SU638969A1 - Digital filter - Google Patents

Digital filter

Info

Publication number
SU638969A1
SU638969A1 SU762408912A SU2408912A SU638969A1 SU 638969 A1 SU638969 A1 SU 638969A1 SU 762408912 A SU762408912 A SU 762408912A SU 2408912 A SU2408912 A SU 2408912A SU 638969 A1 SU638969 A1 SU 638969A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
filter
input
adder
output
digital filter
Prior art date
Application number
SU762408912A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Вацлавович Стакло
Петр Николаевич Гринчук
Самуил Яковлевич Квитко
Original Assignee
Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Геофизических Методов Разведки
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Геофизических Методов Разведки filed Critical Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Геофизических Методов Разведки
Priority to SU762408912A priority Critical patent/SU638969A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU638969A1 publication Critical patent/SU638969A1/en

Links

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть применено- в аппаратуре дл  измерени  и цифро вой обработки в реальном масштабе времени информации, поступающей от цифровых геофизических датчиков, в частности от цифровьох гравиметров, Известен цифровой фильтр, предназначенный дл  обработки инфо 1ации и анализа статистических характеристик случайных процессов, который входит в состав устройства дл  вычислени  дисперсии l . Этот фильтр содержит накапливающий сумматор, накапливающий вычитатель , элементы И, ИЛИ, схему управлени  и построен по рекурсивной схеме . В сум1/ аторе содержитс  предыдущее значение выходного сигнала. В вычитателе образуетс  и хранитс  в течение цикла вычислений разность поступающего входного сигнала и содержимого сум матора, В очередном цикле вычислений каждый разр д вычитател  суммируетс  с определенным разр дом сумматора.Та КИМ образом, делениена коэффициент, определ ющий посто нную времени фильт ра,производитс  путчем сдвига содержимого вычитател  вправо. Недостатками этого фильтра  вл ютс  сложность, не высокое быстродействие из-за возможности переносов во всех разр дах сумматора и вычитател , необходимость специального регистра (вычитатель) дл  хранени  предыдущего значени  разности . Известен также цифровой фильтр, содержащий схему делени  входного кода , схемы формировани  параметров фильтрации, схему умножени , сумматор, схему запоминани  предыдущего значени  кода, элементы И, элементы ИЛИ, cxBMJbi делени  с запоминанием, устройство анализа динамической погрешности 2, Фильтр работает по тому же алгоритму,что и приведенный. Отличие заключаетс  в том, что существуют специальные схемы дл  вычислени  коэффициентов , определ ющих посто нную времени фильтра. Недостатки фильтра заключаютс  в большой сложности, невысоком быстродействии из-за возникакндих переносов в разр дах сумматора и из-за длительности процессов умножени  и делени . Фильтр усложнен специальными схемами умножени  и делени  и регистрами запоминани  предыдущих значений кодов. Наиболее близким к предложенному по технической сущносги  вл етс  цифровой фильтр, содержащий сумматор, сдвиговый регистр, элементы И, ИЛИ Коэффициент фильтрации задаетс  конструктивным путем. Вычислени  производ тс  в. обратном коде благодар  применению схемы запрета. Недостатки фильтра заключаютс  в сложности из-за наличи  двух элементов задержки, каждый из которых представл ет собой регистр с большим количеством разр дов , в невысоком быстродействии из-за циклического переноса единицы при работе в обратном коде. Все приведенные схемы из-за сложности практически не могут .быть использованы дл  многокаскадного фильтра. Между тем, дл  цифровых морских гравиметров, например, требуетс  кратность фильтра до Ю, так как коэффициент подавлени  помех однокаскадньм устройством совершенно недостаточен. Цель изобретени  упрощение и повышение быстродействи  цифрового филь тра. Это достигаетс  тем, что он содержит блок вычитани  и триггер, выход которого через последовательно соединенные первый элемент И, элемент или подключен к первому входу сумматора,второй вход которого соединен с первы выходом сдвигового регистра, выход :сумматора подключен ко входу сдвигово :го регистра, второй выход которого соединен с выходом цифрового фильтра и с первым входом блока вычитани ,. второй вход которого соединен с первы входом цифрового фильтра, выход - под , ключей ко входу триггера и к первому входу второго элемента И, выход которого соединен с соответствующим входо элемента ИЛИ, вторыевходы эл.ементов подключены ко второму входу цифрового фильтра. Простота фильтра позвол ет примен ть многокаскадную фильтрациюj повысив , тем самым., качество фильтрации. Благодар  введенным изменени м в схему становитс  возможным обойтись одним элементом пам ти - регистром сдвига, который выполн ет и функции элемента задержки, имеющегос  в известном фильтре. Кроме упрощ.ени , изобретение, позво л ет выполн ть одновременно несколько ..операций, /что увеличивает быстродействие фильтра. На чертеже дана функциональна  схе ма цифрового фильтра. Он. содержит блок 1. вычитани  три гер 2, элементы И 3,4, элемент ИЛИ 3. сумматор б, сдвиговый регистр 7 вхо ды 8, 9 и выход 10 цифрового фильтра На вторые входы злементой И со вхо да 9 поступают сигналы управлени  (устройство управлени  не показано), В предложенном фильтре реализуетс  алгоритм решени  разностного управлени  у(пГ)у(пГ-Т)(пТ).у(пТ-тД, 6 4 де X - текущеезначение входного игнала; у - текущеезначение выходного игнала , Т - единичное врем  задержки; К - параметр слаживани , К-2 , Данный фильтр имеет передаточную ункцию в Z - представлении гдей - оператор единичной задержки. Таким образом, фильтр  вл етс  рекурсивным Характерной особенностью фильтра  вл етс  наличие лишь одного регистра , используемого дл  запоминани  y(fl -T ) а разность 5((пГ)-у (пТ-Т) в процессе вычислений образуетс  поразр дно и поступает на сумматор без хранени  ее целиком. Фильтр работает следующим образом, Пусть после Г) -ой рекурсии в регистре 7 содержитс  п -ое значение выходного сигнала у (nT-f) , имеющее (n+niH-l) разр дов. На выход снимаетс  код с выхода 10, округленный до {П+1)разр да Этот же код поступает на вход блока 1 вычитани . На другой вход вьпитател  поступает входной сигнал X(lT). Разность через открытый элемент И 3 поступает на элемент ИЛИ и далее на вход сумматора 6. Знакомый разр д разности запоминаетс  триггером 2 дл  последующего осуществлени  модифицированного сдвига. После передачи на вход сумматора разности элемент И 3 закрываетс  и открываетс  элемент И 4, пропускающий на О и при у1 - О , Одновременно с выхода регистра содержащеес  в нем число проходит на вход сумматора Таким образом, на место вьщвинутых из регистра разр дов числа поступают младшие разр ды нового значени . Следовательно, одновременно выполн ютс  операции получени  разности сугФдаровани , записи получаемой суммы в регистр и перестройки фильтра путем подключени  на выход регистра одного из младших его разр дов„ Эффективность применени  фильтра эaключa:i.fc  в упрощении и удешевлении схемы и, как следствие, в повышении надежности ее работы/ Возможность использовани  только одного регистра позвол ет более чем на 30% сократит затраты микросхем на фильтр. За счет совмеиени  операций вдвое сократилась длительность цикла фильтрации и повысилось быстродействие