Цифровой фильтр с симметричной импульсной характеристикой

 

.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах цифровой обработки радиолокационных, сейсмических , гидроакустических и других сигналов . Цель изобретения - упрощение устройства. Цель достигается за счет того, что в состав цифрового фильтра входит (N+l)/2 (N - длина импульсной характеристики) вычислительных блоков, каждый из которых содержит три регистра, два сумматора и умножитель с соответствующими связями между узлами и блоками цифрового фильтра. 2 1ш. С (Л 1C N9 СО 00 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ВСГ .

13 „

ВИБ. 1 в г: 1". r

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2!) 3819384/24-24 (22) 05.12.84 (46) 07.0?,86. Бюл. 9 25 (71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) Л.В.Выжи овска (SU) PQMQH 13bDKB ковски.; (PL), Ю.С.Каневский и В.И.Лозинский (53) 681. 32 (088. 8) (56) Патент СШЛ Р 3980773, кл. Н 03 H 17/04, 1976.

Уильямс Ф. Цифровая интегральная схема для фильтрации видеосигналов.—

Электроника, 1983, Ф 20, с. 74-79, рис. 3.

„„SU„„1242988 А 1 (5g 4 G 06 F 15/353, Н 03 Н 17/06 (54) ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР С СИ1 1ИЕТРИЧНОЙ

ИМПУЛЬСКОИ ХАРАКТЕРИСТИКОИ (57) .Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах цифровой абработки радиолокационных, сейсмических, гидроакустических и других сигналов, Цель изобретения — упрощение устройства. Цель достигается за счет того, что в состав цифрового фильтра входит (N+1) /2 (N — длина импульсной характеристики) вычислительных блоков, каждый из которых содержит три регистра, два сумматора и умножитель с соответствующими связями между

С2 узлами и блоками цифрового фильтра. 9

2 ил.

50

1 124298

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь- Ф зовано в системах цифровой обработки радиолокационных, сейсмических, гидроакустических, видео-, и других сигналов.

Целью изобретения является упрощение фильтра.

11а фиг.1 изображена структурная схема цифрового фильтра; па фиг.2 блок-схема алгоритма вычисления выходного отсчета y(k) .

Цифровой фильтр содержит вычислительные блоки 1.1-1,(N+1)/2, входы

2. 1-2, (N+1) /2, 3.1-3. (N+1)/2 и 4.1—

4.(N+!) /2. вычислительных блоков, выходы 5.1-5.(N+1)/2 вычислительных блоков, выходы 6.1-б.(И+1)/2 вычислительных блокозз, вь»ходы 7.1-7. (И+1) /2 вычислительных блоков, сумматор 8, 20 регистры 9 и 10,,умножитель 11, сумматор 12, регистр 13.

При реализации процедуры цифровой

Фильтрации устройство должно вычислять выражение вида 25

>>- » у (k) = ) х (k-i) ° à (i), (1)

i=0 где à (i) — коэффициенты импульсной характеристики цифрового физ»ьтра; х(i) — входные отсчеты; у(k) — выходные отсчеты;

n — количество коэффициентов

ышульсной характеристики цифрового фильтра. 35

Учптьпзая, что коэффициенты импульсной характеристики, равноудаленные

oò центрального ((и-1) /2) 1соэффициепта, равны между собой выражение (1 ) можно переписать в виде (>» » 4-» у(k) = (x(k-i)+x(k-(n-1)+i))а(i)+

L=o

+х(k- (и-1) /2) а ((и-1) /2) . 15 т.е. симметричные относительно центрального коэффициента импульсной характеристики входные отсчеты предварительно суммируются, а затем умножа»отся на соответствующий им коэффициент à(1)=а(n 1-1).

Рассмотрим работу цифрового фильтра. Он реализует вычисление выражения (27 1з виде (23-» у (!с) = с (х (k-i) +х (k- (п-1)+ i ) ) а (з. ) +. ь =O (3)

+2х (k-(n-1) /2) за ((n."1) /2) /2

8 2 так как на первый вход умножителя11, (п+1)/2 подается удвоенное значение соответствующего входного счета, то, соответственно на его второй вход подается значение центрального коэффициента импульсной характеристики a((n-1)/2)деленное на два.

Через каждый такт работь1 цифрового фильтра, равный времени срабатывания двух сумматоров и одного умножителя, на вход фззльтра подается новый входной отсчет. На выходах регистров 9, 10 и 13 информация меняется в начале каждого такта работы фильтра. В первом такте работы на вход фильтра поступает x(0), во втором — x(1) и так далее. Первые (n-!)/2 тактов работы фильтра являются холостыми,так как вычисление полныхп выходных отсчетов у(k) начинается

11осле того, как на вход Ф1»льтра поступает (и-1)/2 входной отсчет

x((n — 1) /2) что происходит в (и+1) /2 такте работы фильтра.

