UA12439U - Method for synthesizing a digital filter - Google Patents

Method for synthesizing a digital filter Download PDF

Info

Publication number
UA12439U
UA12439U UAU200506100U UAU200506100U UA12439U UA 12439 U UA12439 U UA 12439U UA U200506100 U UAU200506100 U UA U200506100U UA U200506100 U UAU200506100 U UA U200506100U UA 12439 U UA12439 U UA 12439U
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
filter
derivative
output signal
order
coefficients
Prior art date
Application number
UAU200506100U
Other languages
Ukrainian (uk)
Inventor
Volodymyr Prokhorovych Dolgin
Igor Volodymyrovych Dolgin
Original Assignee
Univ Sevastopol Nat Technical
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 Univ Sevastopol Nat Technical filed Critical Univ Sevastopol Nat Technical
Priority to UAU200506100U priority Critical patent/UA12439U/en
Publication of UA12439U publication Critical patent/UA12439U/en

Links

Landscapes

  • Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)

Abstract

The present invention relates to a method for synthesizing a digital filter that can be used in radio transmitting and receiving devices, communication systems, and correcting devices of automatic control systems. The proposed method is based on the presentation of the filter response by an operational fractional rational transfer function of order n: The method is distinctive by using operations that are performed by three units designed for the realization of the method. The first unit provides the calculation of the minor derivatives of the output signal of the filter, so that each derivative is determined as the sum of its preceding value and the product of the sampling interval by the current value of the next order derivative. The second unit is designed for calculating the higher derivative of the output signal of the filter, so that the derivative value is determined as the sum of the input signal of the filter and the inverse values of the paired products of all the minor derivatives and the coefficients of the system characteristic operator with indices that are equal to the order of the derivative being multiplied. The third unit is designed for generating the output signal of the filter as the sum of all the calculated derivatives multiplied by the coefficients of the characteristic operator with indices that correspond to the order of the derivative being multiplied. The proposed method is distinctive by its versatility, which provides a possibility to synthesize digital filters with arbitrary coefficients of the transfer function of the filter. The procedure for determining, in the second unit, the higher derivative of the output signal of the filter as the sum of the input signal of the filter and the inverse values of the paired products of all the minorderivatives and the coefficients of the system characteristic operator with indices that are equal to the order of the derivative being multiplied is used as a feedback procedure that provides a possibility to increase the accuracy and stability of the filter.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Корисна модель відноситься до радіотехніки, зокрема, синтезу пристроїв фільтрації сигналу і може бути 2 використаний в автоматиці і телемеханіці при рішенні задач корекції систем управління.The useful model refers to radio engineering, in particular, the synthesis of signal filtering devices and can be used in automation and telemechanics when solving control system correction problems.

Відомий спосіб синтезу фільтру (1)Ї, заснований на дискретному перетворенні сигналу. Недоліком його є складність реалізації.A known method of filter synthesis (1) is based on discrete signal transformation. Its disadvantage is the complexity of implementation.

Як прототип вибраний спосіб по а.с. Мо1828551, МПК 50585/01 |Нелинейньй фильтр, БИ Мо26,1993Г., стр.124). Його недоліком є обмежені функціональні можливості. 70 В основу корисної моделі постановлена задача реалізації фільтру по заданій нормованій дробово-раціональній передавальній функції вигляду:As a prototype, the method chosen according to the a.s. Mo1828551, IPC 50585/01 | Nonlinear filter, BI Mo26, 1993, p. 124). Its disadvantage is limited functionality. 70 The useful model is based on the task of implementing a filter based on a given normalized fractional-rational transfer function of the form:

МВ) КРУСХр) де ті о - оператор дії, п о - власний оператор, /П - порядок оператора дії, 7 - порядок тр)- Вр скрі- вар і-0 і-й власного оператора, теп, ад-1, на основі опису реакції фільтру в рекурентної формі мі ем уві; - піт п "я. др кт ХК зате (2 т .MV) KRUSHr) where ti o is the operator of the action, p o is the own operator, /P is the order of the action operator, 7 is the order of the tr)- Vr skrivar i-0 and i-th own operator, tep, ad-1, on based on the description of the filter response in the recurrent form, we - sweat p "ya. dr kt ХК zate (2 t .

Тк У Кк (3 їн де Ук - вихідний сигнал, чі - молодша |-я похідна вихідного сигналу, ча - старша п-я похідна вихідного сигналу, ху - вхідний сигнал, НЯ - крок дискретизації, К - номер кроку. -вTk U Kk (3 yin where Uk is the output signal, chi is the youngest |-th derivative of the output signal, cha is the oldest p-th derivative of the output signal, ху is the input signal, НЯ is the sampling step, К is the step number.

В описі реакції фільтру коефіцієнти оператора дії і власного оператора можуть приймати довільні значення, що забезпечує універсальність пропонованого способу, що дозволяє синтезувати фільтри довільної конфігурації при дотриманні вказаних умов реалізації (теп і ад-1).In the description of the filter response, the coefficients of the action operator and the eigenoperator can take arbitrary values, which ensures the universality of the proposed method, which allows synthesizing filters of arbitrary configuration, subject to the specified implementation conditions (tep and ad-1).

