SU1327280A1 - Цифровой фильтр - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к цифровой вычислительной технике. Цель изобретени  - повышение точности цифрового фильтра. Цифровой фильтр содержит блоки пам ти 1,2,15 и 16, блоки умножени  3,4, 17-20, блоки элементов И 5,6,11,12,21-25, блоки элементов ИЛИ 7,8 и 27, накапливающего сумматоры (НС) 9,10,13,14 и 26 и блок управлени  (БУ) 28. В устройстве осуществл етс  вычисление осчетов выходного сигнала в каждом из циклов, которое производитс  по тактам в соответствии с тактовыми командами, вырабатываемыми БУ 28. Затем производитс  формирование переменных сигналов путем сложени  этих отсчетов, причем операци м сложени  должны предшествовать операции инвертировани  знаков содержимых регистров введенных НС 13, 14 и 26. Цель достигаетс  за счет уменьшени  ошибок округлени  цифрового фильтра без повышени  разр дности его элементов. 2 ил. с S С Ф1/г.г -00

Description

1132

{ТэсГбретение относитс  к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в устройствах цифровой обработки сигналов.

Цель изобретени  - повышение точности цифрового фильтра за счет уменьшени  ошибок округлени  без повьше- ни  разр дности элементов цифрового фильтра.

На фиг, 1 представлена структурна  электрическа  схема цифрового фильтра; на фиг. 2 - то же, блока управлени .

Цифровой фильтр содержит первый и второй каналы, состо щие из первого блока 1(2) пам ти, первого блока ,3(4) умножени , первого блока 5(6)

(signc)(|ot|-I)YjKyjK IX K-l + (signc)()Y2rKX K-l 2x K-ll+ (signo)xrK-2 ;

Yi K-I yjK-l +(signo)Y, .

+ (sign )Yj K-21;

,

реализующей передаточную aiZ

H(Z)

+a,Z-2

1+b +biZ

b - параметры передаточной функции;

a + d a-, .

(3)

у + ()Y K-ijyj CK Ix K-J + (oi-l) хГк-1 2х К-1 +Х К-21 ; Yi K-l yJk-l +Y, Y2CK- yjK-l Y2 K-2 ;

.

Работа цифрового фильтра при с( О заключаетс  в следующем. Вычис ле,ние отсчетов выходного сигнала в каждом из циклов производитс  по тактам в соответствии с тактовыми командами 1-5, вырабатываемыми блоком 28 управлени . До начала вычислительного процесса в первый 12, втор.ой 15 и третий 16 блоки пам ти записываютс  .соответствующие значени  коэффициен02

элементов И, первого блока 7(8) элементов И.ПИ, первого накапливающего сумматора 9(10), второго блока 11(12)

элементов И и второго накапливающего сумматора 13(14), второй блок 15 ра- м ти, третий блок 16 пам ти, ; второй 17, третий 18, четвертый 19 и п тый 20 блоки умножени , третий 21, четвертый 22, п тый 23, шестой 24 и седьмой 25 блоки элементов И, третий накапливающий сумматор 26, второй блок 27 элементов ИЛИ и блок 28 управлени , содержащий задающий

генератор 29, счетчик 30 импульсов, дешифратор 31.

Работа цифрового фильтра описы - ваетс  системой уравнений .

(1)

0

o( действительна  часть комплексно-сопр женных полюсов; /5 - мнима  часть комплексно-сопр женных полюсов ЦИФРОВОГО фильтра;

. U . и 2

(4)

5

--,

ft

°.

, I 2

При положительных значени х коэффициента система уравнений (1) принимает вид

(5)

тов Rj 1,,/;,; первые 9,10, вторые 13,14 и третий 26 накапливающие сумматоры устанавливаютс  в нулевое- состо ние.

В первом такте вычислительного цикла команда подаетс  на входы первых блоков 1 и 2 пам ти и первых блоков 5 и. 6 элементов И. При этом на входы первого блока 3 умножени  перого канала поступают значени  коэфициента R и отсчет сигнала , а с выхода первого блока 3 произвеение через первый блок 5 элементов И подаетс  на первый вход ервого блока 7 элементов ИЛИ и с выхода этого блока - на вход первого накапливающего сумматора 9, Аналогично на вход накапливающего сумматора 10 второго канала поступает сигнал произведени  .

