SU1653132A1 - Digital interpolating filter - Google Patents
Digital interpolating filter Download PDFInfo
- Publication number
- SU1653132A1 SU1653132A1 SU884472360A SU4472360A SU1653132A1 SU 1653132 A1 SU1653132 A1 SU 1653132A1 SU 884472360 A SU884472360 A SU 884472360A SU 4472360 A SU4472360 A SU 4472360A SU 1653132 A1 SU1653132 A1 SU 1653132A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- output
- inputs
- adder
- digital
- Prior art date
Links
Description
(21)4472360/09(21) 4472360/09
(22)12.07.88(22) 07.12.88
(46) 30.05.91. Бюл. V 20 (72) Н.Н.Козлов, Ю.А.Корнеев, Д.Ю.Красных, Р.А.М льк и В.В.Тома- шевский(46) 05.30.91. Bul V 20 (72) N.N. Kozlov, Yu.A. Korneev, D.Yu.Krasnykh, R.A.M. lk and V.V. Tomashevsky
(53)621.396.6(088.8)(53) 621.396.6 (088.8)
(56)Гольденберг Л.М. и др. Цифрова обработка сигналов. Справочник. М. : Радио и св зь, 1985, с.53, рис.2.6.(56) Goldenberg L.M. and others. Digital signal processing. Directory. M.: Radio and Communications, 1985, p.53, fig.2.6.
(54)ЦИФРОВОЙ ИНТЕРПОЛИРУЮЩИЙ ФИЛЬТР(54) DIGITAL INTERPOLATING FILTER
(57)Изобретение относитс к средствам обработки экспериментальной информации. Цель изобретени - расширение функциональных возможностей за счет обеспечени регулировани интервала пам ти фильтра. Цифровой интерполирующий фильтр содержит накапливающий сумматор 1, делитель 2, блок 12 управлени , состо щий из счетчика 13 и цифрового компаратора 14, и квадратичный(57) The invention relates to experimental information processing means. The purpose of the invention is to enhance the functionality by providing control of the filter memory interval. The digital interpolating filter contains accumulative adder 1, divider 2, control unit 12 consisting of a counter 13 and a digital comparator 14, and a quadratic
интерпол тор 16, состо щий из регистров 3-6, весовых блоков 7-10 и сумматора 11. За счет использовани управл емых весовых блоков 7-10, в которых производитс управление весами в зависимости от положени текущего момента времени относительно узлов интерпол ции, в интерпол торе 16 осуществл етс симметрична квадратична интерпол ци (СКИ) значений текущего среднего по четырем отсчетам. Применение СКИ позвол ет формировать с малой полной ошибкой фильтрации оценку среднего значени процессов с динамично измен ющимс во времени нестационарным средним значением . При этом интервал пам ти фильтра определ етс интервалом группировани отсчетов пг„ . Изменение значени двоичного кода пгр подаваемого на управл ющий вход устройства, обеспечивает изменение интервала пам ти. 5 ил.an interpolator 16, consisting of registers 3-6, weight blocks 7-10 and adder 11. Through the use of controlled weight blocks 7-10, in which weights are controlled depending on the position of the current point in time relative to the interpolation nodes, Interpolator 16 is used to perform the symmetric quadratic interpolation (SRI) of the values of the current average of four counts. The use of SRS allows one to form, with a small total filtering error, an estimate of the average value of the processes with a dynamically varying in time transient average value. In this case, the filter memory interval is determined by the grouping interval of the samples nr. A change in the value of the binary code pgr supplied to the control input of the device provides for a change in the memory interval. 5 il.
с 8from 8
(Л(L
оэ елoh ate
0000
. 00. 00
юYu
Изобретение относитс к средствам обработки экспериментальной информации и может быть использовано при обработке в реальном мае- штабе времени случайных процессов, представл ющих собой аддитивную смесь случайной низкочастотной компоненты и дискретного белого (высокочастотного ) шума.The invention relates to the processing of experimental information and can be used in real-time processing of random processes, which are an additive mixture of a random low-frequency component and discrete white (high-frequency) noise.
