Цифровой фильтр

"ЛБА ИЯ Е.Теп Р9. тво СС53, "19о СССР353,я к вычи ОСУДРРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(57) Изобретение относит лительной технике и может быть использовано в системах цифровой обработки радиолокационных, гидролокационных и других сигналов. Целью изобретения является упрощение фильтра, с четным числом коэффициентов. Фильтр содержит блоки 1 и 2, накапливающий сумматор 5, блок б,памяти коэффициентов, адресные счетчики 7-9 регистры 10 и 11 и блок 12 синхронизации с соответствующими связями.2 ил.30 Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах цифровой обработкирадиолокационных, гидролокациойных5и других сигналов.Целью изобретения является упрощение Фильтра: уменьшение аппаратурных затрат для случаев, когда числокоэффициентов фильтра является четным.На Фиг, 1 показана блок-схемацифрового фильтра на Фиг. 2 - блоксхема блока синхронизации.Фильтр (Фиг. 1) содержит блоки1 и 2 памяти, сумматор 3, умножитель4, накапливающий сумматор 5, блок 6памяти коэффициентов, адресные счетчики 7-9, регистры 10 и 11 и блок 12синхронизации, 20Блок 12 синхронизации (Фиг, 2)выполнен на генераторе 13 тактовыхимпульсов, счетчике 14, одновибраторе 15 и дешифраторе 16.Цифровой Фильтр работает следующим образом.Генератор 13 формирует сигнал типа"меандр" с чачтотой импульсовМ/2+1гдс Ю - длина импульснойТахарактеристики, Т - требуемый период дискретизации, Эти импульсы поступают на счетный вход счетчика 14и при достижении последним состоянияМ/2 на первом выходе дешифратора 16и, соответственно, выходе блока 12синхронизации появляется импульс длительностью в один период тактовойчастоты, по окончании которого, т,е.при переходе счетчика 14 в состояние40И/2+1, на втором выходе дешифратора16 появляется уровень "0" и счетчик14 сбрасывается, Таким образом, навыходе блока 12 синхронизации Форми-,руются импульсы дискретизации, в периоде которых равно М/2+1 импульсовтактовой частоты, по середине каждогоимпульса дискретизации с помощью одновибратора 15 формируется короткийимпульс, который поступает на второйвыход блока 12 синхронизации,Предположим, что при появленииочередного импульса дискретизациисчетчик 8 перехоДит в состояние 1, асчетчик 9 перед появлением импульса55дискретизации находится в состояниитогда в регистре 10 зафиксировантакже код 1 (регистры 10 и 11 выбираются с синхронизацией по заднему Фронту, счетчики 7, 8, 9 и 14 и накапливающий суммат р 5 - по переднему),поэтому счетчик 9 при появлении импульса дискретизации, поступающегона вход предварительной установки(вход С), сохраняет состояние 1 навремя длительности импульса дискретизации и затем еще на один такт, таккак передний фронт тактовой частотыопережает фронт импульса дискретизации на время срабатывания счетчика 14и дешифратора 16, а сигнал на входеС блокирует работу счетчика 9 по счетному входу. По заднему фронту тактовойчастоты во время импульса дискретизации содержимо ячейки с адресомблока 1 памяти переписывается в регистр11, после чего в ячейку 1 блока 1 памяти и ячейку 3 блока 2 памяти сигналом с второго выхода блока 12 синхронизации записываются код числа на входе фильтра (последний входной отсчет)и код с выхода регистра 11 (первый отсередины входной отсчет) соответственно, По окончании импульса дискретизации начинается считывание информации из блоков 1 и 2 памяти, приэтом счетчик 8 начинает счет с кодад+1, а счетчик 9 - с кода 3 (так какимпульс дискретизации, поступающийна его С-вход, заканчивается с задержкой относительно фронта тактовогоимпульса). Далее в связи с тем, чтов интервале между двумя импульсамидискретизации укладывается ровно Б/2периодов тактовой частоты, а счетчики 8 и 9 являются счетчиками по модулюЯ/2, к приходу следующего импульсадискретизации счетчик 8 оказываетсяв состоянии 1, а счетчик 9 - в состоянии 1 - 1, А с появлением импульсадискретизации счетчик 8 переходит всостояние 1+1, а счетчик 9 остаетсяв состоянии 3-1, так как в него записывается код с выхода регистра 10,Далее процесс записи информации в блоки 1 и 2 памяти повторяется как описано выше, но уже по адресам +1 и1-1 соответственно. Таким образом,в блоке 1 памяти после каждого импульса дискретизации по адресам, на-,чиная с адреса, следующего за тем,по которому произведена последняя запись, хранятся последние (в порядкепоступления) И/2 отсчетов входногосигнала, причем в порядке убыванияиндексов, т,е, отсчеты с индексами- И/2, 1 - М/2-1, , -И+1, а., 1 - 1, 1,Таким образом производится "сдвиг"отсчетов входного сигнала относительно весовых коэффициентов Фильтра.