Во втором такте вычислений разрешающа  команда 2 от блока 28 управени  подаетс  на вход второго блока 15 пам ти и третьего 21 и четвертого 22 блоков элементов И, По этой комане с выхода второго блока 15 пам ти а входы второго и третьего 18 блоов умножени  подаетс  значение ко- эффициента () . Одновременно на второй вход второго блока 17 умножеи  с выхода второго накапливающего сумматора 13 поступает сигнал Гк-1, а на второй вход третьего блока 18 умножени  с выхода второго накапливающего сумматора 14 - сигнал , С выходов второго 17 и третьего 18 блоков умножени  сигналы произведений (o/-l)Y К-1 и (с/-1) через третий 21 и четвертый

22блоки элементов И и первые блоки 7,8 элементов ИЛИ соответственно подаютс  на входы первых накапливающих сумматоров 9,10, где складываютс  с

записанными в первом такте значени ми произведений и 1ХСк-1.

В третьем такте, выполн емом по команде 3 блока 28 управлени , разрешающие команды подаютс  на входы третьего блока 16 пам ти и п того

23и шестого 24 блоков элементов И, При этом с выхода третьего блока 16 пам ти на входы четвертого 19 и п того 20 блоков умножени  подаетс  код коэффициента . С выхода второго накапливающего сзгмматора 13 на второй вход четвертого блока 19 умножени  поступает отсчет сигнала , а

с выхода второго накапливающего сумматора 14 на вход п того блока 20 умножени  - отсчет сигнала Y. К-1 , Произведение /ь с выхода четвертого блока 19 умножени  через п тый блок 23 элементов И и первый блок 5 элементов ИЛИ подаетс  на вход первого накапливающего сумматора 10, а произведение с выхода п того блока 20 умножени  через шестой блок 24 элементов И и первый блок 7

0

5

5

0

5

0

5

0

5

элементов ИЛИ - на вход первого накапливающего сумматора 9.

В результате трех тактов вычислени  в регистрах первых накапливающих сумматоров 9,10 соответственно образуютс  сигналы сумм:

у, K RXfK-l + U-l)Y, K-lj- /jYj К-1 ; у K IXlK-l +() /jYjK-1 .

Кроме того, по команде 3, подаваемой на первые входы второго блока 27 элементов РШИ, отсчет входного сигнала через седьмой блок 25 элементов И поступает на вход третьего накапливающего сумматорй 26, где складываетс  с кодом сигнала .

В четвертом такте разрешающа  команда 4 подаетс  на входы вторых блоков 11, 12 элементов И. В этом такте отсчет выходного сигнала у к с выхода первого накапливающего сумматора 9 через второй блок 1I подаетс  на выход фильтра и на вход второго накапливающего сумматора 13, где образуетс  сумма Y ,Гк1+ +Y к- , от&чет сигнала с выхода первого накапливающего сумматора 10 через второй блок 12 поступает на вход второго накапливающего сумматора 14 и образует сумму yjKl .

В п том такте по команде 5 производитс  повторное сложение отсчета входного сигнала с содержимым регистра третьего накапливающего сумматора 26 и формируетс  сигнал , а также прбизво- дитс  установка в О первых накапливающих сумматоров 9,10,

Таким образом, в К-м цикле вычислений получаютс  значени  отсчетов выходного сигнала у К , определ ютс  и записываютс  значени  сигналов XtK, Y, к, YiTK, производ тс  в нулевое состо ние регистры первых накапливающих сумматоров 9, 10, т.е. в регистрах накапливающих сумматоров записываетс  вс  информаци , необходима  дл  вычислени  последующего отсчета выходного сигнала,

В следующем (К+1)-м цикле пор док работы цифрового фильтра повтор етс .

При о/ О работа предлагаемого цифрового фильтра описываетс  системой уравнений

1327280

у, (UI-l)Y, (1о(1-1)УДкХ К-1 2хГК-1 -хГК-2 ;

,,rK--2 ;

Y2rK-l y2rK-I -YjK-2 ;

y..

Из соотношений (6) следует, что при (У О формирование переменных , YTГК и YjTK производитс  путем сложени  отсчетов , и у к с инвертированными значени ми сигналов ХГК-П, и соответственно. Следовательно, в этом случае операци м сложени  должны предшествовйть операции инвертировани  зн-.ков содержимых регистров вто- рых 13,14 и третьего 26 накапливающих сумматоров,

