SU1327281A1 - Цифровой фильтр - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радиотехнике и обеспечивает быстродействие . Фильтр содержит входной блок 1 .пам ти, состо щий из п регистров 2 сдвига, блок 3 сравнени , п мультиплексоров 4, п дополнительных бло- ков 5 пам ти, п эл-тов И 6, накапливающий сумматор 7, перемножитель 8, блок 9 формировани  тактовых импульсов и блок 10 пам ти коэф. За счет параллельного определени  пор дковых статистик отсчетов входного сигнала с использованием блока 3 и блоков 5 данный фильтр обладает высоким быстродействием . 1 з.п. ф-лы, 2 ил. Влод KOdunpat- дени  ГГ Я1 О) 00 ю ю 00

Description

1

Изобретение относитс  к радиотехнике и может быть использовано в системах цифровой обработки информации.

Цель изобретени  - повышение быстродействи .

На фиг. приведена структурна  электрическа  схема цифрового фильтра; на фиг.2 - структурна  электрическа  схема блока сравнени , дл  цифрового фильтра 4-го пор дка,

Цифровой фильтр содержит входной блок 1 пам ти, состо щий из п регистров 2 сдвига, блок 3 сравнени , п мультиплексоров 4, п дополнительных блоков пам ти, п элементов И б, накапливающий сумматор 7, выходной, выполненный в виде посто нного, перем- ,ножитель 8, блок 9 формировани  тактовых импульсов и блок 10 пам ти коэффициентов .

Блок 3 сравнени  содержит п-1 компараторов 11 и п-2 групп элементов 1 задержки, элементы 13 задержки.

Цифровой фильтр работает следующим образом.

Цифровой фильтр осуществл ет ранговую фильтрацию входного сигнала в цифровой форме по cлeдi oщeмy уравнению:

и

Y (xt,n, , . . . ,XK),

ill

где R(x.p ,.. .,х,)-1- -пор дкова  (рангова ) статистика п текущих отсчетов входного сигнала х.,, 5...,Х Y - значение k-ro отсчета на выходе фильтра; d - весовой коэффициент, имеющий значение О или 1; ,6- коэффициент усилени , В случае, когда /з

.- .1, а остальные весовые

коэффициенты равны О, то осуществл - етс  медианна  фильтраци  сигнала, котора   вл етс  очень эффективной дл  сгла кивани  импульсного Diywa, Медиана  вл етс  пор дковой статистикой с номером (п+1)/2 при нечетном п. Если положить о(1, V ,пи , то получим обычньм сглаживающий фильтр, реализующий операцию скольз щего усреднени ,

Перед началом работы цифрового фильтра в п-разр дный блок 10 пам ти коэффициентов (регистр) записываютс  значени  п весовых коэффициентов ei; цифрового фильтра, причем содержимое i.-ro разр да равно значению о/; Перемножитель 8, который реализован в

виде посто нного запоминающего устройства , (ПЗУ), адресный вход кото- , рого  вл етс  информационным входом перемНолштел  8, программируетс  таким образом, чтобы в нем были записаны все возможные произведени  кода входного числа ta заданный коэффициент усилени  /} ,

0 Отсчеты входного сигнала последовательно поступают на информационный вход цифрового фильтра, который одновременно  вл етс  параллельным входом первого сдвигового регистра 2,1

15 входного блока 1 пам ти, С поступлением каждого нового отсчета на вход цифрового фильтра, на вход управлени  цифрового фильтра подаетс  импульс , с помощью которого происходит

Q запись этого отсчета в первый регистр 2.1 сдвига и сброс накапливающего сумматора 7 в исходное состо ние, В nm-разр дных регистрах 2 сдвига,где m - количество разр дов одного от25 счета сигнала, вначале каждого цикла работы цифрового фильтра временно хран тс  коды последовательных отсчетов сигнала Xj, ,, . , ,х,. С параллельных входов регистров 2 сдвига коды

