемент И 24 и пропуска их через первый элемент И 23 (временные диаграммы на фиг.Зд).50 pulses through the second element And 24 and passes them through the first element And 23 (timing diagrams in fig.Zd).
При этом в течение каждого следующего из Р периодов тактовых им55 пульсов код с выхода регистра 2 среза поступает в шифратор 3, на выходе которого формируетс L-разр дный код () номера старшего (в вы30At the same time, during each next P period of clock pulses, 55 pulses, the code from the output of register 2 of the cutoff enters the encoder 3, at the output of which the L-bit code () of the highest number is generated (in
полн емом такте) значащего разр да среза операндов 7: (i - пор дковый номер разр да, его приоритет), имеющего ненулевое значение. Разр ды в регистре среза пронумерованы, например , снизу вверх и принимают значени , 2,.. . . ,N.full cycle) a significant bit of the slice of the operands 7: (i is the sequence number of the bit, its priority) having a nonzero value. The bits in the slice register are numbered, for example, from bottom to top and take the value, 2, .... . N
Код старшего ненулевого разр да по переднему фронту тактовых импульсов , поступающих с выхода первого элемента И 23, фиксируетс в регистрах- 9 кода и 4 адреса. При этом сигналом с пр мого выхода RS-триггера 21 (временна диаграмма на фиг. Зб) активизируютс блок 5 пам ти и сумма- тор-вычитатель 6. Из чейки блока 5 пам ти, адрес которой соответствует коду старшего единичного разр да среза Z. , .считываетс весовой коэффициент а , который в сумматоре-вычи- тателе 6 складываетс с ранее накопленной суммой, хранимой в выходном регистре 7 (сдвиг в выходном регистре после арифметической операции не- выполн етс ). Таким образом,осуществл етс операци вычислени Ф(j) по формуле (4) и одновременное сложение ее с полученной в предыдущих циклах частичной суммой (3) путем сложени (без сдвига) считываемой из пам ти величины а, с со- держимь м выходного регистра 7.The code of the highest non-zero bit on the leading edge of the clock pulses, coming from the output of the first element And 23, is recorded in registers - 9 codes and 4 addresses. In this case, the signal from the direct output of the RS flip-flop 21 (timing diagram in Fig. 3B) activates memory block 5 and subtractor-subtractor 6. From the cell of memory block 5, the address of which corresponds to the high-order single-bit code of slice Z. The weighting factor a is calculated, which in the adder-calculator 6 is added to the previously accumulated amount stored in the output register 7 (the shift in the output register after the arithmetic operation is not performed). Thus, the operation of calculating Φ (j) by the formula (4) and its simultaneous addition with the partial sum obtained in the previous cycles (3) by adding (without shifting) the value of a, read from the memory, with the output register 7
В течение этого же такта зафиксированный в регистре кода 9 приоритетный код разр да Z. декодируетс в дешифраторе 10, активизированный выход которого обнул ет i -и триггер 12,1 в регистре 2 среза. Теперь N-входовой элемент ИЛИ 8 и шифратор 3 анализируют новый- код на выходе регистра 2 среза и снова возможны две ситуации: 1 на выходе элемента ИЛИ 8 находитс нулевое значение и цикл обработки среза заканчиваетс ; 2) хот бы один триггер (из числа имеющих приоритет меньше i в регистре 2 среза находитс в единичном состо нии. В последнем случае описанна вьщ1е обработка нового старшего ненулевого разр да повторитс . Так происходит до тех пор, пока все разр ды регистра 2 срезаDuring the same clock cycle, the priority code of the bit Z recorded in the register of code 9 is decoded in the decoder 10, the activated output of which zeroed i -and trigger 12.1 in the register 2 of the slice. Now the N-input element OR 8 and the encoder 3 analyze the new code at the output of the register 2 slice and again two situations are possible: 1 the output of the element OR 8 is zero and the slice processing cycle ends; 2) at least one trigger (from among those with priority less than i in register 2, the slice is in a single state. In the latter case, the described processing of the new higher nonzero bit repeats. This happens until all bits of register 2 are slice
10ten
1515
2020
2525
1205152612051526
не примут нулевое значение. На этом цикл обработки среза заканчиваетс , на выходе N-входового элемента 1ИЛИ 8 возникает нулевой уровень, КЗ- Триггер 21 переключаетс в нулевое состо ние, осуществл етс очередной сдвиг в выходном регистре 7 и регистрах сдвига 1.1-1.N и новый (j+1)-й срез фиксируетс в регистре 2 среза - начинаетс новый (+1)-й цикл. После выполнени В циклов обработки среза ввод тс и вьщаютс из цифрового фильтра новые отсчеты и о бработка новыхwill not accept a zero value. At this, the slice processing cycle ends, the zero level appears at the output of the N-input element 1 OR 8, the short-switch trigger 21 switches to the zero state, the next shift in the output register 7 and the shift registers 1.1-1.N and the new one (j + 1) -th slice is fixed in register 2 of the slice - a new (+1) -th cycle begins. After execution In the slice processing cycles, new readings and processing of new samples are entered and extracted from the digital filter.