Пример работы фильтра для случая п-5.

В (и+1)/2 = 3-м такте в сумматоре

8.3 формируется 2 х (27, в умножителе 11.3 — 2 х »-2) а(2)/2 и через сумматор !2.3 на вход регистра 13.3

:»о ступает х (2) ° а (2), В четвертом такте в модуле 1.3 формируется х(3)» а(2), с первого вы- хода 5„3 »зыдается х 1, с второго выхода 7.3 — х (?) а (2) . В блоке 1. 2 сумматор 8. 2 формирует х (3) + х (1), умножитель 11.2 — t х (3) + х (! )) а (1), сумматор 12, 2 — х (2) ° а (2) + х (3) +

+ х(!) ),a(1).

В пятом такте в блоке 1.3 формиру— ется х (4) ° а (2),, с первого выхода

5.3 выдается х(2), с второго выхода

7.3 — х(3) а(2), В блоке 1.2 Формируется х(3) а(?) + !» x(4) + x(2)) а(1)" .з с первого выхода 5.2 выдается х(0), с второго выхода 7.2 — х(2) ° а(2) +

+ Px(3) + х(1)) а(1) . В блоке 1. 1 сумматор 8. 1 формирует х (4) + х (О), умножитель 11.1 — j õ(4) + х(0)) а(0), сумматор 12. 1 — (х (4) + х (О)) . а (О) + (х(3> + x»l >J . az + х»2> а»2>, т. е. первый полный выходпой отсчет у(4) .

В шестом такте в блоке 1.3 формируется x(5) ° а(2), с первого выхода

5.3 выдается х(3), с второго выхода

7.3 — х(4) ° а(2) . В блоке 1.2 формируется gx(5)+х(3Ц а(1)+х(4) ° a(2), с первого выхода 5.2 1зыдается. x(!), 3 124?988 с нторого выхода 7.2 — x(4)+x(2)) к п

xa(1) + x(3) а(2) . В блоке 1.1 фор- н мируется х(5)+х(1)! а(0) + х(4)+ и

+х(2) ) а, + х а = y(5), с второго н выхода 7.1 выдается выходной отсчет н у(4) „ В каждом следующем такте на ч выходе фильтра появляется новый ны- н ходной отсчет. б

1!а фиг.2 приняты следующие условные обозначения:

2,)=х(р) — па первый вход 2 1-го блока 1.j (т.е. на вход фильтра) подается входной отсчет х (р); у„„, j — результат, вычисленный на умножителе 11 вычислительного мо дуля 1.j;

С,„8.j — результат, вычисленный на сумматоре 8 j-го вычислительного блока 1.j;

С„,, 12.j — результат, вычисленный на дополнительном сумматоре 12.1

j.-го вычислительного блока 1.j.

1» у л а и з о б р е т е и и я

Цифровой фильтр с симметричной импульсной характеристикой, содержащий (N-1)/2 нычислительпых блоков (N — длина импульсной характеристики) каждый из которых содержит первый и второй регистры, первый сумматор и умножнтель, первый вход которого подключен к выходу перного сумматора, второй вход является входом задания . i-го (д=Г, (Я:1 )72) коэффициента фильтра, выход первого регистра подключен к информационному входу второг- регистра, информационный нход о ;>7)

ычислительного блока соединен с ерным входом первого сумматора j-ro

ычислительного блока и подключен к

ыходу второго регистра (j+1)-го выислительного блока, вторые входы перых сумматоров всех вычислительных локон объединены и являются информационным входом фильтра, о т л и ч а !

0 ю шийся тем, что, с целью упрощения, он содержит (N+1) /2-й вычислительный блок, à k é (k=1, @7+++2) вычислительный блок содержит второй сумматор и третий регистр, информа-!

5 ционный вход которого подключен к выходу второго сумматора, первый вход которого подключен к выходу умножителл, выход третьего регистра m-ro (н=(М+Т722,2) выннолнтельного блока

20 подключен к второму входу второго сумматора (m-1)-го вычислительного блока, выход третьего регистра. первого вычислительного блока является информационным выходом фильтра, выход

25 второго регистра (N+1)/2-го вычислительного блока подключен к первому входу первого сумматора и информациош ому входу первого регистра (N-1)/2-ro вычислительного блока, вторые входы умножителя и второго сумматора (N+1)/2-ro вычислительпого блока являются соответственно входом задания (N+1)/2-го коэффициента и входом задания нуля фильтра, 35 а первый н второй входы первого сум" матора и информационный вход первого регистра (N+1)/2-ro вычислительного блока объединены и являются информационным входом фильтра.

1242988, Уи.J

ЮФИЮВЮЮВЮ

Составитель А. Баранов

Техред И.Гайдош

1 орректор В.Бутяга

Редактор А.Шандор

Заказ 3708/50 Тираж б71

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская нао., д. 4/5

Подписное

Производственно-.полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4