Таким чином, запропонований спосіб синтезу фільтра дозволяє вирішувати поставлену задачу в широкому о діапазоні можливих параметрів. соThus, the proposed filter synthesis method allows you to solve the problem in a wide range of possible parameters. co

Суть пропонованої корисної моделі виражається сукупністю наступних суттєвих відмітних ознак: вихідний сигнал цифрового фільтру формується сумою парних добутків похідних вихідного сигналу фільтру і коефіцієнтів М оператора дії з індексами, співпадаючими з порядком похідних, що помножуються. Старша похідна вихідного с сигналу фільтру знаходиться підсумовуванням вхідного сигналу фільтру з інверсними значеннями парних добутків всіх молодших похідних і коефіцієнтів власного оператора, індекси яких співпадають з порядком - похідних, що помножується. Кожна молодша похідна виходить рекурентно шляхом підсумовування її попереднього значення, що фіксується елементом пам'яті, з добутком кроку дискретизації на поточне значення старшої на один порядок похідної. «The essence of the proposed useful model is expressed by a set of the following significant features: the output signal of the digital filter is formed by the sum of even products of the derivatives of the output signal of the filter and the coefficients M of the action operator with indices coinciding with the order of the derivatives that are multiplied. The older derivative of the output signal of the filter is the summation of the input signal of the filter with the inverse values of the even products of all the younger derivatives and the coefficients of the eigenoperator, the indices of which coincide with the order of the derivatives being multiplied. Each younger derivative is obtained recursively by summing its previous value, which is fixed by the memory element, with the product of the discretization step by the current value of the older derivative by one order. "

На фіг.1 приведена схема, пояснююча єство пропонованої корисної моделі. Вона складається з трьох - 70 субблоків з номерами 1, 2 і 3, реалізуючих залежність (1), (2) і (3) відповідно. Субблок 1 призначений для с знаходження молодших похідних вихідного сигналу шляхом виконання для кожної з них операцій множення з» (Ргод) поточного значення старшої на один порядок похідної на крок дискретизації, складання (5!ит) результату множення з попереднім значенням визначуваної похідної, реєстрованим елементом пам'яті (Мет). Отримані значення молодших похідних вихідного сигналу поступають в субблок 2 для визначення старшої похідної У по з 45 знайденим в субблоці 1 значеннях молодших похідних вихідного сигналу фільтру. Для цього кожна похідна помножується на коефіцієнт а; (1-0...п) власного оператора з індексом, рівним порядку похідної, і поступає на ко інверсний вхід суматора (суматор Зит ІІ), до прямого входу якого підключений вхідний сигнал фільтру х. В 1» результаті цього на виході субблоку 2 формується старша похідна М "7. Отримані похідні подаються на вхід субблоку З, де помножуються на коефіцієнти Бо, бу, ..., Б, «2. Бт оператора дії з індексами, рівними порядку (95) 50 похідних, що помножуються. Отримані парні добутки підсумовуються (суматор З!ит І), утворюючи вихідний с сигнал фільтру У. На фіг.1 в позначенні сигналів опущений індекс номера кроку К.Figure 1 shows a diagram explaining the essence of the proposed useful model. It consists of three - 70 sub-blocks with numbers 1, 2 and 3, implementing dependency (1), (2) and (3), respectively. Subblock 1 is designed to find the lower derivatives of the output signal by performing for each of them operations of multiplication with" (Rhod) of the current value of the older derivative by one order per discretization step, adding (5!yt) the result of multiplication with the previous value of the determined derivative, registered element memory (Met). The obtained values of the lower derivatives of the output signal are fed into sub-block 2 to determine the higher derivative U from the 45 values of the lower derivatives of the filter output signal found in sub-block 1. For this purpose, each derivative is multiplied by the coefficient a; (1-0...n) of the own operator with an index equal to the order of the derivative, and is fed to the inverse input of the adder (Zyt II adder), to the direct input of which the input signal of the filter x is connected. As a result of this, the higher derivative M "7 is formed at the output of sub-block 2. The resulting derivatives are fed to the input of sub-block Z, where they are multiplied by the coefficients Бо, бу, ..., Б, "2. Bt of the action operator with indices equal to the order ( 95) 50 derivatives that are multiplied. The resulting even products are summed (adder Z!it I), forming the output signal of the filter U. In Fig. 1, the index of the step number K is omitted in the notation of the signals.

Пропонований спосіб є універсальним, дозволяючим проводити синтез фільтрів з довільними значеннями коефіцієнтів його передавальної функції. Введення процедури обчислення старшої похідної М " коректує вв процес, підвищуючи стабільність і точність роботи цифрового фільтру.The proposed method is universal, allowing synthesis of filters with arbitrary values of the coefficients of its transfer function. The introduction of the procedure for calculating the senior derivative M "corrects the process, increasing the stability and accuracy of the digital filter.

