Цифровой интерполяционный фильтр

 

Изобретение относится к средствам обработки экспериментальной информации и может быть использовано для фильтрации случайных процессов, представляющих собой аддитивную смесь случайной низкочастотной компоненты и дискретного белого шума. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения регулирования интервала памяти фильтра Цель достигается за счет введения в фильтр, содержащий линейный интерполятор , выполненный на сумматоре 7, весовых блоках 5 и 6 и регистрах 3 и 4, и блок 8 управления, накапливающего сумматора 1 и двух делителей 2 и 11 Введенные блоки и связи между ними позволяют осуществлять на входе фильтра операцию предварительного группирования отсчетов входного сигнала и тем самым расширять интервал памяти фильтра (протяженность весовой функции фильтра) Последующая операция линейной интерполяции по двум точкам (узлам ) на выходе фильтра позволяет восстановить частоты следования выходных отсчетов сигнала 3 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

>st)s Н 03 Н 17/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4458721 /09 (22) 11.07,88 (46) 23.04.91. Бюл. N 15 (72) Н,Н.Козлов, Ю.А.Корнеев, Д.Ю.Красных, Р,А,Мяльк и В.В.Томашевский (53) 621.396,6 (088,8) (56) Гольденберг Л.М, и др. Цифровая обработка сигналов: Справочник. M.: Радио и связь, 1985, с. 53, рис.?. 6. (54) ЦИФРОВОЙ ИНТЕРПОЛЯЦИОННЫЙ

ФИЛЬТР (57) Изобретение относится к средствам обработки экспериментальной информации и может быть использовано для фильтрации случайных процессов, представляющих собой аддитивную смесь случайной низкочастотной компоненты и дискретного белого шума. Цель изобретения — расширение фун„„50„„1644365 А1 кциональных возможностей за счет обеспечения регулирования интервала памяти фильтра. Цель достигается за счет введения в фильтр, содержащий линейный интерполятор, выполненный на сумматоре 7, весовых блоках 5 и 6 и регистрах 3 и 4, и блок 8 управления, накапливающего сумматора 1 и двух делителей 2 и 11. Введенные блоки и связи между ними позволяютосуществлять на входе фильтра операцию предварительного группирования отсчетов входного сигнала и тем самым расширять. интервал памяти фильтра (протяженность весовой функции фильтра). Последующая операция линейной интерполяции по двум точкам (узлам) на выходе фильтра позволяет восстановить частоты следования выходных отсчетов сигнала. 3 ил.

1644365

ЗО

Изобретение относится к средствам обработки экспериментальной информации и может быть использовано при обработке в реальном масштабе времени случайных процессов, представляющих собой аддитивную смесь случайной низкочастотной компоненты и дискретного белого шума.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет обеспечения регулирования интервала памяти фильтра, На фиг. t приведена электрическая сТруктурная схема цифрового интерполяционного фильтра; на фиг.2 и 3 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Цифровой интерполяционный фильтр содержит накапливающий сумматор 1, первый делитель 2, первый 3 и второй 4 регистры, первый 5 и второй 6 весовые блоки, сумматор 7, блок 8 управления, счетчик 9, цифровой компаратор 10 и второй делитель 11, ЦифровОй интерполяционный фильтр работает следующим образом.

Обрабатываемый процесс (Xi) в параллельном двоичном коде подается на вход цифрового интерполяционного фильтра (фиг.За). На тактовый вход цифрового интерполяционного фильтра подаются тактовые импульсы ТИ (фиг.Зб), определяющие шаг

Л t временной дискретизации входного процесса. Двоичный код, соответствующий длине интервала группирования пгр, подается на управляющий вход фильтра, который соединен с вторыми входами первого 2 и второго 11 делителей, цифрового компаратора 10. Блоком 8, включающим счетчик 9 и цифровой компаратор 10, формируются импульсы, следующие с периодом пгр Ьt (фиг.2б, в, фиг.Зв), подаваемые на входсброса накапливающего сумматора 1 и тактовые входы первого 3 и второго 4 регистров.