выборок повтор етс . Ithe samples are repeated. I
Рекурсивный фильтр отличаетс от нерекурсивного только тем, что дл рекуртгивных фильтров N регистров сдвига 1,1-l.N разбиты на две группы из V и R () последовательно соединенных регистров. Параллельный (т-разр дный) вход первого регистра из второй группы R.1 подключен к второй m-разр дной группе выходов выходного регистра 7, котора вл етс выходом фильтра 14. Управл ющие входы параллельной .записи первых регистров из первой и второй групп V.I и R.1 объединены и соединены с четвертым выходом 20 блока управлени .A recursive filter differs from a non-recursive filter only in that for recursive filters, the N shift codes 1,1-l.N are divided into two groups of V and R () serially connected registers. The parallel (t-bit) input of the first register from the second group of R.1 is connected to the second m-bit group of the outputs of the output register 7, which is the output of the filter 14. The control inputs of the parallel recording of the first registers of the first and second groups VI and R.1 are combined and connected to the fourth output 20 of the control unit.
Перед началом вычислени очередного -го выходного отсчета под управлением импульсов (фиг. Зе) в первый регистр сдвига первой группы V . 1 параллельным кодом записью а- етс очередна входна выборка Х, а в первый регистр сдвига второй группь R . 1 - предыдущий выходной отсчет Y,, поступающий с выхода цифрового фильтра. В N регистрах сдвига наход тс операнды ,..., Z которые представл ют собой V последних отсчетов входного сигнала Х„,Х, ,. . . ,Х,.у. , хранимых в регистрах первой группы , и R последних отсчетов выходного сигнала Y ,Y,. .. jY.gv. хранимых в регистрах второй группы. Далее процесс обработки операндов Z,Z2,..., Z| осуществл етс как описано вьш1е.Before starting the calculation of the next output sample under the control of pulses (Fig. Ze) in the first shift register of the first group V. 1 by a parallel code entry — the next input sample is X, and in the first shift register of the second group R. 1 - the previous output count Y, coming from the output of the digital filter. In the N shift registers there are operands, ..., Z which represent the V last samples of the input signal Xn, X,,. . . , X, y , stored in the registers of the first group, and R of the last samples of the output signal Y, Y ,. .. jY.gv. stored in registers of the second group. Next, the processing of operands Z, Z2, ..., Z | performed as described above.
30thirty
3535
4040
4545
5050
2020
Редактор Л.Пчелинска Editor L. Pchelinska
Составитель В.ЗининCompiled by V.Zinin
Техред О.Ващишина Корректор Г.РешетникTehred O. Vashchishin Proofreader G. Reshetnik
Заказ 8536/51Тираж 709ПодписноеOrder 8536/51 Circulation 709Subscription
ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee
по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д, 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., d, 4/5
Филиал ГПП1 Патент, г. Ужгород, ул. Проектна , 4Branch GPP1 Patent, Uzhgorod, st. Project, 4
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU843760171A SU1205152A1 (en) | 1984-07-05 | 1984-07-05 | Digital filter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU843760171A SU1205152A1 (en) | 1984-07-05 | 1984-07-05 | Digital filter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1205152A1 true SU1205152A1 (en) | 1986-01-15 |
Family
ID=21126507
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU843760171A SU1205152A1 (en) | 1984-07-05 | 1984-07-05 | Digital filter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1205152A1 (en) |
-
1984
- 1984-07-05 SU SU843760171A patent/SU1205152A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент US № 3993890, кл. G 06 F 15/20, опублик. 1976. Патент US № 3777130, кл. G 06 F 1/02, опублик. 1974. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SU1205152A1 (en) | Digital filter | |
SU1387016A1 (en) | Digital filter | |
SU760088A1 (en) | Device for comparing numbers with two thresholds | |
SU877787A1 (en) | Programme-controlled digital filter | |
SU1205299A1 (en) | Pulse repetition frequency divider with variable fractional countdown | |
SU1509957A1 (en) | Device for selecting indicators of object images | |
SU1730718A1 (en) | Digital filter | |
SU1307587A1 (en) | Frequency divider with variable countdown | |
SU1226485A1 (en) | Device for implementing discrete fourier transform in radio engineering systems | |
SU1547057A2 (en) | Frequency divider with variable division ratio | |
SU1218454A1 (en) | Digital filter | |
SU1332519A1 (en) | Digital nonrecursive filter | |
SU1569957A1 (en) | Digital filter | |
SU1591010A1 (en) | Digital integrator | |
SU1136149A1 (en) | Device for determining difference of two numbers | |
SU1566366A1 (en) | Device for solving linear algebraic equation systems | |
SU913373A1 (en) | Multipier of repetition frequency of periodic pulses | |
RU1815796C (en) | Digital balanced filter | |
SU694867A1 (en) | Device for the digital averaging of binary -coded signals | |
SU1215162A1 (en) | Digital sinusoidal signal generator | |
SU1411946A1 (en) | Device for selecting the last pulse in a series | |
JP2750437B2 (en) | Programmable frequency identification circuit | |
SU1363232A1 (en) | Device for exhaustive search of combinations,arrangements and rearrangements | |
SU1674107A1 (en) | Device to determine local extreme | |
SU758166A1 (en) | Digital filter |