SU1573532A1

SU1573532A1 - Рекурсивный цифровой фильтр

Info

Publication number: SU1573532A1
Application number: SU874336688A
Authority: SU
Inventors: Роман Выжиковски; Юрий Станиславович Каневский; Сергей Григорьевич Овраменко
Original assignee: Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции
Priority date: 1987-12-02
Filing date: 1987-12-02
Publication date: 1990-06-23

Abstract

Изобретение относитс к вычислительной технике. Цель изобретени - упрощение рекурсивного цифрового фильтра путем исключени K умножителей. Фильтр содержит входной сумматор 1, (K-1) регистров 3 первой группы, K умножителей 4, К сумматоров 5, K регистров 6 второй группы, K регистров 7 третьей группы, блок 9 синхронизации 9 имеет вход 2, выход 8, а также вход 10 управлени . Блок 9 синхронизации состоит из элементов ИЛИ 11 и 12, триггера 13, элементов И-НЕ 14 и 15 и генератора 16 тактовых импульсов. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

Description

При реализации процедуры рекурсив- нератора 16 через второй элемент ИЛИ

ной цифровой фильтрации устройство должно вычисл ть выражение вида:

y(n) i w(i)x(n-i+1) +

)y(Ј-i+i, (О

I

где cu(i), h(i) - коэффициенты импульсной характерис- . тики рекурсивного цифрового фильтра; x(i) - входные отсчеты; у(п) - выходные отсчеты; 2К - количество коэффициентов импульсной характеристики фильтра.

При подаче сигнала низкого уровн на вход 10 (фиг. 4в) входной сумматор 1 работает в режиме суммировани операндов , а блок 9 работает в первом режиме. В этом режиме на п том выходе блока 9 (фиг. 4г) в 1,3,5... тактах работы фильтра устанавливаетс сигнал высокого уровн , При этом на втором выходе (фиг, 4б).в этих тактах по вл ютс синхроимпульсы. На четвертом , выходе (фиг. 4д) блока 9 сигнал высокого уровн устанавливаетс во 2, 4, 6,,.. тактах работы фильтра.

35

40

45

50

55

12 и второй элемент И-НЕ 14 на третий выход блока 9 (фиг. 4е).

Во втором режиме работы блока 9, задающемс подачей сигнала высокого уровн t на его вход управлени , на п том выходе блока 9 устанавливаетс сигнал низкого уровн , на четвертом выходе - сигнал высокого уровн , а на втором и третьем выходах в каждом такте по вл ютс синхроимпульсы. На первый выход блока 9 (фиг. 4а) в первом и во втором режимах работы с второго выхода генератора J6 в каждом такте поступает синхроимпульс.

Регистры 6.1 и 7.1 второй и третьей групп имеют входы управлени выходом. При подаче сигнала низкого уровн на вход управлени такого регистра на его выходе устанавливаетс высокоимпедансное состо ние, т.е. регистр отключен. Это позвол ет объедин ть выходы этих регистров.

В начале работы все регистры уста навливаютс в нулевое состо ние (цепи установки в нулевое состо ние не показаны). Каждые два такта работы фильтра на его второй вход подаетс новый отсчет, т.е. х(1) подаетс в

5

0

5

0

5

В начале работы все регистры устанавливаютс в нулевое состо ние (цепи установки в нулевое состо ние не показаны). Каждые два такта работы фильтра на его второй вход подаетс новый отсчет, т.е. х(1) подаетс в

первом и втором тактах. х(2) - в тре тьем и четвертом тактах, х(3) - в п том и шестом тактах и т.д. В ре- гистрах второй группы (j 1 , К), информаци мен етс в конце каждого нечетного такта, а в регистрах 7.J третьей группы - в конце каждого четного такта работы фильтра. В регистрах 3.1, 3.2, -.., 3 (К-1) первой группы информаци мен етс в каждом такте. На первый вход умножителей 4.1, 4.2,.„.,4.К в четных тактах поступают соответственно коэффициенты импульсной характеристики wO) h(3), о; (3), h(S), w(S), h(7), а в нечетких - h(2), to(2), h(L), co(L), h(6), to (6) соответственно.

При полньд отсчет на выходе 8 по вл етс в такте.

В первом и втором тактах на вход 2 поступает исходный отсчет х(1), который в первом такте суммируетс на входном сумматоре 1 с нулем, поступающим с выхода регистра 7.1, и результат суммировани поступает на второй вход умножител 4.1, а также на информационный вход первого регистра 3.1 первой группы, где фиксируетс в конце первого такта. В первом такте в умножителе 4.1 формируетс произведение х(1)ц(1), которое через сумматор 5.1 (так как на второй вход сумматора 5.1 с выхода регистра 6.2 поступает нулевой операнд) поступает на вход первого 6.1 регистра третьей группы. К началу второго такта в регистрах 3.1 и 6.1 наход тс операнды х(1) и х(1)и(1) соответственно, На выход 8 в первом такте поступает первый неполный выходной отсчет у(1) х()(о(1).