Результирующа  ошибка округлени  цифрового фильтра описываетс  выражением

л2

Цифровой фильтр, содержащий два идентичных канала, из которых состоит из последовательно включенны первого блока пам ти, первого блока умножени , первого блока элементов И первого блока элементов ИЛИ, первого накапливающего сумматора и второг блока элементов И, второй блок пам ти , выход которого соединен через второй блок умножени  и третий блок элементов с вторым входом первого блока элементов ИЛИ первого канала, а через последовательно соединенные третий блок умножени  и четвертый блок элементов И - с вторым входом первого блока элементов ИЛИ второго канала, третий блок пам ти, выход которого соединен через последовательно соединенные четвертый блок ум ножени  и п тый блок элементов И с третьим входом первого блока элементов ИЛИ второго канала, а через последовательно соединенные п тый блок умножени  и шестой блок элементов И - с третьим входом первого.блока элементов ИЛИ первого канала, седь (6)

мой блок элементов И, первый вход которого  вл етс  входом цифрового фильтра, а второй вход соединен с выходом второго блока элементов ИЛИ, и блок управлени , первый выход которого соединен с входами первых блоком пам ти и вторыми входами первых блоков элементов И .обоих каналов, второй выход блока управлени  соединен с входом второго блока пам ти и вторыми входами третьего и четвертого блоков элементов И, третий выход соединен с входом третьего блока пам ти, первым входом второго блока элементов РШИ и вторыми входами п того и шестого блоков элементов И, четвертый выход соединен с вторыми входами вторых блоков элементов И обоих каналов, п тый выход соединен с вторым входом второго блока элементов ИЛИ и входами сброса первых накапливающих сумматоров обоих каналов, причем вторые входы первых блоков умножени  обоих каналов объединены, а выход второго блока элементов И первого канала  вл етс  выходом цифрового фильтра, о тли,чающийс  теМр что, с целью повьш1ени  точности введены в каждый канал второй накапливающий сумматор, вход которого соединен с выходом второго блока элементов И, выход второго накапливающего сумматора первого канала соединен с объединенными вторыми входами второго и четвертого блоков умножени , а выход второго накапливающего сумматора второго канала соединен с объединенными вторыми входами третьего и п того блоков умножени , и третий накапливающий сумматор, вход которого соединен с выходом седьмого блока . элементов И, выход соединен с вторым входом первого блока умножени , а вход сброса объединен с входами сброса вторых накапливающих сумматоров и соединен с шестьм выходом блока управлени  ,

фиг. г

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Цифровой фильтр, содержащий два идентичных канала, каждый из которых состоит из последовательно включенных первого блока памяти, первого блока умножения, первого блока элементов И, первого блока элементов ИЛИ, первого накапливающего сумматора и второго блока элементов И, второй блок памяти, выход которого соединен через второй блок умножения и третий блок элементов с вторым входом первого блока элементов ИЛИ первого канала, а через последовательно соединенные третий блок умножения и четвертый блок элементов И - с вторым входом первого блока элементов ИЛИ второго канала, третий блок памяти, выход которого соединен через последовательно соединенные четвертый блок умножения и пятый блок элементов И с третьим входом первого блока элементов ИЛИ второго канала, а через последовательно соединенные пятый блок умножения и шестой блок элементов И - с третьим входом первого.блока элементов ИЛИ первого канала, седьмой блок элементов И, первый вход которого является входом цифрового фильтра, а второй вход соединен с выходом второго блока элементов ИЛИ, 15 и блок управления, первый выход которого соединен с входами первых' блоком памяти и вторыми входами первых блоков элементов И обоих каналов, второй выход блока управления соеди20 нен с входом второго блока памяти й вторыми входами третьего и четвертого блоков элементов И, третий выход соединен с входом третьего блока памяти, первым входом второго блока 25 элементов ИЛИ и вторыми входами пятого и шестого блоков элементов И, четвертый выход соединен с вторыми входами вторых блоков элементов И обоих каналов, пятый выход соединен с вто30 рым входом второго блока элементов

   ИЛИ и входами сброса' первых накапливающих сумматоров обоих каналов, причем вторые входы первых блоков умножения обоих каналов объединены, а вы35 ход второго блока элементов И первого канала является выходом цифрового фильтра, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, введены в каждый канал второй накап40 ливающий сумматор, вход которого соединен с выходом второго блока элементов И, выход второго накапливающего сумматора первого канала соединен с объединенными вторыми входами второ45 го и четвертого блоков умножения, а выход второго накапливающего сумматора второго канала соединен с объединенными вторыми входами третьего и пятого блоков умножения, и третий 50 накапливающий сумматор, вход которого соединен с выходом седьмого блока . элементов И, выход соединен с вторым входом первого блока умножения, а вход сброса объединен с входами сбро55 са вторых накапливающих сумматоров и соединен с шестым выходом блока управления .

   фиг.г