Цель изобретени - расширение функциональных возможностей за счет обеспечени регулировани интервала пам ти фильтра.The purpose of the invention is to enhance the functionality by providing control of the filter memory interval.
| На фиг. 1 приведена электриче- ека структурна схема цифрового интерполирующего фильтра} на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы, по сн ющие его работу; на фиг. 4 - пример выполнени весового блока; на фиг.5 - графики функций, реализуемых функциональными преобразовател ми.| FIG. 1 shows an electric circuit diagram of a digital interpolating filter} in FIG. 2 and 3 are time diagrams for his work; in fig. 4 shows an embodiment of a weight unit; Fig. 5 shows the plots of functions implemented by functional converters.
Цифровой интерполирующий фильтр содержит накапливающий сумматор 1, первьй делитель 2, регистры 3-6 с пер вого по четвертый, весовые блоки 7-10 с первого по четвертый, сумматор 11, блок 12 управлени , счетчик 13, цифровой компаратор 14, второй делитель 15 и квадратичный интерпол тор 16. The digital interpolating filter contains accumulative adder 1, first divider 2, registers 3-6 from first to fourth, weight blocks 7-10 from first to fourth, adder 11, control unit 12, counter 13, digital comparator 14, second divider 15 and quadratic interpolator 16.
Весовой блок содержит функциональный преобразователь 7-1 и умножитель 7-2.The weight block contains a functional converter 7-1 and a multiplier 7-2.
Цифровой интерпол ционный фильтр работает следующим образом. The digital interpolation filter works as follows.
Обрабатываемый процесс |ХЛ в параллельном двоичном коде подаетс на вход цифрового интерполирующего фильтра (фиг.За). На тактовый вход интерполирующего фильтра подаютс тактовые импульсы ТИ (фиг.Зб), определ ющие шаг t временной дискретизации входного процесса. Двоичный код, соответствующий длине интервала группировани пг , подаетс на управл ющий вход фильтра, который соединен с вторыми входами первого 2 и второго 15 делителей, цифрового компаратора 14.The process | CL in the parallel binary code is processed to the input of the digital interpolating filter (Fig. 3a). The clock input of the interpolating filter is supplied to the clock input of the TI (Fig. 3b), which determines the step t of the time sampling of the input process. The binary code corresponding to the length of the grouping interval pg is fed to the control input of the filter, which is connected to the second inputs of the first 2 and second 15 dividers, the digital comparator 14.
Блоком 12 управлени , включающим счетчик 13 и цифровой компаратор 14, формируютс импульсы, следующие с периодом пгр &t (фиг.2 б,в, фиг.З в), подаваемые на вход сброса накапливающего сумматора 1 и тактовые входы пер вого 3, второго 4, третьего 5 и чет- вертого 6 регистров.The control unit 12, which includes a counter 13 and a digital comparator 14, generates pulses with a period pgr & t (Fig. 2b, c, fig.c), fed to the reset input of accumulating adder 1 and clock inputs 3, second 4, third 5 and fourth 6 registers.
На выходе накапливающего сумматора 1 на i-том шаге временной дискретизации формируетс суммаAt the output of accumulating adder 1, at the i-th time-sampling step, the sum
v(i)v (i)
Umf(,jWUmf (, jW
(1)(one)
| И| AND
р)R)
Текущий i-тый шаг интерпол ции (и дискретизации) представл етс в видеThe current i-th interpolation step (and discretization) is represented as
1 п1 p
+ v+ v
(2)(2)
rpj у де пгр - интервал группировани ,rpj y de pgr - grouping interval,
j - номер ближайшего узла интерпол ции , расположенного слева от текущего интервала временной дискретизации;j is the number of the nearest interpolation node located to the left of the current time sampling interval;
v - номер текущего интервалаv - the number of the current interval
дискретизации, отсчитываемый от ближайшего (слева) узла интерпол ции:sampling counts from the nearest (left) interpolation node:
(3) где Е(«) - цела часть числа.(3) where E («) is a whole part of the number.