Бібліографічний список: с 1. Адаптивнье фильтрь!: Пер. с англ. / Под ред. К.Ф.Н. Коузна и П.М. Гранта, - М.: Мир.Bibliographic list: p. 1. Adaptive filter!: Trans. with English / Ed. K.F.N. Kouzna and P.M. Granta, - M.: Mir.

Claims (1)

Формула винаходуThe formula of the invention Спосіб синтезу цифрового фільтра, заснований на моделюванні реакції фільтра з нормованою операторною дробово-раціональною передавальною функцією вигляду: ті Н Ш . 1 в пово /Зсвй ї-о і-й який відрізняється тим, що вихідний сигнал фільтра одержують шляхом підсумовування парних добутків коефіцієнтів оператора дії з індексами, відповідними порядку похідних вихідного сигналу фільтра на ці похідні, величина яких знаходиться підсумовуванням результату множення поточного значення старшої на один порядок похідної на крок дискретизації з попереднім значенням одержуваної похідної, реєстрованим елементом пам'яті, причому старша похідна вихідного сигналу фільтра знаходиться підсумовуванням вхідного сигналу фільтра з інверсними значеннями парних добутків всіх молодших похідних вихідного сигналу фільтра і коефіцієнтів власного оператора, індекси яких співпадають з порядком похідної, що помножується. що 2 (о) (зе) « с ьоThe method of synthesizing a digital filter is based on modeling the response of a filter with a normalized operator fractional-rational transfer function of the form: Ти НШ . 1 in povo /Ссвы и-о и-и which differs in that the output signal of the filter is obtained by summing the even products of the coefficients of the action operator with indices corresponding to the order of the derivatives of the output signal of the filter on these derivatives, the value of which is the summation of the result of multiplying the current value of the older by one order of the derivative per sampling step with the previous value of the resulting derivative registered by the memory element, and the older derivative of the filter output signal is the summation of the filter input signal with the inverse values of the paired products of all the younger derivatives of the filter output signal and the coefficients of the eigenoperator whose indices coincide with the order derivative that is multiplied. that 2 (o) (ze) « s yo - . и? - іме) щ» (95) 3е) 60 б5- and? - name) sh" (95) 3e) 60 b5
UAU200506100U 2005-06-21 2005-06-21 Method for synthesizing a digital filter UA12439U (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAU200506100U UA12439U (en) 2005-06-21 2005-06-21 Method for synthesizing a digital filter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAU200506100U UA12439U (en) 2005-06-21 2005-06-21 Method for synthesizing a digital filter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA12439U true UA12439U (en) 2006-02-15

Family

ID=37455553

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAU200506100U UA12439U (en) 2005-06-21 2005-06-21 Method for synthesizing a digital filter

Country Status (1)

Country Link
UA (1) UA12439U (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017086839A1 (en) * 2015-11-21 2017-05-26 Андрей Викторович ШПИТАЛЬНЫЙ Digital filter synthesis method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017086839A1 (en) * 2015-11-21 2017-05-26 Андрей Викторович ШПИТАЛЬНЫЙ Digital filter synthesis method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chan et al. Modeling of time delay and its application to estimation of nonstationary delays
JPH0125250B2 (en)
JPH04351136A (en) Adaptive maximum likelihood series estimate device
TWI363567B (en) Apparatus and method arranged to analyse a signal comprising a series of symbols
Selva An efficient structure for the design of variable fractional delay filters based on the windowing method
EP0373468B1 (en) A pipelined processor for implementing the least-mean-squares algorithm
CN106603036A (en) Adaptive time delay estimation method based on low-order interpolation filter
So Adaptive algorithm for sinusoidal interference cancellation
UA12439U (en) Method for synthesizing a digital filter
Olkkonen et al. Fractional delay filter based on the B-spline transform
Eweda et al. Quadratic mean and almost-sure convergence of unbounded stochastic approximation algorithms with correlated observations
Olkkonen et al. Fractional time-shift B-spline filter
US5111418A (en) Method and network configuration for obtaining the gradient of the output signals of a given network for processing discrete-time signals relating to the network parameters
UA9377U (en) Method for synthesizing an analog-digital filter
Cristi et al. Multirate filtering and estimation: The multirate wiener filter
RU2707721C1 (en) Median filter with output signal delay compensation
Koppinen et al. Optimization of generalized predictors
JP4535548B2 (en) Apparatus and method for anchoring a predetermined point of impulse frequency response of a physical realization filter
UA19170U (en) Device for synthesizing a recurrent filter
SU1734091A1 (en) Tangent evaluator
JPH02201586A (en) Coupler by neuro-chip
JPH01122203A (en) System and device for least square error interpolation
SU1004900A1 (en) Device for compensating chromatogram base line drift
JPS6329445B2 (en)
Nagy et al. Commutation of polynomial coefficients on finite time horizon