Цифровой фильтр
ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР, содержащий два блока памяти коэффициентов, блок управления, последовательно соединенные первый блок умножения и первый накапливакядий сумматор, выход которого подключен к первым входам первого и второго элементов И, а также третий, четвертый, пятый и шестой элементы И и последовательно соединенные второй блок умножения и второй накапливанвдий сумматор , выход которого подключен к первому входу четвертого элемента И, выход которого является выходом фильтра, информационным входом ко:ЕОрого является первый вход пятого элемента И, при этом выход шестого элемента И подключен к первому входу первого накапливаюцего сумматора , а к входам первого и второго блоков памяти коэффициентов, вторым входам первого и второго накапливающих сумматоров, первого и второго , четвертого и пятого элементов И и первому входу третьего элемента И подключены соответствуюгпие выходы блока управления, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены третий и четвертый накапливающие сумматоры, причем выход первого блока памяти коэффициентов прддключен к первому входу первого блока умножения , выход первого элемента И через третий накапливающий cy Iмaтop i подключен к второму входу тргтьего элемента И, выход которого подклю (Л чен -к второму входу первого блока умножения, а к первому и второму входам второго блока умножения подключены соответственно выходы второго элемента И и второго блока памяти коэффициентов, к первому входу четвертого накапливающего сумматора подключен выход пятого элемента И, к первому и второму входам сл шестого элемента И подключены соотф а ветственно выход четвертого накап .ливающего сумматора и соответств ющий выход блока управления. о: со
„„SU„„1059669 А
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
3(51) Н 03 Н 17 0
li-.:ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITHA (21) 3485152/18-09 (22) 17.08.82 (46) 07.12.83. Бюл, Р 45 ((72) Н.Е.Авилов и В.М.Соловьев (53) 621.396.6(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
М. 365799, кл. Н 03 Н 17/00, 1971.
2. Авторское свидетельство СССР
9 465715, кл. Н 03 Н 11/00, 1973 (прототип), (54)(57) ЦИФРОНОй ФИЛЬТР, содержащий два блока памяти коэффициентов, блок управления, последовательно соединенные первый блок умножения и первый накапливающий сумматор, выход которого подключен к первым входам первого и второго элементов
И, а также третий, четвертый, пятый и шестой элементы И и последовательно соединенные второй блок умножения и второй накапливающий сумматор, выход которого подключен к первому входу четвертого элемента
И, выход которого является выходом фильтра, информационным входом которого является первый вход пятого элемента И, при этом выход шестого элемента И подключен к первому входу первого накапливающего сумматора, а к входам первого и второго блоков памяти коэффициентов, вторым входам первого и второго накапливающих сумматоров, первого и второго, четвертого и пятого элементов
И и первому входу третьего элемента
И подключены соответствующие выходы блока управления, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены третий и четвертый накапливающие сумматоры, причем выход первого блока памяти коэффициентов подключен к первому входу первого блока умножения, выход первого элемента И через третий накапливающий сумматор подключен к второму входу третьего элемента И, выход которого подключен -к второму входу первого блока умножения, а к первому и второму входам второго блока умножения подключены соответственно выходы второго элемента И и второго блока памяти коэффициентов, к первому входу четвертого накапливающего сумматора подключен выход пятого элемента И, к первому и второму входам шестого элемента И подключены соответственно выход четвертого накапливающего сумматора и соответствующий выход блока выправления.
1059669
Цель изобретения - повышение точности
Для достижения поставленной цели в известный цифровой фильтр, содержащий два блока памяти коэффициентов, блок управления, последовательно соединенные первый блок умножения и первый накапливающий сумматор, выход которого подключен к первым входам первого и второго элементов
И, а также третий, четвертый, пятый и шестой элементы И последовательно .соединенные второй блок умножения и второй накапливающий сумматор, выход которого подключен к первому 55
Изобретение относится к средст= вам, используемым в системах цифровой обработки сигналов, и может быть реализовано на основе элементов цифровых вычислительных устройств.
