SU942247A1 - Цифровой нерекурсивный фильтр - Google Patents

Description

1 . , ,

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использо .вано в аппаратуре цифровой фильтрации и спектрального анализа.

Известны цифровые нерекурсивные , фильтры, содержащие регистр сдвига, блок пам ти коэффициентов, умножители , сумматоры, регистры и осуществл ющие выделейие сигналов из помех путем умножени  входных выборок сигнала на JQ многоразр дные весовые коэффициенты и суммировани  результатов умножени  .

Недостатком таких устройств  вл - 15 етс  то,что при реализации высокой точности обработки необходимо исполь-. зевать многоразр дные весовые коэффициенты , что приводит к большому объему блока пам ти коэффициентов, а так-го же Снижает быстродействие устройства при выполнении операций умножени . Дл  повышени  быстродействи  приходитс  примен ть матричные умножители.

что также ведет к увеличению объема оборудовани  устройства.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  цифровой фильтр, содержащий блок управлени , пос ледова тел) но включенные коммутатор, регистр, умножи-; тель и накапливающий сумматор, а также , содержащий генератор весовых коэффициентов , состо щий из блока пам ти приращений коэффициентов и соединенного с ним другого накапливающего сум матора, выход которого соединен со вторым входом умножител  L lИзвестное устройство отличаетс  от указанных выше устройств тем, что в блоке пам ти хран тс  не многоразр дные значени  весовых коэффициентов , а малоразр дные значени  приращений этих коэффициентов, т.е. их первые разности. Значени  же самих весовых коэффициентов получаютс  на выходе накапливающего сумматора при считывании в него приращений из блока пам ти. За счёт сокращени  объема 33 блока пам ти, объем оборудовани  такого устройства в р де случаев уменьшаетс . Однако быстродействие известного устройства также низкое из-за каличи  операций умножени  многоразр дных чисел. Применение же быстродействующих матричных умножителей увеличивает объем оборудовани  устройства. Цель изобретени  - повышение быстродействи  и сокращение объема оборудовани  цифрового фильтра. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве, содержащем коммутатор , регистр сдвига, два накапливающих сумматора, умножитель, блок пам ти приращений коэффициентов и блок синхронизации, первый выход которого соединен с управл ющим входом коммутатора , выход которого соединен со входом регистра сдвига, выход которого подключен к первому входу коммутатора , второй вход которого  вл етс  входом фильтра, второй выход блока синхронизации соединен со входом регистра сдвига, третий выход блока синхронизации подключен к управл ю- щим входам первого и второго накапливающих cyjJ taTQpoB, а четвертый выход блока синхронизации подключен ко входу блока пам ти приращений коэффициентов , причем выход умножител  подключен ко входу второго накапливающ§го сумматора, выход которого  вл етс  выходом фильтра,выход регистра сдвига соединен со входом первого накапли вающего сумматора, выход которого под ключен к первому ВХОДУ умножител , второй вход которого соединен с выходом блока пам ти при|эащений коэффициентов . На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство Содержит коммутатор 1 регистр 2 сдвига, накапливающие сумматоры 3 и , умножитель 5 блок 6 синхронизации, блок 7 пам ти приращений 1 Ъэффициентов. Дл  получени  алгоритма работы предлагаемого устройства используетс  алгоритм сверки. 3(и) а хси-к), 1С.О(-1) где ytnj, - значение одного выходного отсчета в И-и момент време ни; x(ft-k) - значение входного (n-k)-ro отсчета; значение t-ro весового коэффициента; количество входных отсчетов , необходимое дл  вычисi лени  одного выходного отсче та (N  вл етс  длиной регистра сдвига). Выражение (1) можно преобразовать утем замены весовых коэффициентов их приращени ми . При этом получим: Ки)-ОоХ Cvi-0 ) J X (ИИ) (... ....- да N-VlxCvi-lN-o r N-lМ-« :iao S ) + ikO,Т. XCifl-K) + K OК-Ч N-i. . x Cn-k)+... -fuOf.J () Из выражени  (2) видно, что дл  бразовани  одного выходного отсчета следует сформировать N частичных сумм входных выборок, умножить их на соответствующие приращени  коэффициентов и результаты сложить между собой. Цифровой нерекурсивный фильтр работает следующим образом. Входна  информаци  через коммута тор 1 с заданным тактом Т поступает на вход регистра 2 сдвига. Очередное входное число х(п) записываетс  в первый элемент пам ти регистра сдвига, а ранее записанные в регистре числа передвигаютс  вправо на один элемент, .