Во втором такте в умножител х 4.1 и 4.2 формируютс произведени x(l)h(2) и хО)си(2), первое из которых через сумматор 5,1 поступает на вход первого регистра 6.1 второй группы, а второе - на вход второго регистра 6.2 второй группы. К началу третьего такта на регистрах 3.) и 3.2 зафиксированы операнды х(1) и х(1) соответственно. На выходе входного сумматора 1 к третьем такте сформирована сумма х(2)+х(1 )h(2) A,.

В третьем такте в умножител х 4.1-4.3 формируютс произведени A.,tu(l), x(l)h(3) и x(l)w(3) соответственно . Произведение х(1)и(3) с вы- хода у ножител 4.3 через сумматор

73532

i

10

15

5,3 поступает на вход регистра 6.3. Па выходе регистра 7.3, который вклю-) чен в этом такте, установлен нуль. Произведение x (l)h(3) с выхода умножител 4.2 через сумматор 5.2 поступает на вход регистра 6.2. На выходе- регистра 7,2, который включен в этом такте, установлен операнд x(l)tu(2). Произведение А ьи(1), поступающее с выхода первого умножител 4.1, на сумматоре 5,I суммируетс с операндом x(l)ai(2), и результат поступает на вход регистра 6.1. В начале четвертого такта на выходе 8 устанавливаетс неполный выходной отсчет у(2) х(2)и/(1) + х(1)ш(2) + y(l)h(2) - A w(l) + x(l)w(2). К началу четвертого такта с регистров 3.1, 3,2, 6,2

20 и 6.3 выдаютс операнды A1f x(l), x(l)h(3) и x(l)w(3) соответственно. На второй вход первого умножител 4.1 в четвертом такте с выхода входного сумматора I поступает сумма

25 х(2) + x(l)h(2) А, . В четвертом такте в умножител х 4.1, 4,2 и 4,3 формируютс произведени А h ( 2 ) , Afw(2) и x(l)h(4) соответственно. Произведение А,си(2) с выхода умножител 4.3 через сумматор 5.3 поступает на вход регистра 7.3. На выходе регистра 6.3, который включен в этом такте, установлен операнд x(l)w(3). Произведение A,h(2), поступающее с выхода умножител 4.2, суммируетс

5 на сумматоре 5,2 с операндом x(l)cJ(3)t и результат поступает на вход регистр ра 7.2. Произведение (2), поступающее с выхода первого умножител

4.I, на сумматоре 5.I суммируетс с операндом xUJh(.j;, и результат поступает на вход регистра 7.1. В п том такте на выходе входного сумматора I сформирована сумма х(3) + x(l)h(3) +

30

40

+ Anh(2) 3.2, 7.2

Ч

а с регистров 3.1,

и 7.3 выдаютс соответственi . А,

но операнды А „ A,, x(l)W(3) + A(W(2)

и x(Oh(4).

В п том такте в умножител х 4.1- 4.3 формируютс произведени (1), A.jh(3) и А (лКЗ) соответственно. Произведение с выхода умножител 4.3 через сумматор 5.3.поступает на ин- формационный вход регистра 6,3. Про-, изведение А ы(3), поступающее с выхода умножител 4.2, суммируетс на сумматоре 5.2 с операндом x()h(4), и результат поступает на вход регистрй 6.2. Операнд, поступающий с вы- хОда регистра 7.2, на сумматоре 5.1 в данном такте суммируетс с произведением Azw(l), и результат суммировани поступает на информационный вход первого регистра 6.1 второй группы. В начале шестого такта на выходе 8 установлен новый неполный отсчет у(3) x(3)w(l) + х(2)о(2) + + fx(l)w(l) + y(2)h(2) + y(l)h(3) - A w(l) + A,w(2) + x(l)w(l).

К началу шестого такта с реглет- рфв 3.1, 3.2, 6,2 и 6.3 выдаютс операнды Af, А,, ) + x(l)h(4) HiA1w(3) соответственно. На второй вход первого умножител 4.I с выхода входного сумматора I в шестом такте поступает сумма А2,

В тестом такте в умножител х 4.1- 4 3 формируютс произведени A2h(2), Aiw(2) и A h(4) соответственно, Про- ийведение A1h(4) с выхода умножител 4;3 через сумматор 5.3 поступает на регистра 7.3, Произведение A(jW(2), поступающее с выхода умножит лр 4,2, суммируетс на сумматоре 5.2 с операндом AftJ(3), и результат сум- мИройани поступает на вход регистра 7.2. Произведение A2h(2), поступаю- щЈе с выхода первого умножител 4,1, ни сумматоре 5.1 суммируетс с операндом x(4)h(3), и результат поступает на вход регистра 7.1. В седьмом такте на выходе входного сумматора 1 сформирована сумма х(4) + A2h(2) + + Afh(3)-+ x(2)h(4) А3, ас регистров 3,1, 3,2, 7.2 и 7.3 выдаютс соответственно операнды А, А2, ) + А,и(3) и А ,11(4).

