Цифровой трансверсальный фильтр

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 9) И 1) 51)4 Н 03 Н 15/00 2Тк ь "АИ".):) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(21) 4182721/24-21 (22) 19.01.87 (46) 30.07.88. Бюл,В 28 (71) Ленинградский политехнический институт им. М,И.Калинина (72) В.В.Кудряшов и К.В.Тюленев (53) 621.372(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР У 669476, кл, Н 03 Н 15/00, 1969Авторское свидетельство СССР045384, кл. Н 03 Н 5/00, 1982. (54) ЦИФРОВОЙ ТРАНСВЕРСАЛЬНЦИ ФИЛЪТР (57) Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в устройствах обработки, фильтрации и генерирования сигналовЦелью изобретения является повышение точности и обеспечение возможности,оперативной перестройки передаточной функции устройства. Поставленная цель достигается за счет введения дополнительныхФе,Фэлементов и связей, позволяющих притой же емкости запоминающего (ЗУ)устройства, что и в прототипе, существенно увеличить точность фильтра, атакже за счет возможности занесенияинформации в ЗУ, что обеспечивает перестройку передаточной функции цифрового трансверсального фильтра, Начертеже показана линия 1 задержки,имеющая входы информационной последовательности Х 1 адреса записи Ауправления У 1,.соединенная с К оперативными запоминающими устройствами2-12-К, имеющими вход управления У) и входы-выходы, соединенныес шиной данных и входами пирамидального сумматора 3, состоящего кз сумматоров 3-13-1. Работа трансвер-:сального фильтра описывается математической формулок, приведенной вописании изобретения. 1 ил.1413698 М (1 оя К) Еср К,(8) Выбрав элементную базу для реализации цифрового трансверсального фильтра, можно определить необходимую емкость запоминающего устройства по5 Формуле (3) при заданном быстродействии Фильтра, которое определяется как: О где г.ф - минимально возможный интервал времени между сменой информации на выходе цифрового трансверсального фильтра;- время сдвига информации на линии задержки;й- интервал времени от момента выбора адреса оперативного запоминающего устройства до момента появления соответствующей информации на выходе запоминающего устройства;Р - число ступеней суммирования пирамидального сумматора;среднее время суммирования одной ступени пирамидального суммато ра, которое может быть найдено по Фор- мул 30 где г; - интервал времени от момента подачи двух чисел на входы сумматора цо момента получения суммы чисел на выходе сумматора -й ступени. Таким образом, можно выбрать оптимальную по аппаратным затратам емкость запоми нающего устройства и количество ступеней суммирования пирамидального сумматора,т.е,выбрать оптимальную по аппаратным затратам структуру цифрового фильтра при эацанном быстродействии.40Для уменьшения собственного цифрового шума Фильтра разрядность сумматоров одной ступени увеличиваетсяна единицу по сравнению с предыдущей ступенью суммирования, а разрядность первой ступени суммирования на единицу больше разрядности запоминающего устройства.Данная структура цифрового Фильтра позволяет увеличить точность реализации У за счет увеличения разрядности представления коэфФициентов импульсной реакции С; и увеличить разрядность 11 цифрового трансвер сального фильтра при той же емкости запоминающего устройства, что и у прототипа. Точность представления У зависит от выходной разрядности,которая может быть найдена, как суммаразрядности представления частичныхсумм произведений в запоминающемустройстве и число ступеней суммирования. ф= с + К = Ы + з.пг(1 ояК) (9) где ф- разрядность представления,пс(,К,К - описаны вышеФормула (4) позволяет определить,как увеличивается разрядность представления результата Уп (см. Формулу10) или разрядность фильтра Б (см.формулу 11) в предлагаемом цифровомтрансверсальчом фильтре по сравнениюс прототипом при одинаковой емкостизапоминающего устройстваК-М ю - Вор кК 6213 2 10)при Ю - Н , хп(И/К) = НВ 1 о 1(0(дЦ 1 о ф 10 К7 й при хп 1(И 7 К) = И"/К, Иб, 3, К.р - +Угдс рф - разрядность представления Ув предлагаемом устройстве;.д - разрядность представления Упв прототипе;М" - разрядность предлагаемогофильтра;Б - ра.