На выходе первого делител 2 . формируютс нормированные значени (фиг.З г):At the output of the first divider 2. normalized values are formed (Fig. 3 d):
УН(1)UN (1)
1one
(4)(four)
1- y(i)1- y (i)
ПгрPgr
В интервалах дискретизации, соответствующих узлам интерпол ции, на выходе первого делител 2 формируютс отсчеты (фиг.З г):In the sampling intervals corresponding to the interpolation nodes, samples are formed at the output of the first divider 2 (FIG. 3 d):
и.,and.,
(i)4i(i) 4i
ГРGR
yiyi
ГР GR
(5(five
, формикоторые по синхроимпульсам руемым на выходе цифрового компаратора 14 (фиг.Зв), записываютс в первый 3, второй 4, третий 5 .и четвертый 6 регистра (при этом последовательно соединенные регистры .3-6 образуют регистр рдвига).The ones which are synchronized at the output of the digital comparator 14 (Fig. 3b) are recorded in the first 3, second 4, third 5 .and fourth 6 registers (in this case, successively connected registers .3-6 form the rdvig register).
Синхроимпульсы на выходе цифрового компаратора 14 (фиг.Зв) формируютс в интервалах дискретизации, соответствующих узлам интерпол ции.The clock pulses at the output of the digital comparator 14 (Fig. D) are formed in the sampling intervals corresponding to the interpolation nodes.
Код переменной v формируетс на выходе счетчика 13. На выходе второго делител 15 формируютс коды нормированных значений переменнойThe variable code v is formed at the output of the counter 13. At the output of the second divider 15, codes of the normalized values of the variable are formed
vH(i)vH (i)
у;y
пP
1one
гр Грgr Gr
-E(-i-) пгр-E (-i-) pgr
(6)(6)
Коды переменной vH(i) подаютс на вторые (управл ющие) входы управл емьк первого 7, второго 8, третьего 9 и четвертого 10 весовых блоков, на первые входы которых подаютс соответственно двоичные коды отсчетовCodes for the variable vH (i) are fed to the second (control) control inputs of the first 7, second 8, third 9 and fourth 10 weight blocks, the first inputs of which are supplied with binary sample codes, respectively.
V Уц J УН У„, J-2.V Уц J УН У „, J-2.
Благодар применению управл емых весовых блоков, в которых производитс управление весами в зависимости от положени текущего момента времени относительно узлов интерпол ции , в интерпол торе 16 осуществл етс симметрична квадратична интерпол ци значений текущего среднего mx(i) по четырем отсчетам УН, J + 1, Ун, J, Ун, J-1, Ун, J-2, подаваемые на первые входы весовых блоков.Due to the use of controlled weight blocks, in which weights are controlled depending on the position of the current point in time relative to the interpolation nodes, the interpolator 16 performs symmetric quadratic interpolation of the values of the current average mx (i) over four counts UN, J + 1 Un, J, Un, J-1, Un, J-2, supplied to the first inputs of the weight blocks.
Симметрична квадратична интерпол ци реализуетс следующим образом:Symmetric quadratic interpol qi is implemented as follows:
а) по трем отсчетам у.,, j-2, ун , J-1 УН J формируетс левый интерполирующий полиномa) on three counts y. ,, j-2, un, J-1 UN J the left interpolating polynomial is formed
P,i, Уи, J-2, У„, J-1, Ун . j P, i, Ui, J-2, Vn, J-1, Un. j
УИ, J-2 + Уи. J-1 - Ум,. х(1-v,(i)) + (ун, j-2 - 2ун, J-1 + UI, J-2 + Ui. J-1 - Um ,. x (1-v, (i)) + (un, j-2 - 2un, J-1 +
+ УН J) VH(i)(1 +vH(i)+ UN J) VH (i) (1 + vH (i)
(7)(7)
f) по трем отсчетам ун, j-1, ун,.1, Уц J + 1 формируетс правый-интерполирующий полиномf) on three counts un, j-1, un, .1, Hz J + 1, a right-interpolating polynomial is formed
, Ун, J-1, Ун.J УН J + 1J Un, J-1, Un.J UN J + 1J
Уи, j-1 + (ун, j- ун, j-D-vH(i) + Woo, j-1 + (un, j-un, j-D-vH (i) +
+ (Ун. J-1 + 2ун,j + уи, J+D- х vH(i)(4| )i)-1),(8)+ (Un. J-1 + 2un, j + ui, J + D- x vH (i) (4 |) i) -1), (8)
В выражени х (7), (8) переменна Vu(i) определ етс согласно формуле (В).In expressions (7), (8), the variable Vu (i) is determined according to formula (B).
