Цифровой фильтр

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН ЗН 170 ННЫЙ КОМИТЕТОБРЕТЕНИЙ И ОТН ОСУДАРСТ ПО ДЕЛАМ СР РЫТИЙЕНИЯ ирнов,ву тна ОктябрТрудового огический 6) 1. Авторс563676, кл,2, Авторско758166, кл.рототип) . е свидетельство СС03 Н 17/04, 1977,свидетельство СССР03 Н 17/Обр 1980 САНИЕ ИЗОБ ТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Ленинградский ордкой Революции и орденаКрасного Знамени технолинститут им, Ленсовета(54) (57) ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР, содержащийгенератор тактовых импульсов, дешифратор, кольцевой счетчик, блок постоянной памяти, умножитель, накапливающий сумматор, блок памяти, первуюи. вторую группы элементов И, первыйэлемент И, причем выход генераторатактовых импульсов соединен с первым входом первого элемента И и тактовым входом кольцевого счетчика,информационный выход которого подключен к входу дешифратора и адресному входу блока постоянной. памяти,информационный выход которого соеди,ЯО 10 2 А нен с первым входом умножителя, выход которого подключен к входу накапливающего сумматора, выход которого соединен с первыми входами элементов И первый группы, выходы которых являются информационным выходом филь ра, первый выход дешифратора соединен с вторым входом первого элемента И и первыми входами элементов И второй группы, вторые входы которых являются информационным входом Фильтра, второй выход дешифратора соединен с вторыми входами элементов И первой группы, а информационный выход блока памяти соединен с вторым входом умно- жителя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, э в него введены группа элементов ИЛИ и второй элемент И, первый вход кол. торого соединен с вторым выходом дешифратора, выход первого элемента И С подключен к второму входу второго элемента И, выход которого соединен с адресным входом блока памяти, информационный вход которого соединен с выходами элементов ИЛИ группы, первые входы которых соединены соответст-: венно с выходами элементов И второй группы, выходы элементов И первой группы соединены соответственно с вторыми входами элементов ИЛИ груп 1062856Изобретение относится к цифровой.вычислительной технике и может бытьиспользовано в системах обработкиинформации, информационно-измерительных системах, устройствах прогноэи -рования случайных сигналов, 5Известен цифровой рекурсивныйФильтр, который содержит включенныепоследовательно запоминающее устройство, блок умножения, накапливающийсумматор, управляемый квантующий )Огенератор, измеритель внешнего параметра, коммутатор, блок переключения диапазонов и перестраиваемый аналого-цифровой преобразователь 1(,Недостатком этого фильтра является 15громоздкость схемы поиска элементовв запоминающем устройстве и, какследствие, малое быстродействие.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является цифровой Фильтр. содержащий блок оперативной памяти, блок управления, блокпамяти весовых коэффициентов, умножитель, дешифратор, элемент И, две группы элементон И и накаплинающий сумматор, нход которого соецинен с выходом умножителя, первый вход которого подключен к первому выходу блокапамяти весовых коэффициентов, входкоторого соединен с выходом блокауправления, второй вход умножителясоединен с ныходом блока памяти,второй выход блока памяти весовых коэффициентов соединен со входомдешифратора, выход которого соединен с первыми нходами первой и второй групп элементов И и первым входом элемента И, выход которого подключен к первому входу блока памяти,второй нхо- которого соединен с выходом элемснтов И герной группы, нто"рые входы когорых являются входомФильтра, при этом выход накапливающего сумматора соединен со вторымивходами второй группы элементов И,выходы которых являются выходом Фильтра, а выход блока управления соединен со вторым входом элемента И 2)Однако недостатком известногоФильтра является малое быстродействиепри реализации рекур ивных алгоритмов,Цель изобретения - повышение быст-.