0 отсчетов сигнала поступают параллельно на п входов блока 3 сравнени . В блоке 3 сравнени  посредством п-1 компараторов 11 реализуетс  сравнение текущего k-ro отсчета входного сигнаУ ла с п-1 предьщущими его отсчетами, С помощью (п-2)-х групп 12 элементов задержки осуществл етс  последовательна  задержка результатов сравнени  текущего отсчета сигнала с п-1 его

0 предыдущими отсчетами. Таким образом, за счет использовани  п-1 компараторов 11 и (п-2)-х групп 12 элементов задержки в блоке 3 сравнени  рекур- сивно вычисл ютс  результаты всех

g возможных попарных сравнений п последовательных отсчетов -сигнала, об- щее число которых равно п(п-1)/2. Выходные сигналы компараторов 11 и групп I2 элементов задержки в каж-Q дом цикле работы цифрового фильтра поступают на адресные входы п блока 5, Все п блоки 5 запрограммированы- таким образом, что i-й блок 5,1 совместно с блоком 3 сравнени  определ g ет номер «того отсчета из последовательных отсчетов, который  вл етс 

- -,. п п/

1-й пор дковой статистикой R;(x ,

,...,Xj). Например, на выходе первого блока 5.1 по вл етс  двоичный

1327281

код номера максимального отсчета сиг-(где п - пор док фильтра) последова- нала из п отсчетов Х|, ., , ,х . Пустьтельно соединенных регистров сдвига, п 4, фиг.2, а к..  вл етс  макси-первый элемент И, блок пам ти коэф- мальным отсчетом из четырех после- фициентов, последовательно соединен- довательных отсчетов. Тогда на - ные накапливающий сумматор и выходной ;вькоде компараторов 11 бу-перемножитель, блок формировани  так- дет сигнал 1, а на выходах трех эле- вых импульсов, тактовый выход кото- ментов 13 задержки будут сигналы,рого соединен с входами управлени  соответствующие результатам попарно- регистров сдвига входного блока па- го сравнени  трех отсчетов х. t-jм ти, причем входы установки первого и х., . В каждом такте работы цифро-регистра сдвига и накапливающего сум- вого фильтра импульс с тактового вы-матора объединены между собой и  вл - хода блока 9 формировани  тактовых„ с  входом управлени  цифрового импульсов поступает на вход установ- фильтра, отличающийс  тем, ки регистров 2 сдвига. Таким образом, целью повышени  быстродействи , в J-M такте каждого цикла работы циф-введены блок сравнени , входы которо- рового фильтра на выходе 1-го муль- подключены к параллельным выходам типлексора 4.1 по вл етс  j-й разр д регистров сдвига входного блока па- 1-й пор дковой статистики (,20 м ти соответственно, п дополнительных ,...,Xj), который поступает на вто- блоков пам ти, входы которых соедине- рой вход 1-го элемента И 6.1. На пер-„ i с выходами блока сравнени , п вый вход 1-го элемента И 6.i посту-мультиплексоров, информационные вхо- пает значение коэффициента с, . Коды каждого из которых подключены к произведени  всех пор дковых статис-25 последовательным выходам п регистров тик на соответствующие весовые коэф-сдвига входного блока пам ти, а вхо- фициенты поразр дно-параллельно пос-д управлени  соединены с выходами тупают на п входы накапливающего сум-. соответствующих дополнительных блоков матора 7. Накапливающий сумматор 7пам ти, п-1 элементов И, выходы ко- реализует операцию суммировани  п .30 торых и выход первого элемента И под- двоичных чисел, которые поразр дноключены к входам накапливающего сум- подаютс  на.его входы. Перед началомматора, первые входы i-x (где ,п) суммировани  накапливающий сумматорэлементов И соединены с выходами i-x 7 сбрасываетс .разр дов блока пам ти коэффициентов,

После m тактов, т.е. в конце каж-а вторые входы i-x элементов И под- дого цикла на выходе накапливающегоключены к выходам i-x мультиплексо- . сумматора 7 формируетс  код взвешен-ров, вход синхронизации накапливаю-, ной суммы всех пор дковых статистикщего сумматора соединен с тактовым входного сигнала. На выходе перемно-выходом блока формировани  тактовых жител  8 в каждом цикле работы., цифро- импульсов, выход управлени  которого вого фильтра формируетс  результатподключен к входам синхронизации до- умножени  на коэффициент /) выходногополнительных блоков пам ти и к второ- кода накапливающего сумматора 7. Та-„у входу перемножител , вьтолненного КИМ образом, в конце каждого цикла виде посто нного запоминающего уст- работы цифрового фильтра на его выходройства.