Известен цифровой фильтр, содер.. жащий счетчик, выходы которого соединены с дешифраторами, а вход счетчика соединен с входом управляемого ключа, управляющий вход которого через блок управления соединен с выходами дешифраторов, причем выход ключа является выходом фильтра 51 3.
Однако известный цифровой фильтр не обеспечивает высокой точности. 15
Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является цифровой фильтр, содержащий два блока памяти коэффициентов, блок управления, последовательно соединенные 20 первый блок умножения и первый накапливающий сумматор, выход которого подключен к первым входам первого и второго элементов И, а также третий, четвертый, пятый и шестой элементы И и последовательно соединенные второй блок умножения и второй накапливающий сумматор, выход которого подключен к первому входу четвертого элемента И, выход которого является выходом фильтра, информационным входом которого является первый вход пятого элемента И, при этом выход шестого элемента И подключен к первому входу первого накапливающего сумматора; а к входам первого и второго блоков памяти коэффициентов, вторь1м входам первого и второго накапливающих сумматоров, первого, второго, четвертого и пятого элементов И и первому входу третьего элемента И подключены соответствующие выходы блока управления, а также два блока округления, преобразователь аналог — код, преобразователь код — аналог, блок 45 памяти, седьмой, восьмой и девятый элементы И (2 ).
Однако известный цифровой фильтр обладает низкой точностью за счет большой ошибки округления. 50 входу четвертого элемента И выход которого является выходом фильтра, информационным входом которого является первый вход пятого элемента И, при этом выход шестого элемента И подключен к первому входу первого накапливающего сумматора, а к входам первого и второго блоков памяти коэффициентов, вторым входам первого и второго накапливаюцих сумматоров, первого, второго, четвертого и пятого элементов И и первому входу гретьего элемента И подключены сортветствующие выходы блока управления, введены третий и четвертый накапливающие сумматоры, пичем выход первого блока памяти коэффициентов подключен к первому Ьходу пер-. вого блока умйожения, а выход первого элемента И через третий накапливающий сумматор подключен к второму входу третьего элемента И, выход которого подключен к второму входу первого блока умножения, а к первому и второму входам второго блока умножения подключены соответственно выходы второго элемента И и второго блока памяти коэффициентов, к первому входу четвертого накапливаюцего сумматора подключен выход пятого элемента И, к первому и второму входам шестого элемента И подключены соответственно выход четвертого накапливаюцего суиматора и соответствующий выход блока управления.
На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема цифрового фильтра; на фиг. 2 — структурная электрическая схема блока управления.
Цифровой фильтр содержит первый блок 1 памяти коэффициентов, первый блок 2 умножения, первый накапливающий суиматор 3, первый элемент И 4, .второй накапливающий сумматор 5, второй элемент И 6, третий элемент
И 7, третий накапливаюций сумматор
8, четвертый элемент И-9, второй блок 10 памяти коэффициентов, пятый элемент И 11, второй блок 12 умножения, четвертый накапливаюций сумматор 13, шестой элемент И 14, блок
15 управления, содержащий задающий генератор 16, счетчик 17 импульсов, дешифратор 18.
