Цифровой фильтр

 

Изобретение относится к радиотехнике , повышает точность фильтрации . Устройство содержит три сумматора 1, 9 и 10, два регистра задержки (РЗ) 2, 7, два умножителя 3, 8 на весовой коэффициент, квантователь 4 промежуточных произведений, преобразователь кода (ПК) 5, коммутатор 6 и элемент сравнения (ЭС) 11. На второй итерации с выхода ПК 5 число, составляющее ошибку квантования, подается на один вход сумматора 10, на другие входы сумт-1аторов 9 и 10 подаются нули, поэтому на входы коммутатора 6 и ЭС 11 будут поданы коды погрешностей б, (2) и f (г), и согласно установленным условиям ЭС 11 вырабатьшает сигналы управления 1 или О. Если /f, (2) / fz(2)A то с выхода ЭС 11 поступает 1 одновременно на коммутатор 6, переключая его так, что код с первого входа записьшается в РЗ 7, и на третш1 вход сумматора 1, корректируя тем самым погрешность квантования на второй итерапии па минимальную. Если /ЕДг : /бг (2) / , то с выхода ЭС 1 1 поступает О на третий вход сумматора 1 и на коммутатор 6, переключая его так, что код с его второго входа запнсьгоается в РЗ 7. Окончательно вторая итерация заканчивается вы (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СО! 1ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 151) 4 Н 03 Н 17/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К ABT0PCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1) 37 1 2560/24- 09 (2О 19. 03, 84 (46) 15. 02. 86. Бюл. Р 6 (71) Одесский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (72) В.А.Власенко и Ю.M.Ëàïïà (53) 621.396.62 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР !

1 900410, кл. Н 03 Н 17/04, 1982.

Патент США N - 4236224, кл. ч 06 F 15/31, 1980, (54) ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР (57) Изобретение относится к радиотехнике, повьппает точность фильтрации. Устройство содержит три сумматора I, 9 и 10, два регистра задержки (P3) 2, 7, дна умножителя 3, 8 на весоной коэффициент, кнантователь

4 промежуточных произведений, преоб разователь кода (ПК) 5, коммутатор 6 и элемент сравнения (ЭС) 11. На второй итерации с выхода ПК 5 число, составляющее ошибку квантования, подается на один вход сумматора 10, на другие входы сумматоров 9 и 10 подаются нули, поэтому на входы коммутатора 6 и ЭС 11 будут поданы коды погрешностей Е,(2) и Е,(2), и согласно установленным услониям ЭС 11 вырабатывает сигналы управления "1" илн "0". Если /Е, (2) > / Е.,(2)/, то с выхода ЭС 11 поступает 1 одновременно на коммутатор 6, переключая его так, что код с первого входа записывается в Р3 7, и на третий вход сумматора 1, корректируя тем самым погрешность квантования на второй итерации на минимальную. Если /с, (21 -. /F., (2) /, то с вьмода ЭС 11 поступает "0 на третий вход сумматора и на коммутатор 6, переключая его так, что код с его второго входа эаписываетс.я в РЗ 7. Окончатель но вторая итерация заканчивается ны1? 185? числением Y lz), который с выходя сумматора 1 подле тс я нл выход цифрового фильтра»» записывается в Г ?, э

При работе цифрового фильтра нл !»- и

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в аппаратуре цифровой фильтрации сигнллон.

Цель изобретения — повышение точности фильтрации.

На чертеже изображена структурная электрическая схема предлагаемого

1 t цифрового фильтра, Цифровой фильтр содержит первый сумматор 1, первый регистр задержки 2, первый умножитель 3 на весовой коэффициент, кнлнтователь 4 промежуточных произведений, преобразователь кода 5, коммутатор 6, второй регистр задержки 7, второй умножитель 8 на несовой коэффициент, второй и третий сумматоры 9 и 10 элемент сравнения 11, !

Цифровой фильтр работает следующим образом, На первой итерации вычислений первая выборка входного сигнала

Х (1} через первый сумматор l »»роходит на выход цифрового фильтра.

На выходах квантователя 4 в этот момент присутствует нулевая выборка, одновременно выходная выборка » (1) записывается в первый регистр задержки .2.

На второй итерации происходит подача второй выбс»рки входного сиг нала Х (2) нл первый вход сумматора

1, а также умножение напряжения с выхода регистра задержки 2 на весовой коэффициент Ф. н умножителе 3.