Симметричный относительно интервала оценивани (j-1)...j интерполирующий полином формируетс как среднее значение левого и правого интерполирующих полиномов:The interpolating polynomial symmetric with respect to the estimation interval (j-1) ... j is formed as the average of the left and right interpolating polynomials:
P(i) JJP, (vM(i) + P2(v(i))P (i) JJP, (vM (i) + P2 (v (i))
(9)(9)
1653132«1653132 "
л ... Оценка текущего среднего (.i; вl ... Evaluation of the current average (.i; in
кажд,ый момент времени i равна значению интерполирующего полинома P(i):each time point i is equal to the value of the interpolating polynomial P (i):
5 mx,(i) УИНТО) Р (i, УН, j-2, ун, J-1, У„, J , УН. J + 1 1°)5 mx, (i) Winto) P (i, UN, j-2, un, J-1, Y „, J, UN. J + 1 1 °)
00
5five
00
5five
00
5five
00
5five
00
5five
Формирование левого Р,(i), правого P2(i) и симметричного P(i) интерполирующих полиномов по сн ютс эпюрами фиг.Зе. Подставл выражение (7), (8) в (9) и привод подобные члены, можно записатьThe formation of the left P, (i), right P2 (i), and symmetric P (i) interpolating polynomials is illustrated by the plots of FIG. Substituted the expression (7), (8) in (9) and the drive like members, you can write
P(i) A(vH(i))vH, j-2 + B(vH(i)).yM, j-1 + C(vM(i)) yH, j -f D(vH(i))xP (i) A (vH (i)) vH, j-2 + B (vH (i)). YM, j-1 + C (vM (i)) yH, j -f D (vH (i)) x
Ун, J + 1CD Un, J + 1CD
Формирование каждого слагаемого, вход щего в выражение (10), осуществл етс управл емыми весовыми блоками 7-Ю, на первый вход которых подаютс отсчеты ун, а на второй вход - переменна VH(I). Благодар этому значени коэффициентов А, В, С, D в формуле (11) измен ютс в зависимости от положени текущего момента времени i относительно узлов интерпол ции (J-O...J, интервал аргументов между которыми и вл етс интервалом интерпол ции. При переходе аргумента i через узел интерпол ции происходит сдвиг четырех участвующих в процедуре интерпол ции отсчетов уч на один узел вправо.The formation of each addend that is included in the expression (10) is carried out by controlled weight blocks 7-10, the first input of which is fed by the counts un, and the second input is the variable VH (I). Due to this, the values of the coefficients A, B, C, D in formula (11) change depending on the position of the current time point i relative to the interpolation nodes (JO ... J, the interval of arguments between which is the interpolation interval. On transition of the argument i, through the interpolation node, four counts of the meterings one meter participating in the interpolation procedure are shifted one node to the right.