причем последнее число из регистра выводитс . Управление записью и сдвигом чисел осуществл етс  импульсом от блока 6, одновременно с этим производитс  обнуление накапливающих сумматоров 3 и 4. После этого блок 6 переключает коммутатор 1 и выдает на регистр сдвига 2 серию из N импульсов сдвига с тактом tg «с - . В результате действи  этих импульсов производитс  считывание чисел из,регистра 2 в сумматор 3 Одновременно считываемые числа по цепи обратной св зи через коммутатор 1подаютс  на вход регистра 2. После Ы тактов сдвига в регистре 2устанавливаетс  первоначальное расположение чисел. Таким образом, на вход сумматора 3поступают по очереди числа xCH4N-i)))x (v)4N-2.));. . , х(ин)-,х(иА; . На выходе накапливающего сумма , тора формируютс  частичные суммы s x(); х(и-к);...; sV(i-«); KiN-1 lc.N-2. КN--1 i:v(n-k), которые затем умножаютс  в умножителе 5 соответственно на коэффициенты ,лац.,;,.ао; поступающиеijia блока 7 пам ти с тем же такто trtj задаваемым от блока 6. Вычисл емые произведени  в течение N тактов to суммируютс  в на-г.т капливающем сумматоре . Полученный результат поступает на выход устройства . С приходом следующего входного числа х(п+1) цикл обработки повтор етс . Применение изобретени  либо повышает быстродействие устройства при применении в нем умножител  последовательного действи ; либо сокращает объем оборудовани  при применении умножител  матричного типа. Достигаетс  это за счет сокращени  разр д ности одного из сомножителей (множител ), что позвол ет использовать более быстродействующие умножители пос ледователь ногр действи  или менее громоздкие умножители матричного типа . . формула изобретени  Цифровой нерекурсивный фильтр, со держащий коммутатор, регистр сдвига, два накапливающих сумматора, умножитель , блок пам ти приращений коэффициентов и блок синхронизации, первый выход которого соединен с управл ющим входом коммутатора, выход которого соединен со входом регистра сдвига, выход которого подключен к первому входу коммутатора, второй вход которого  вл етс  входом фильтра, второй выход блока синхронизации соединен со, входом регистра сдвига,третий выход блока синхронизации подключен к управл ющим входам первого и второго накапливающих сумматоров, а четвертый выход блока синхронизации подключен ко входу блока пйм ти приращений коэффициентов , причем выход умножител  подключен ко входу второго накапливающего сумматора, выход которого  вл етс  выходом фильтра, отличающийс   тем, что, с целью повышени  быстродействи  и Сокращени  объема оборудовани , выход регистра сдвига соединен со входом первого накапливающего сумматора, выход которого подключен к первому входу умножител , второй вход которого соединен с выходом блока пам ти приращений коэффициентов. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Бабинер Л. и Гоулд Б. Теори ми применение цифровой обработки сигналов . М., Мир, 1978. 2.Патент Великобритании ff кл. Н 03 Н 7/6, опублик. 1979.

Claims (1)

1. формула изобретения

   Цифровой нерекурсивный фильтр, содержащий коммутатор, регистр сдвига, два накапливающих сумматора, умножитель, блок памяти приращений коэффициентов и блок синхронизации, первый выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, выход которого .соединен со входом регистра сдвига, выход которого подключен к первому входу коммутатора, второй вход которого является входом фильтра, второй выход блока синхронизации соединен со, входом регистра сдвига,третий выход блока синхронизации подключен к управляющим входам первого и второго накапливающих сумматоров, а четвертый выход блока синхронизации подключен ко входу блока памяти приращений коэффициентов, причем выход умножителя подключен ко входу второго накапливающего сумматора, выход которого является выходом фильтра, отличающийс я тем, что, с целью повышения быстродействия и сокращения объема оборудования, выход регистра сдвига соединен со входом первого накапливающего сумматора, выход которого подключен к первому входу умножителя, второй вход которого соединен с выходом блока памяти приращений коэффициентов.