В седьмом такте в умножител х 4,1 4.3 формируютс произведени А3со(1), (3) и Аги(3) соответственно. Произведение (З) с выхода умножител 4.3 через сумматор 5.3 поступает на вход регистра 6.3, Произведение A4h(3), поступающее с выхода умножител 4,2, суммируетс на сумматоре 5.2 с операндом А Ј(4), и результат поступает на вход регистра 6,2. Произведение Ааьи(1) на сумматоре 5.1 суммируетс с операндом Ааш(2) + + A.j6o(3), и результат поступает на Информационный вход первого регистра 6,1 второй группы, В начале восьмого такта на выходе 8 установлен первый полный выходной отсчет у(4) - x(4)w(l) + х(3)ы(2) + x(2)u(3) + 4y(3)h(2) + y(2)h(3) + y(l)h(4)

5 o 0

5

Agw(l) Azw(l) + A,to(2) + AlW(3).

В каждом последующем четном такте работы фильтра на выход 8 выдаетс новый выходной отсчет.

Предлагаемый цифровой фильтр позвол ет реализовать два нерекурсивных цифровых фильтра дл одной входной последовательности. Этот режим задаетс подачей сигнала высокого уровн н вход 10 управлени . При этом входной сумматор 1 работает в режиме передачи операнда с первого информационного входа на выход, а блок 9 работает во втором режиме. На вход 2 входные отсчеты поступают в течение двух тактов. На первые входы умножителей 4.1, 4.2,...,4.К в нечет- ных тактах работы устройства поступают соответственно отсчеты ы (1), и/ (2), ы (3), u/ (4), w (5), U)(6), в четных тактах ц/ (05 w/(2), to(3), w(4), со(5), где u/(i, ш (i) - соответственно коэффициенты импульсной характеристики первого и второго фильтров. В четных тактах на выходе 8 выдаютс выходные отсчеты первого фильтра, а в нечетных - второго фильтра . Регистры 7,1, 6.2, 6.3,.,..6.К в этом режиме в работе не участвуют.

Claims

Формула изобретени

1. Рекурсивный цифровой фильтр, содержащий последовательно соединенные входной сумматор, первый вход которого вл етс входом рекурсивного цифрового фильтра, и К-1 регистров первой группы, К умножителей, первые входы которых вл ютс входами коэффициентов , второй вход 1-го умножител (, К), кроме К-го, соединен с входом 1-го регистра первой группы, а второй вход К-го умножител соеди- .нен с выходом (K-l)-ro регистра первой группы, К регистров второй группы , входы записи которых объединены, К регистров третьей группы, входы записи которых объединены, К сумматоров и блок синхронизации, причем первый вход 1-го сумматора соединен с выходом 1-го умножител , второй вход 1-го сумматора, кроме К-го, соединен с выходом (i+l)-ro регистра второй группы, второй вход К-го сумматора подключен к шине логического нул , выход 1-го сумматора, кроме первого, соединен с-входом 1-го ре- , гистра второй группы, выход первого

регистра второй группы вл етс выходом рекурсивного цифрового фильтра выход первого регистра третьей группы соединен с вторым входом входного сумматора, а первый выход блока синхронизации соединен с входами записи К регистров первой группы, отличающийс тем, что, с целью упрощени рекурсивного цифрового фильтра путем исключени К умножителей , вход и выход 1-го регистра третьей группы, кроме первого, соединены с входом и выходом 1-го регистра второй группы, вход первого регистра третьей группы соединен с выходом первого сумматора, а входы записи первых регистров второй и третьей групп соединены с вторым и третьим выходами блока синхронизации соответственно, четвертый и п тый выходы которого соединены с управл ющими входами регистров второй и третьей групп соответственно, кроме первых регистров этих групп, управл ющие входы которых подключены к шине единицы, причем вход блока синхронизации соединен с управл ющим

входом входного сумматора и вл етс входом управлени рекурсивного цифрового фильтра.

2. Фильтр пЬп.1,отличаю- щ и и с тем, что блок синхронизации содержит первый и второй элементы ИЛИ, первые входы которых вл ютс входом блока синхронизации, триггер , вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, генератор тактовых импульсов, первый выход которого соединен с тактовым входом триггера и вл етс первым выходом
5 блока синхронизации, и первый и второй элементы И-НЕ, первые входы которых соединены с вторым выходом генератора тактовых импульсов, а их вторые входы - с выходом второго

элемента ИЛИ и пр мым выходом триггера соответственно, инверсный выход которого -соединен с вторыми входами первого и второго элементов ИЛИ, причем выходы первого и второго элемен5 тов И-НЕ, а также пр мой и инверсный выходы триггера вл ютс вторым, третьим, четвертым и п тым выходами блока синхронизации соответственно.

Т

ФиеЭ Отит }/пахт 2 та т Зталт

LJlJ JlJlJx,

rU U irLTLrt

LIU U lt

Ж

u

Составитель С«Музычук Редактор Н.Рогулич Техред Л.Сердюкова Корректор М.Кучер ва

Заказ 1647

Тираж 663

ВИНИЛИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д, 4/5

5.К

0

u

Подписное