Применение симметричной квадратичной интерпол ции позвол ет формировать с малой полной ошибкой фильтрации оценку среднего значени процессов с динамично измен ющимс во времени нестационарным средним значением. При этом интервал пам ти интерполирующего фильтра определ етс интервалом группировани отсчетов Пгр,The use of symmetric quadratic interpolation allows one to form, with a small total filtering error, an estimate of the average value of the processes with a dynamically varying in time transient average value. In this case, the memory interval of the interpolating filter is determined by the grouping interval of the samples Pgr,
Изменение интервала сглаживани (интервалы пам ти) в предлагаемом устройстве не влечет за собой изменени объема аппаратурных затрат и обеспечиваетс изменением значени двоичного кода пГр, подаваемого на управл ющий вход устройства. При этом измен етс период следовани импульсов с выхода цифрового компаратора 14, которые соответствуют рас- стоновке узлов интерпол ции на временной оси (фиг.З в, г, д).A change in the smoothing interval (memory intervals) in the proposed device does not entail a change in the amount of hardware costs and is provided by changing the value of the binary code for the GTP supplied to the control input of the device. In this case, the period of the pulses from the output of the digital comparator 14, which correspond to the distance of the interpolation nodes on the time axis (Fig. 3 c, d, e), changes.
Структура весового блока 7 непосредственно следует из выражени (11) и приведена на фиг. 4 (весовые блоки 8-10 имеют аналогичную структуру ) , где 7-1 - функциональный преобразователь , реализующий функцию A(vH) (блоки 8-10 реализуют соответственно функции B(v), C(vrt), D(vH)), 7-2 - умножитель.The structure of the weight unit 7 directly follows from the expression (11) and is shown in FIG. 4 (weight blocks 8-10 have a similar structure), where 7-1 is a functional converter that implements the function A (vH) (blocks 8-10 implement the functions B (v), C (vrt), D (vH), respectively), 7-2 is a multiplier.
Функции, реализуемые функциональными преобразовател ми 7-1, 8-1, 9-1, 10-1, имеют вид:Functions implemented by functional converters 7-1, 8-1, 9-1, 10-1 are as follows:
..;..;
Ј.Ј.
4-3 v н - VH .4-3 v n - VH.
5;five;
2.2
5vH -VH . ,5vH -VH. ,
VH (v и 1) 5VH (v and 1) 5
(12) (13)(12) (13)
(14) (15)(14) (15)
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884472360A SU1653132A1 (en) | 1988-07-12 | 1988-07-12 | Digital interpolating filter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884472360A SU1653132A1 (en) | 1988-07-12 | 1988-07-12 | Digital interpolating filter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1653132A1 true SU1653132A1 (en) | 1991-05-30 |
Family
ID=21394814
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU884472360A SU1653132A1 (en) | 1988-07-12 | 1988-07-12 | Digital interpolating filter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1653132A1 (en) |
-
1988
- 1988-07-12 SU SU884472360A patent/SU1653132A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR930001296B1 (en) | Filtering device | |
US4748578A (en) | Process and apparatus for translating the sampling rate of a sampling sequence | |
JPH05206957A (en) | Split filter of sigma-to-delta converter and analog/digital converter | |
SU1653132A1 (en) | Digital interpolating filter | |
JPH0783317B2 (en) | Data line terminator with decimation filter of sigma-delta converter and same | |
Lagoyannis et al. | Multipliers of delta-sigma sequences | |
SU881764A1 (en) | Digital function generator | |
SU1483466A1 (en) | Piecewise linear interpolator | |
RU2012130C1 (en) | Integrating a-d converter | |
SU732818A1 (en) | Linear and circular interpolator | |
SU935996A1 (en) | Displacement -to-code converter | |
SU1223329A1 (en) | Frequency multiplier | |
SU1288726A2 (en) | Device for restoring continuous functions from discrete readings | |
SU991406A1 (en) | Data processing device | |
SU961118A2 (en) | Digital double-phase shaper of sine signals | |
SU1478368A1 (en) | Multifrequency signal receiver | |
SU1167736A1 (en) | Number-to-frequency converter | |
SU437076A1 (en) | Pulse frequency functional converter of two variables | |
RU2166838C1 (en) | Method for setting frequency to desired value | |
SU1195449A2 (en) | Digital-to-harmonic frequency converter | |
SU1383495A2 (en) | Frequency divider with fractional division ratio | |
SU1506553A1 (en) | Frequency to code converter | |
SU900214A1 (en) | Two channel phase comparator | |
SU1525694A1 (en) | Digital signal synthesizer | |
SU1129528A1 (en) | Analog-digital converter |