родействия цифрового Фильтра,Поставленная цель достигается тем,что н цифровой Фильтр, содержащий ге 55нератор тактовых импульсон, дешифра:ор, кольцевой счетчик, блок постояннои памяти, умножитель, накапливающий сумматор, блок памяти, первую ивторую группы элементов И, первый 60элемент И, причем выход генератораактовых импульсов соединен с первымвходом первого элемента И и тактовымвходом кольцевого счетчика, информационный выход которого подключен 65 ко входу дешифратора и адресному входу блока постоянной памяти, информа-,ционный выход которого соединен с первым нходом умножителя, выход которого подключен ко входу накапливающего сумматора, выход которого соединен с первыми входами элементов Ипервой группы, выходы которых являются информационным выходом фильтра,первый выход дешифратора соединенсо вторым входом первого элемента. Ии перными входами элементов И второй группы, вторые входы которых являются информационным входом фильтра, второй выход дешифратора соединен со вторыми входами элементов Ипервой группы, а информационныйвыход блока памяти соединен .со вторым входом умножителя, введены группа элементов ИЛИ и второй элемент И,первый вход которого соединен со вторым выходом дешифратора, выход первого элемента И подключен ко второмувходу нторого элемента И, выход которого соединен с адресным входом блока памяти, информационный вход которого соецинен с выходами элементов ИЛИ группы, первые нходы которыхсоединены соответственно с выходамиэлементов И второй группы, выходыэлементов И первой группы соединенысоответственно со вторыми входамиэлементов НЛИ группы,На чертеже показана схема цифрового фильтра,Схема содержит генератор 1 тактовых импульсов, блок 2 постояннойпамяти, умножитель 3, накапливающийсумматор 4, блок 5 памяти, дешифратор 6, первый элемент И 7, первуюгруппу элементов И 8, вторую группу элементов И 9, группу элементов ИЛИ 10, нторой элемент И 11,кольцевой счетчик 12, Цифровойфильтр реализует следующий алгоритм: где ) - весовые коэффициенты привыходной функции;весовые коэффициенты привходной функцииИндекс 1 здесь и н дальнейшеьобозначает текущий момент времениЦифровой Фильтр работает следующим образом,Согласно формулы (1) последнее повремени значение выхода фильтраперемножается с коэффициентом (ОА номер ячейки для этого последнегозначения определяется с помощью 9по Фор луле, Ю = (М+ 8+1-9 ) ЮоА (М+ Ц+1),В и сходном со стоянии при= 0 чнаходится н ячейке с номером : О,=-ЕЪ(;,к( , ф,х коо5 г 47 ВНИИПИ Заказ 10260/58 Тираж 936 Подпксное илкал ППП "Патент", г. Ужгород,ул. Проектн д., находится в ячейке с номером: М,Х 1 находится в ячейке сномером )1: М +1, Х.1 к находится вячейке с номером 4 .М+Й.Импульсы генератора 1 поступаютна входы кольцевого счетчика 12 и в 5блок 5 памяти. При этом происходитсчитывание соответствующих кодов вумножителе 3 и накапливание результата в сумматоре 4, Дешифратор, связанный с кольцевым счетчиком и блоком 2, дешифрирует состояния М 4 М +И+1,При состоянии М запрещающий сигналпоступает на вход элемента И 7 и наинверсный вход группы элементов И 8,поэтому на входе умножителя 3 в этом 15состоянии считывается значение 1-цнаходящееся в ячейке с номером Мкроме того, происходит сдвиг счетчика адресов блока 2 в состояние М+1,а счетчик адресов блока 5 памятиостается в состоянии М; и в ячейкупамяти с этим адресом записываетсязначение Х ,Следующий импульс приводит к выборке значения )(1 и ,их умножению и накапливанию в сумматоре 4,При состоянии М+у(+1 счетчика адресов блока 2 запрещающий сигнал сдешифратора поступает на вход элемента И 11 и на инверсные входы группы элементов И 9, происходит считывание значения сигнала Х ( , которое находится в ячейке с номером М+Н,и соответствующего весового коэффициента ф из ячейки памяти М+1)+1,этот же импульс переводит счетчик 35 блока 2 в состояние О, а счетчик блока 5 остается в состоянии М+)(, в эту ячейку происходит запись значения,На этом заканчивается цикл получения значения 1 , которое выдается на вход фильтра, накапливающий сумматор в это время обнуляетСя.При 1 1 0 значение .(, находится в ячейке с номером ,: 1 улой (М+Ч+1), и в этом же состоянии находится счетчик 5 адресов блока,находится в ячейке с номером 11= +41 пой (м+й+1), х г - находится в ячейке с номером ):, Ф 411 лод (М+Н+1), Х и находится в ячейке с номером 4 = (1,Мво) (М+у)+1) .Таким образом, реализуется формула (1), которая может быть записана с помощью номеров ячеек блока памяти в виде где ,:- той (М+К+1) у),:+М) л ) (М+д+1): (М) яоа (М+Н+1)Причем, как видно из формулы (2), яЧЕйКа С НОМЕРОМ 4 л ИСПОЛЬЗуЕтСя дВа раза подряд, Цикл заканчивается ячейкой с номером 4 и с нее же начинается новый цикл работы фильтра.Таким образом, введение дополнительных связей и элементов позволяет увеличить быстродействие цифрового фильтра.