Цифровой фильтр

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТ ИЧЕСНЧХРЕСПУБЛИН 19) (11) 728 03 Н 17/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ б иоГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(56) Авторское свидетельство СССУ 1244786, кл. Н 03 Н 17/04, 198(57) Изобретение относится к радтехнике и обеспечивает быстродей вие. Фильтр содержит входной блок 1памяти, состоящий из и регистров 2сдвига, блок 3 сравнения, и мультиплексоров 4, п дополнительных,блоков 5 памяти, и эл-тов И б, накапливающий сумматор 7, перемножитель 8,блок 9 формирования тактовых импульсов и лок 10 памяти каэф. За счетпараллельного определения порядковыхстатистик отсчетов входного сигналас использованием блока 3 и блоков 5данный фильтр обладает высоким быстродействием. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.где к; (х 1, . х.) я порядковая (ранговая) статистика и текущих отсчетов входного сигнала х,Х 7 - значение 1-го отсчета на выходекфильтра; И, - весовой коэффициент, имеющий значение 0 или 1; р - коэффициент усиления. В случае, когда р =1 Оо.1 =,1, а остальные весовые2коэффициенты равны О, то осуществляется медианная фильтрация сигнала,которая является очень эффективнойдля сглаживания импульсного шума. Медиана является порядковой статистикой с номером (и+)/2 при нечетноми. Если положить Ы, =1,.=1,и и=1/и, то получим обычныйсглаживающий фильтр, реализующий операциюскользящего усреднения,Перед началом работы цифровогофильтра в и-разрядный блок 10 памятикоэффициентов (регистр) записываютсязначения и весовых коэффициентов ы,цифрового фильтра, причем содержимое.-го разряда равно значениюПеремножитель 8, который реализован в 50 Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах цифровой обработки информации.Цель изобретения - повышение быст 5 родействия.На фиг. приведена структурная электрическая схема цифрового фильтра; на Фиг.2 - структурная электрическая схема блока сравнения, для цифрового фильтра 4-го порядка.Цифровой фильтр содержит входной блок 1 памяти, состоящий из и регистров 2 сдвига, блок 3 сравнения, и мультиплексоров 4, и дополнительных блоков памяти, и элементов И 6, накапливающий сумматор 7, выходной, выполненный в виде постоянного, перем,ножитель 8, блок 9 формирования тактовых импульсов и блок 10 памяти коэффициентов.Блок 3 сравнения содержит икомпараторов 11 и игрупп элементов 12 задержки, элементы 13 задержки.Цифровой Фильтр работает следую щим образом.Цифровой Фильтр осуществляет ранговую фильтрацию входного сигнала в цифровой форме по следующему уравне 30 нию." виде постоянного запоминающего устройства, (ПЗУ), адресный вход которого является информационным входом перемножителя 8, программируется таким образом, чтобы в нем были записаны все возможные произведения кода входного числа на заданный коэффициент усиления рОтсчеты входного сигнала последовательно поступают на информационный вход цифрового фильтра, который одновременно является параллельным входом первого сдвигового регистра 2.1 входного блока 1 памяти, С поступлением каждого нового отсчета на вход цифрового фильтра, на вход управления цифрового фильтра подается импульс, с помощью которого происходит запись этого отсчета в первый регистр 2.1 сдвига и сброс накапливающего сумматора 7 в исходное состояние. В иш-разрядных регистрах 2 сдвига,где ш - количество разрядов одного отсчета сигнала, вначале каждого цикла работы цифрового фильтра временно хранятся коды последовательных отсчетов сигнала х х. С параллельных входов регистров 2 сдвига коды отсчетов сигнала поступают параллельно на и входов блока 3 сравнения. В блоке 3 сравнения посредством икомпараторов 11 реализуется сравнение текущего Е-го отсчета входного сигнала с и - 1 предыдущими его отсчетами. С помощью (и)-х групп 12 элементов задержки осуществляется последователь. ная задержка результатов сравнения текущего отсчета сигнала с иего предыдущими отсчетами. Таким образом, за счет использования икомпараторов 11 и (и)-х групп 12 элементов задержки в блоке 3 сравнения рекур сивно вычисляются результаты всех возможных попарных сравнений и последовательных отсчетов сигнала, общее число которых равно и(и)/2. Выходные сигналы компараторов 11 и групп 12 элементов задержки в каждом цикле работы цифрового фильтра поступают на адресные входы и блока 5, Все и блоки 5 запрограммированы таким образом, что .-й блок 5 совместно с блоком 3 сравнения определяет номер того отсчета из последовательных отсчетов, который является1.