схемы. При тактовой частоте 1 МГц цикл фильтрации занимает около 30 икс, чго позвол ет работать с частотой опроса датчиков до 30 кГц. Простота фильтра позвол ет осуществл ть многократную фильтрацию путем последовательного включени  нескольких  чеек, при этом качество фильтрации улучшаетс .The invention relates to computing and can be applied in equipment for measuring and digitally processing real-time information from digital geophysical sensors, in particular from digital gravimeters. A digital filter is known for processing information and analyzing statistical characteristics of random data. processes, which is part of the device for calculating the variance l. This filter contains a cumulative adder, a cumulative subtractor, AND, OR elements, a control circuit and is constructed according to a recursive scheme. Sum 1 / Ator contains the previous value of the output signal. In the subtractor, the difference between the incoming input signal and the contents of the matrix is formed and stored during the computation cycle. In the next computation cycle, each bit of the subtractor is summed with a certain totalizer discharge. The KIM method, dividing the coefficient determining the filter time constant, is produced by a patch Shifting the contents of the subtractor to the right. The disadvantages of this filter are complexity, not high speed due to the possibility of transfers in all digits of the adder and subtractor, the need for a special register (subtractor) to store the previous value of the difference. Also known is a digital filter containing a dividing circuit of the input code, a circuit for forming filtering parameters, a multiplication circuit, an adder, a storage circuit of a previous code value, AND elements, OR elements, cxBMJbi dividing memorization unit, dynamic error analysis device 2, the Filter operates according to the same algorithm as given. The difference lies in the fact that there are special schemes for calculating the coefficients that determine the filter time constant. The drawbacks of the filter are great complexity, low speed due to the occurrence of transfers in the bits of the adder and due to the duration of the multiplication and division processes. The filter is complicated by special multiplication and division schemes and registers storing the previous code values. The closest to that proposed by the technical entity is a digital filter containing an adder, a shift register, AND, OR elements. The filtration coefficient is specified in a constructive way. Calculations are made in. reverse code due to the use of the prohibition scheme. The disadvantages of the filter are in complexity due to the presence of two delay elements, each of which is a register with a large number of bits, in low speed due to the cyclic transfer of the unit when working in the reverse code. Because of the complexity, all the above schemes cannot practically be used for a multi-stage filter. Meanwhile, for digital marine gravimeters, for example, a filter multiplicity of up to 10 is required, since the one-stage device's interference suppression ratio is completely inadequate. The purpose of the invention is to simplify and increase the speed of a digital filter. This is achieved by the fact that it contains a subtraction unit and a trigger, the output of which is connected through the first element I, the element or connected to the first input of the adder, the second input of which is connected to the first output of the shift register, output: the adder is connected to the input of the shift register, the second output of which is connected to the output of the digital filter and to the first input of the subtractor,. the second input of which is connected to the first input of the digital filter, the output under the keys to the trigger input and the first input of the second element AND whose output is connected to the corresponding input of the OR element, the second inputs of the electrical elements are connected to the second input of the digital filter. The simplicity of the filter allows for multi-stage filtering, thereby increasing the quality of the filter. Thanks to the changes introduced into the circuit, it becomes possible to get by with one memory element — a shift register — which also functions as a delay element found in a known filter. In addition to the simplified invention, the invention makes it possible to simultaneously perform several operations, which increases the speed of the filter. The drawing shows the functionality of a digital filter. Is he. contains block 1. subtraction three ger 2, elements AND 3,4, element OR 3. 3. adder b, shift register 7 inputs 8, 9 and output 10 of the digital filter. The second inputs from the input And from input 9 receive control signals (control device not shown) In the proposed filter, the algorithm for solving differential control is implemented in (PG) y (PG-T) (pT). y (pT-TD, 6 4 de X is the current value of the input signal; y is the current value of the output signal, T is the unit value delay time; K - parameter of coagulation, K-2; This filter has a transfer function in the Z - representation where the operator unit delay. Thus, the filter is recursive. A characteristic feature of the filter is the presence of only one register used for storing y (fl -T), and the difference 5 ((p) -y (pT-T) in the process of computation is equal and enters the adder without storing it entirely. The filter works as follows. Suppose, after the Γ) -th recursion, register 7 contains the n-th output signal of the (nT-f), which has (n + niH-l) bits. The output is a code from output 10, rounded to (P + 1) bit. The same code is fed to the input of subtraction unit 1. The input signal X (lT) is fed to the other input of the feeder. The difference through the open element AND 3 is fed to the OR element and then to the input of the adder 6. The familiar difference of the difference is stored by trigger 2 for the subsequent implementation of the modified shift. After the transfer to the input of the difference adder, the element And 3 closes and opens the element And 4, which passes to O and at y1 - O. Simultaneously, the number contained in the register goes to the input of the adder. Thus, the smaller numbers arrive at the place of the digit discharged from the register bits of the new value. Consequently, the operations of obtaining the difference between the accumulated sum, writing the received amount to the register, and rebuilding the filter are performed simultaneously by connecting the output of the register to one of its least significant bits. Efficiency of applying the filter: i.fc to simplify and reduce the cost of the circuit and, consequently, to increase the reliability of its operation / The ability to use only one register allows more than 30% reduction in the cost of microcircuits per filter. Due to the combination of operations, the duration of the filtration cycle was halved and the speed of the circuit increased. At a clock frequency of 1 MHz, the filtering cycle takes about 30 x, which allows you to work with a sampling frequency of sensors up to 30 kHz. The simplicity of the filter allows multiple filtering by sequentially turning on several cells, while the quality of the filter is improved.