Результат умножения, имеющий разрядность ? Й бит, подается на квантователь А, где происходит его y<-ечение до N старших бит, которая подается на второй вход сумматора 1. Остаток усечения- Й младших бит, которые составляют ошибку усечения Е, (2) подаются нл преобразователь кода 5, н котором осуществляется переход чисел итер г»ц»и выч»»сле»» ий в сОО тве Тс твин с yc тл»<овл е»<ным»» c»»Î»»»»Ã»»» происк одит минимизация суммарной погрешности нл выходе цифрового фильтря. 1 ил. н дополнительный код и первый вход второго сумматора 9.

С выхода преобразователя кода 5 число, составляющее о»»»ибку квантов

5 нания Fz (z) = — (2 — P< (2)), подается на первый вход третьего сумматора 10. На вторые нходы сумматоров

9 и 10 нл второй итерации подаются нули, поэтому на элемент сравнения

10 11 будут поданы коды погрешностей

Г! (2) и Е,(2) . Одновременно те же погрешности подаются на перньл» и второй входы коммутатора 6. Элемент срлннения 11 принимает решение, согласно следующему условию. сигнал 1, если /Е, (z)/з/6,(z) / (») сигнал "О", если /E, (2)/ - / Е, (z) / (г)

Нри выполнении условия (1) сигнал управления с выхода элемента сран20 » ения 11 пос.тупает на коммутатор 6 и переключает его так, что код с первого входа записывается во второй регистр задержки 7, Одновремен

25 сравнения 11 подается на третий

1 вход (младший разряд) первого сумматора 1, корректируя тем самым псгрешность квантования на второй итерации нл минимальную.

При выполнении условия С2! но второй регистр задержки 7 записывается код с второго входа коммутаторя 6, л на третий вход первого сумматора 1 подается "0", Окочча3S тельно вторая итерация заканчив;»ется вычислением f(2), которое с выхода сумматора 1 подается нл выход цифрового фильтра и записывается в первый регистр задержки 2.

На третьей итерации происходит аналогичный процесс с тем отличием

7 что но втором регистре задержки 7 записывается погрешность !(2), ко4 торая поступает нл нг орой умножитель 8, где осуществляется умноже121 8 ">2 сигнал 1, если сигнал "l", если сигнал "О", если

35

Составитель Л.Невдяев

Редактор Л.Авраменко Техред О.Ващишина

Корректор В.Бутяга

Тираж 818 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рлушская наб., д.4/5

Заказ б49/59

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная,4 ние нл коэффициент К. Укаэанный коэффициент выбирается близким к несовому коэффициенту o(, и определяется из условия

K=1, если 0,75 < м 1

K=0,5, если 0,375 м а О, 75

К 025, если м с 0 375, сигнал "0", если

Таким образом, на третьей итерации элемент сравнения 11 вырлбатывлет сигналы "О и "1 согласно yc.,говиям (3) и (4). При этом происходит минимизация погрешности е (3) .

Третья итерация вь>числений злканчивается записью погрешности в(3) во

При работе цифрового фильтра в соответствии с уСловиями (5) и (б) происходит минимизация суммарной погрешности на выходе цифрового 25 фильтра.

Формула и з о б р е т е н и я

Цифровой фильтр, содержащий первый сумматор, первый вход которого является входом цифрового фильтра, а к выходу первого сумматора подключень> последовательно соединенные первый регистр задержки и первый умножитель на весовой коэффициент, последовательно соединенные квантователь промежуточных произведений и второй сумматор и последовательно соединенные вторые регистр задержки и умножитель на весовой коэфС выхоцов второго и третьего сумматоров 9 и 10 нл элемент сравнения 11 подаются числа (k е (2) + p, (>) и е (2) — Е„, (3) ) соответственно.

Решение, которое выносит элемент сравнения, определяется из условия

I "e (z) Е,() / / е (2! - Гг (3) / (3) /l ei2) +Е, (ъ) / /1 е(г) -Е,(3)/ (4) второй регистр задержки 7 и .выходногп сигнала Y (3) в первый регистр задержки 2.

По аналогии с вышеуказанным на

h-й итерации вычислений элемент сравнения 11 вырабатывает

t k c (n-1) + F, (»)» / kr. (n-i) - z (n) / (5) /ke(n- ) + Е,(n)/i /ke(n-i) -E, (»)/ фициент, о т л и ч а к> шийся тем, что, с целью повышения точности фильтрации, первый выход кван1ователя промежуточных произведений подключен к второму входу первого сумматора и между вторым выходом квантователя промежуточйьж произведений и входом второго регистра задержки включены последовательно соединенные преобразователь кода, третий сумматор и коммутатор, другой вход которого соединен с выходом второго сумматора, при этом между выходами второго и третьего сумматоров и третьим входом первого сумматора включен элемент сравнения, а другие входы второго и третьего сумматоров соединены с выходом второго умножителя на весовой коэффициент.