зрядность Фильтра прототипа;К - число ступеней сутлирования;К - количество запоминающихустройств,Введение входов управления в запо":минающие устройства и линию задержкивходов А,и Э , а также использованиеК оперативных запоминающих устройствпозволяет перестраивать передаточнуюфункцию фильтра за счет перепрограм"мирования запоминающих устройств.что определяет универсальность данного цифрового Фильтра,Устройство в первом режиме работает следующим образом.Под действием сигнала управления,поступаюшего на вход У линии задержки 1, выполненной, например, ввиде ш регистров сдвига длиной И,имеющих входы параллельного кода,настраивается на прием адреса записис шины А;. С отводов линии задержки1413698 Составитель А,ОчеретяныйРедактор Н,Горват Техред А,Кравчук Корректор С,Черни Заказ 3792/55 Тираж 928 ПодписноеВНИИПИ Государственного коми 1 ета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, 1 роектная, 4 1 адреса записи соответствующие определенному вектору Х1,,Х,,Х11 , поступают на адресные входыоперативных запоминающих устройств 5определяя ячейки памяти, в которыезаписываются с шины О. двоичные чис;"1ла, являющиеся частичными суммамипроизведений, поступающие на шины П;одновременно с поступлением управляю-,10щего сигнала на вход "У, переводящегооперативное запоминающее устройствов режим записи, по окончании управляющего сигнала на входе У происходит прием новых адресов в линию за- .держки и запись по данным адресам новых частичных сумм и т.д. до полногоперепрограммирования запоминающегоустройства, на этом первый режимустройства заканчивается. 20Устройство во втором режиме работлет следующим образом,На вход линии задержки 1, выполненной, например, в виде ш регистров 25сдвига длиной Х, с входной шины поступает последовательность 1 Х ). Сотводов линии задержки 1 двоичные шЧУразрядные числа Х 1Х -1.фХподаются одновременно на адресные входы операционных запоминающихустройств 2-1, 2-22-К, на выходекоторых появляются при этом частичные суммы произведений, поступающиена входы пирамидального сумматора 3,на выходе пирамидального сумматора35формируется двоичное число У, кото-рое поступает на выходную шину фильтраеОперативные запоминающие устройства осуществляют непосредственноепреобразование частей последовательности Х Х1 Х и , хранящихся в данный момент в линии задержки, в частичную сумму произведений,что обеспечивает отсутствие перемножителей в структуре фильтра,Включение цополнительньы входов линии задержки и К оперативных запоминающих устройств с пирамидальным сумматором отличает предлагаемый цифровой трансверсальный фильтр от прото-., типа тем, что существенно (в тысячи, сотни тысяч раз) уменьшается емкость запоминающего устройства при той же точности устройства или при той же емкости запоминающего устройства, увели чивается точность фильтра за счет увеличения приблизительно в К раз (где К- число оперативных запоминающих устройств) разрядности фильтра (си. формулу 1) или за счет увеличения приблизительно в 2 к И в раз разряднос ти выходного результата Ур(см, ф-лу 10).Формула изобретенияЦифровой трансверсальный фильтр, содержащий линию задержки с отводами, первый вход которой соединен с шиной входной ш-разрядной последовательности, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что с целью повышения точности и обеспечения возможности оперативной перестройки передаточной функции фильтра, в него введены первая шина управления, соединенная с вторым входом линии задержки с отводами, к третьему входу которой подключена шина адреса записи, пирамидальный сумматор и оперативные запоминающие устройства, входы управления которых подключены к второй шине управления, адресные входы - к соответствующим отводам линии задержки с отводами, а входы-выходы - к шине данных и к соответствующим входам пирамидального сумматора, причем входы сумматоров первой ступени суммирования являются входами пирамидального сумматора, выходы этих сумматоров соединены с входами сумматоров второй ступени суммирования, выход последнего сумматора соединен с выходной шиной фильтра.