Claims (1)

1. Авторское свидетельство СССР 362304, кл,§ Об Р 15/36, 1971.1. USSR author's certificate 362304, class, § About R 15/36, 1971. 2с Авторское св1щетельство СССР f 412606, кл, G 06 F 15/36, 1971,2c Copyright SSSR f 412606, class G 06 F 15/36, 1971, 3„ Авторское свидетельство СССР 463115, кл. (3 Об Р 15/20, 1973.3 „USSR author's certificate 463115, cl. (3 Rev 15/20, 1973.
SU762408912A 1976-09-27 1976-09-27 Digital filter SU638969A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU762408912A SU638969A1 (en) 1976-09-27 1976-09-27 Digital filter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU762408912A SU638969A1 (en) 1976-09-27 1976-09-27 Digital filter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU638969A1 true SU638969A1 (en) 1978-12-25

Family

ID=20678638

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU762408912A SU638969A1 (en) 1976-09-27 1976-09-27 Digital filter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU638969A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3822404A (en) Digital filter for delta coded signals
SU638969A1 (en) Digital filter
JPS6336572B2 (en)
SU1128265A1 (en) Digital filter
SU477420A1 (en) Processor for online correlation analysis
SU465715A1 (en) Analog-digital filter
SU1427387A1 (en) Correlation meter
SU762007A1 (en) Digital filter
SU1107134A2 (en) Device for executing orthogonal walsh-adamard transform of digital signals
SU705457A1 (en) Probability correlometer
SU1043819A1 (en) Extremal digital filter
SU714404A1 (en) Differentiating-smoothing arrangement
SU1100628A1 (en) Device for determining characteristics of random process
SU419899A1 (en) DEVICE FOR DETERMINING MEDIUM SQUARE DEFLECTION
SU1205152A1 (en) Digital filter
SU758166A1 (en) Digital filter
SU1387174A1 (en) Digital filter
SU1302295A1 (en) Phase filter
SU898592A1 (en) Digital filter
SU413488A1 (en)
SU560225A1 (en) Device for multiplying two sequences of pulses
SU1184101A1 (en) Device for transmission and reception of information
SU1464176A1 (en) Image-processing apparatus
SU935814A1 (en) Device for determination of random process resolution spectral coefficient for haar functions
SU1197063A1 (en) Digital non-recursive filter