Работа цифрового фильтра описывается системой уравнений
YQKJ= YAK)+(signP) (1РI-1)Ч(К М1 х (к) = х p)+ (sign Р) х (g- >О++» Э(2) = 1+ Ь„2 1059669 Ч(К)= к(К).(а-1) V(K-1) )((К)= Х (К)+)((К- ц); Y(K)= Ч(К)+ Ч (К- (); о(к)=, ч(к)+, u(K- ), (2) -. Вычисление отсчетов выходного сигнала ()(К j в каждом из циклов производится по тактам в соответствии с f тактовыгли командами 1 — 7 вырабаI тЫваемыми блоком 15 управления. До начала вычислений в каждом из циклов К в регистрах накапливающих сумматоров 3, 8 и 13 должны быть записаны соответственно значения переменных Ч(К - . 11, Ч (K — 2 ), Х(К вЂ” 1 3, полученных в предыдущих циклах, а регистр второго суг)матора 5 установлен в нуль. В первом такте команда 1 с выхода блока 15 управления подается на входы элементов И 4, б и 11 и вход второго блока 10 памяти коэффициентов. При этом отсчет входного сигнала Х(К ) через пятый элемент И 11 поступает на вход четвертого накапливаюцего сумматора 13 и складывается с сигналом Х (K — 1), записанным в его регистре, образуя сумму Х(К ) = Х(К j + Х(К - 13. Одновременно с выхода первогс накапливаюцего сумматора 3 через первый элемент И 4 на вход третьего накапливаюцего сумматора 8 подается сигнал Ч(К вЂ” 1), что приводит к образованию на выходе третьего накапливаюцего сумматора 8 сигнала суммы ЧГК вЂ” 1) = Ч(К - 1) + "ГК вЂ” 2). Кроме того, поступление разрешающих сигналов на вход второго блока 10 памяти коэффициентов и вход второго элемента И 6 обеспечивают. одновременное поступление кодов коэффициента а„ (с выхода второго блока 10 памяти ) и сигнала V(K — 1) (с выхода первого накапливаюцего сумматора 3) на входы второго блока 12 умножения. Полученное на выходе второго блока 12 умножения произведение а Ч(К вЂ” 1) записывается в регистр второго накапливающего сумматора 5. Во втором такте по команде 2 производится установка в нуль регистра первого накапливаюцего сумматора 3., В третьем такте вычислений разрешающие команды подаются на входы первого блока 1 памяти коэффициентов и третьего элемента И 7. При этом сигнал V(K — 1 ) с выхода третьего накапливающего сумматора 8 через третий элемент И 7 поступает на второй вход первого блока 2 u(K)=a, V(K )+a„u(K-<). 4Q В шестом такте по команде 6, подаваемой на первый вход четвертого элемента И 9, отсчет выходного сигнала с выхода второго накаплиющего сумматора 5 через четвертый 45 элемент И 9 подается на выход фильтра. В седьмом такте производится установка в нуль регистра второго накапливающего сумматора 5. Таким образом, в результате выполнения К-го цикла вычислений на выходе Фильтра получен отсчет выходного сигнала (J(К ), в регистрах накапливаюцих сумматоров 3, 8, 13 записаны значения сигналов Ч(КJ, V(K — 1 ), Х (К Д соответственно, а регистр второго накапливаюцего сумматора 5 приведен в нуль, т.е. в регистрах сумматоров фильтра записаны все значения переменных, необ60 .ходимых для проведения вычислений в (К + 1) цикле. Работа фильтра в последуюцих циклах описывается аналогично. При отрицательном полисе фильт65 ра P < 0 работа предлагаемого фильтПри положительном полюсе фильтра Р 0 система уравнений 1 принимает вид умножения, на первый его вход с вы-, хода первого блока 1 памяти коэффициентов подается код коэффициента (!Ъ вЂ” 1). Полученное произведение () Ьг ) — 1) V(K — 1 J, с выхода первого блока 2 умножения подается на вход первого накапливающего сумматора 3 и записывается в его регистре. В четвертом такте по команде 4, подаваемой на первый вход шестого элемента И 14, сигнал Х(К ) с выхода четвертого накапливаюцего сумматора 13 через шестой .элемент И 14 подается на вход первого накапливаю15 щего сумматора 3 и складывается с )записанным í его регистре в третьем такте сигналом, образуя сумму лкг=к (кг ((ь,(- )v(l<-i). В пятом такте команда 5 подается на вход второго блока 10 памяти коэффициентов и первый вход второго элеглента И б. При этом на входы 5 второго блока 12 умножения с выхода первого накапливающего суммато.ра 3 через второй элемент И 6 поступает сигнал Ч(К ), и с выхода второго блока 10 памяти коэффициен30 тов — код коэффициента à о Произведение а Ч(К - 1) с выхода второго блока 12 умножения поступает на вход второго накапливающего сумма-. тора 5 и суммируется с записанным 35 .в его регистре произведением à V(K-1), образуя отсчет выходного сиг1 нала