. поступает код отсчета результата ран-2. Фильтр поп.1,отличаюговой фильтрации входного сигнала.щ и и с   тем, что блок сравнени 

За счет параллельного определени содержит п-1 компараторов, первые

.пор дковых статистик отсчетов вход-вхоцы которых объединены и  вл ютс 

кого сигнала с использованием блока первым входом блока сравнени , а

3 сравнени  и дополнительных блоковвторые входы п-1 компараторов  вл 5 посто нной пам ти предлагаемый циф- остальными п-1 соответствующими

ровой фильтр обладает высоким быстро-входами блока сравнени  и, п-2 групп

действием..элементов задержки, причем j-  (где

55 ) группа элементов задержки соФормула изобретени стоит из j элемент ов задержки, выходы

первых k (где , п-3) элементов за1 . Цифровой фильтр, содержащирйдержки (k+l)-й группы элементов завходной блок пам ти, состо щий из пдержки подключены к вхо.дам соответст513272816

вующих элементов задержки k-й группы, выходы всех компараторов и элементов а входы элементов задержки (п-2)-й задержки всех- групп элементов задерж- группы элементов задержки соединены с ки  вл ютс  п (п--1)/2 выходами блока выходами п-2 компараторов, при этом сравнени .

Claims (2)

Формула изобретения

1. Цифровой фильтр, содержащей входной блок памяти, состоящий из η

- порядок фильтра) последовасоединенных регистров сдвига, элемент И, блок памяти коэф10 η-l элементов И, выходы ковыход первого элемента И подк входам накапливающего сум30 (где η тельно первый фициентов, последовательно соединенные накапливающий сумматор и выходной перемножитель, блок формирования тактовых импульсов, тактовый выход которого соединен с входами управления η регистров сдвига входного блока памяти, причем входы установки первого регистра сдвига и накапливающего сумматора объединены между собой и являются входом управления цифрового фильтра, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, введены блок сравнения, входы которого подключены к параллельным выходам η регистров сдвига входного блока па20 _;мяти соответственно, η дополнительных блоков памяти, входы которых соединены с выходами блока сравнения, η мультиплексоров, информационные входы каждого из которых подключены к последовательным выходам η регистров сдвига входного блока памяти, а входы управления соединены с выходами соответствующих дополнительных блоков памяти, торых и ключены . . _ матора, первые входы ί-χ (где i=l,n) элементов И соединены с выходами i-x разрядов блока памяти коэффициентов, а вторые входы i-x элементов И подключены к выходам i-x мультиплексо- ров, вход синхронизации накапливаю-, щего сумматора соединен с тактовым выходом блока формирования тактовых импульсов, выход управления которого подключен к входам синхронизации дополнительных блоков памяти и к второму входу перемножителя, выполненного в виде постоянного запоминающего устройства.

2. Фильтр поп.1, отличающийся тем, что блок сравнения содержит η-1 компараторов, первые входы которых объединены и являются первым входом блока сравнения, а вторые входы η-l компараторов являются остальными η-l соответствующими входами блока сравнения и, п-2 групп элементов задержки, причем j-я (где j=l,п~2) группа элементов задержки состоит из j элементов задержки, выходы первых к (где к=1, п-3) элементов задержки (к+1)-й группы элементов за-, держки подключены к входам соответст35 вующих элементов задержки k-й группы, а входы элементов задержки (п-2)-й группы элементов задержки соединены с выходами п-2 компараторов, при этом выходы всех компараторов и элементов задержки всех групп элементов задержки являются η (п-1)/2 выходами блока сравнения.