На выходе накапливающего сумматора

1 íà i-м шаге временной дискретизации формируется сумма

1 =н i +V

Y«) =, Я Xi . (1)

i — Ilrpj

Текущий I-й шаг интерполяций (и дискретизации) представляется в виде

I = Arpj + V, (2) где пгр — интервал группирования;

J — номер ближайшего узла интерполяции, расположенного слева от текущего интервала временной дискретизации;

Ч вЂ” номер текущего интервала дискретизации, отсчитываемый от ближайшего (слева) узла интерполяции: !

Ч - О, (пгр — 1). ) = Е (), (3)

Arp где E () — целая часть числа.

На выходе первого делителя 2 формируются нормированные значения (фиг.Çr) Ун = Yi.

1 (4)

llrp

В интервалах дискретизации, соответствующих узлам интерполяции, на выходе первого делителя 2 формируются отсчеты (фиг.Зг)

1 1 (+4Р

i = nrpj которые flo синхроимпульсам, формируемым на выходе цифрового компаратора 10 (фиг,Зв), записываются в первый 3 и второй

4 регистры (фиг.Зд). Синхроимпульсы на выходе цифрового компаратора 10 (фиг.Зв) формируются в интервалах дискретизации, соответствующих узлам интерполяции.

Код переменной Н формируется на выходе двоичного счетчика 9. На выходе второго делителя 11 формируются коды нормированных значений переменной V

Нн=V «)= = — Е(); чЯ

Пгр пгр пгр

V.«) (0,1) . (6)

Коды переменной Нн подаются на вторые(управляющие) входы первого 5 и второго 6 весовых блоков, на первые входы которых подаются соответственно двоичНЫЕ КОДЫ ОтСЧЕтОВ YH,I+1 И Ун1, На ВЫХОдаХ первого 5 и второго 6 весовых блоков формируются значения:

Нн Ун, j+1, (1 — Нн) Y i. (7)

На выходе сумматора 7 формируется в реальном масштабе времени оценка текущего среднего входного процесса (фиг,Зд): й1Х1 = Уинт «) = (1 Нн) Ун) + Нн Ун, J+1. (8)

Изменение номера интервала дискретизации, для которого производится интерполяция, обеспечивается соответствующим изменением значений переменной VH «). Изменение интервала сглаживания в предлагаемом фильтре не влечет за собой изменения объема аппаратурных затрат и обеспечивается изменением значения двоичного кода пгр, подаваемого на управляющий вход (фиг.1) устройства. При этом изменяется период следования импульсов с выхода цифрового компаратора 10, которые соответствуют расстановке узлов интерполяции на временной оси (фиг.Зв, г, д).

Формула изобретения

Цифровой интерполяционный фильтр, содержащий линейный интерполятор, выполненный в виде сумматора, первого и второго весовых блоков и последовательно соединенных первого и второго регистров, выходы которых соединены через первый и второй весовые блоки с первым и вторым

1644365 входами сумматора соответственно, а также блок управления, первый выход которого соединен с тактовыми входами первого и второго регистров, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения регулирования интервала памяти фильтра, введены последовательно соединенные накапливающий сумматор и первый делитель, выход которого соединен с входом первого регистра, и второй делитель, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго весовых блоков, а блок управления выполнен в виде последовательно соединенных счетчика, вход которого является тактовым входом блока управления и соединен с тактовым входом накапливающего сумматора, и цифрового компаратора, 5 выход которого является. первым выходом блока управления и соединен с входами сброса накапливающего сумматора и счетчика, выход которого соединен с первым входом второго делителя, второй вход кото10 рого соединен с вторыми входами первого делителя и цифрового компаратора и является управляющим входом цифрового интерполяционного фильтра, входом которого является вход накапливающего сумматора.

16443б5

Составитель С. Музычук

Техред М,Моргентал Корректор Н. Король

Редактор А, Шандор

Заказ 1247 Тираж 458 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101