В интервале между импульсами дискретизации н каждом из И/2 тактовиз блоков 1 и 2 памяти одновременчосчитывается по два отсчета входногосигнала, симметричных относительноцентРа Х( 2) Х- М/2Х(,- М/2- ) фХЪ пгниг)фХ 1- "Эти отсчеты поступают на входысумматора 3, а сумма с его выходана вход умножителя 4, на второй вход 20которого из блока 6 памяти поступаютвесовые коэффициенты н последовательности Ь 1,1 , , , которыесчитываются из блока 6 памяти подуправлением счетчика 7 адреса, который сбрасывается в нуль в серединекаждого импульса дискретизации сигналом с второго выхода блока 12 синхронизацииПроизведения каждой из сумм пары 30отсчетов входного сигнала на соответствующий весовой коэффициент Ь(Х.,++ Х.н и), где и = 1, 2, , И/2,поступают на накапливающий сумматор5, который выполнен в виде сумматора, выход которого соединен с входомрегистра, выход которого соединен свторым входом сумматора, первый входкоторого является входом накапливающего сумматора 5, а выход регистра - 40выходом накапливающего сумматора 5,причем регистр синхронизируется передним фронтом тактовых импульсон,поступающих с первого выхода блока12 синхронизации. Таким образом, в 45начале каждого импульса дискретизации на выходе накапливающего сумматора 5 Формируется значение У выходного отсчета Фильтра, а в серединеимпульса дискретизации выходной регистр накапливающего сумматора 5сбрасывается и подготавливается длявычисления следующей суммы.Реализация фильтра для нечетных Ине представляет принципиальной слож 55ности. В этом случае необходимо вовремя импульса дискретизации сначала переписать информацию из регустра 11 в блок 2 памяти, а затем из блока 1 памяти - в регистр 11, а сум-.матор 3 реализовать, например, наАПУ и во время импульса дискретизациипропускать на умножитель сигнал с первого вкода, Одако схема фильтра длянечетных И несколько усложняется, ан большинстне практических применений выбор четного или нечетного Ине имеет принципиального значения,т.е. обычно можно подобрать фильтрс четным И и требуемыми характеристиками. Тем более нецелесообразнойпредставляется реализация универсального Фильтра, настраиваемого на заданное значение И. Это верно в большинстве практических применений, ноне всегда, т.е. некоторых случаяхнеобходим универсальный перестраиваемый фильтр. Формула изобретени Цифровой фильтр, содержащий первый блок памяти, информационный вход которого является входом отсчетов сигнала цифрового Фильтраа выход подключен к информационному входу первого регистра, сумматор, выход которого подключен к первому входу умножителя, выход :;оторого подключен к информационному входу накапливающего сумматора, выход которого является выходом фильтра, второй вход умножителя подключен к выходу блока памяти коэффициентов, адресный вход которого подключен к выходу первого адресного счетчика, второй регистр, второй адресный счетчик и блок синхронизации, первый, выход которого соединен со счетным входом первого адресного счетчика, первым управляющим входом накапливающего сумматора и управляющим входом второго регистра, второй вы,ход блока синхронизации соединен с "торым управляющим входом накапливающего сумматора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения Фильтра с четным числом коэффициентов, в нсго введены второй блок памя" ти и третий адресный счетчик, причем выходь первого и второго блоков памяти соединены с первым и вторым входами сумматора, выход первого регистра соединен с информационным входом второго блока памяти, вход записи которого соединен с входом записи первого блока памяти, входом установки нуля первого адресного счетчика и вторым1635196ь Л.Логачравчук оставиехред А ктор А.Лежнина ректор М.Шароюи 57 Тираж 408 ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытия113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 при ГКНТ СССР оизводственно-издательский комбинат "Патент". г.ужгород, ул. Гагарина,1 выходом блока синхронизации, третийвыход которого соединен с входом предварительной установки третьего адресного счетчика, счетный вход которогосоединен с управляющим входом первогорегистра, счетным входом второго адресного счетчика и первым выходомблока синхронизации, выход второгоадресного счетчика соединен с адресным входом первого блока памяти, выход первогр регистра соединен с информационным входом второго блока памяти, адресный вход которого соединенс выходом третьего адресного счетчикаи информационным входом второго регистра, выход которого соединен с информационным входом третьего адресного счетчика,