-й порядковой статистикой К;(х х 1,). Например, на выходе первого блока 5,1 появляется двоичныйз13код номера максимального отсчета сигнала из п отсчетов х х 1,. ПустьМиФ 1ф 1и = 4, фиг.2, а х является максимальным отсчетом из четырех последовательных отсчетов. Тогда навыходе всех трех компараторов 11 будет сигнал 1", а навыходах трех элементов 13 задержки будут сигналы,соответствующие результатам попарного сравнения трех отсчетов х, хи х , . В каждом такте работы цифрового фильтра импульс с тактового выхода блока 9 формирования тактовыхимпульсов поступает на вход установки регистров 2 сдвига. Таким образом,в 1-м такте каждого цикла работы цифрового фильтра на выходе 1.-го мультиплексора 4.1. появляется 1-й разряд1-й порядковой статистики к .(х1-нх), который поступает на второй вход д-го элемента И 6 На первый вход -го элемента И 6. поступает значение коэффициента Ы, . Кодыпроизведения всех порядковых статистик на соответствующие весовые коэффициенты поразрядно-параллельно поступают на и входы накапливающего сумматора 7. Накапливающий сумматор 7реализует операцию суммирования идвоичных чисел, которые поразрядноподаются на его входы. Перед началомсуммирования накапливающий сумматор7 сбрасывается,После ш тактов, т.е. в конце каждого цикла на выходе накапливающегосумматора 7 формируется код взвешенной суммы всех порядковых статистиквходного сигнала. На выходе перемножителя 8 в каждом цикле работы, цифрового фильтра формируется результатумножения на коэффициентвыходногокода накапливающего сумматора 7. Таким образом, в конце каждого циклаработы цифрового фильтра на его выходпоступает код отсчета результата ранговой фильтрации входного сигнала.За счет параллельного определенияЬорядковых статистик отсчетов входного сигнала с использованием блока3 сравнения и дополнительных блоков5 постоянной памяти предлагаемый цифровой фильтр обладает высоким быстродействием.Формула изобретения1, Цифровой фильтр, содержащийвходной блок памяти, состоящий из п(где п - порядок фильтра) последовательно соединенных регистров сдвига,первый элемент И, блок памяти коэффициентов, последовательно соединенные накапливающий сумматор и выходнойперемножитель, блок формирования тактовых импульсов, тактовый выход которого соединен с входами управленияп регистров сдвига входного блока памяти, причем входы установки первогорегистра сдвига и накапливающего сумматора объединены между собой и явля 10 ются входом управления цифрового фильтра, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения быстродействия.введены блок сравнения, входы которого подключены к параллельным выходами регистров сдвига входного блока паблоков памяти, входы которых соединены с выходами блока сравнения, и мультиплексоров, информационные входы каждого из которых подключены кпоследовательным выходам п регистровсдвига входного блока памяти, а входы управления соединены с выходами соответствующих дополнительных блоковпамяти, пэлементов И, выходы ко 3035 4045 50 55 торых и выход первого элемента И подключены к входам накапливающего сумматора, первые входы -х (где 1.=1,п)элементов И соединены с выходами д-х разрядов блока памяти коэффициентов, а вторые входы д-х элементов И подключены к выходам -х мультиплексоров, вход синхронизации накапливаю-, щего сумматора соединен с тактовым выходом блока формирования тактовых импульсов, выход управления которого подключен к входам синхронизации дополнительных блоков памяти и к второму входу перемножителя, выполненного в виде постоянного запоминающего устройства.2. Фильтр по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что блок сравнения содержит икомпараторов, первые входы которых объединены и являются первым входом блока сравнения, а вторые входы икомпараторов являются остальными исоответствующими входами блока сравнения и, игрупп элементов задержки, причем 1-я (где 3=1,п) группа элементов задержки состоит из 1 элементов задержки, выходы первых Е (где 1=1, п) элементов задержки (Е+1)-й группы элементов задержки подключены к входам соответст 20 мяти соответственно, и дополнительных5 1327281 6вующих элементов задержки 1-й группы, выходы всех компараторов и элементов а входы элементов задержки (и)-й задержки всех групп элементов задержгруппы элементов задержки соединены с ки являются п (п-.1)/2 выходами блока выходами икомпараторов, при этом сравнения. Составител ипови ректор Б.Бутяг оптин Техр е адар к Проектная,4 Производственно-полиграфическ дприятие.г.ужгород,54 Тираж 901 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035 Москва, М(-35, РаПодписно омитета СССР открытий ушская наб