Цифровой фильтр с линейной дельта-модуляцией

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИЕСПУБЛИК 1716606 3/02, Н 03 Н .17/О 51) 5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ЯМ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМ ЕТЕЛЬСТВУ ельский НОЙ Изобретение относитс ной технике и может быть и цифровой фильтрации слу сов, в частности, в спектро раллельного действия с формата линейной дельта-м для представления входно я к вычислительспользовано для чайных процеснализаторах паиспользованием одуляции (ЛДМ) о сигнала,(21) 4804923/24(56) Авторское свидетельство СССМ 1495979, кл. Н 03 Н 17/06, 198Авторское свидетельство СССМ 1601749, кл. Н 03 М 3/02, 1988(54) ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР С ЛИДЕЛ ЬТА-МОДУЛ Я ЦИ Е Й Цель изобретения - повышение быстродействия и упрощение фильтра.На чертеже приведена структурная схема цифрового фильтра с линейной дельта- модуля цией.Цифровой фильтр с линейной дельта- модуляцией содержит регистр 1 сдвига, счетчик 2 импульсов, буферные регистры 3,1.;.3.(М+ 1), двоичные сумматоры 4.14.(М+ 1), перемножители 5.1.5,М, где М - длина импульсной характеристики фильтра, накапливающий сумматор 6,:источник 7 постоянного кода, информационный вход 8, тактовый вход 9, вход 10 сброса, входы 11,111,М задания весовых коэффициентов импульсной характеристики и вы 2(57) Изобретение относится к вычислительной технике. Его использование для цифровой фильтрации случайных сигналов. позволяет повысить быстродействие и упростить фильтр, Последний содержит регистр 1 сдвига, счетчик 2 импульсов, буферные регистры 3.13(М+1), двоичные сумматоры 4,14.М (М - длина импульсной характеристики фильтра), накапливающий сумматор 6 и источник 7 постоянного кода. Положительный эффект достигается благодаря введению двоичного сумматора 4(М+1) и перемножителей 5,15.М, 1 ил. ход 12 цифрового фильтра с линейной дельта-модуляцией.Информационный вход регистра 1 сдвига является информационным входом 8 фильтра, тактовый вход регистра 1 объединен со счетным входом счетчика 2 и является тактовым входом 9 фильтра, вход обнуления регистра 1 сдвига объединен свходами обнуления счетчика 2 импул.ьсов,- д накапливающего сумматора 6, буферных ре гистров 3.13(М+ 1) и является входом обну ления 10 фильтра, выходы регистра 1 сдвига соединены с информационными входами буферного регистра 3.(У+1), выходы которого соединены с входами двоичного сумматора 4,(М+1), Выход счетчика 2 импульсов подключен к входам разрешения записи всех буферных регистров 3 и накапливающего сумматора 6, выходы которого являются выходами 12 фильтра. Выходы источника 7 постоянного кода подключены к первым входам двоичного сумматора 4,1, выходы двоичного сумматора 4 л, = 1,М соединены с информационными входами буферного реМ -1 с 6 (х)- .; )1 в , ео-я+г- 2 .йо,й,.Таким образом, на выходе регистра З.М формируется последовательность значений (пуф Е О, которая поступает в накапливающий сумматор 6, формируя на выходе последнего прореженный в ц раэ выходной сигнал цифрового фильтра с линейной дельта-модуляцией в формете ИКМ с частотойТДИСКРЕтИЗаЦИИ Тп - - й -тц,хг=1 п 1 =О25При случайных сбоях, например по питанию, нормальная работа цифрового фильтра с линейной дельта-модуляцией восстанавливается подачей сигнала на вход обнуления 10 фильтра. 30Затраты времени на вычисление одного значения первой разностидук равны т-им 1+ь+тзм 2, где ь- время выполнения операции умножения в блоке 5, им 1, тзм 2 - соответственно время выполне ния операции суммирования в блоках 4и 4.(М+1)= 1,М. Период частоты дискретизации входного сигнала соответствует периоТп тду т,= - что позволяет 40с цобрабатывать входной сигнал с соответствующим спектром.Перемножитель 5. для одного заданного значения весового коэффициента Ьмч может быть выполнен на постоянном 45 запоминающем устройстве (ПЗУ), число адресных входов которого соответствует величине оо 2 ц. Требуемый объем памяти одного ПЗУ в этом случае равен О 1= 2 Я = ц, а суммарный объем памяти, используе мый в фильтре, соответствует значе- . нию 0= М 01 = Мц ячеек.Сравним этот объем памяти, с объе-.мом памяти, используемым в устройстве- прототипе. Для устройства-прототипа 55 объем памяти одного преобразователя кода равен 01= 2 Р, а суммарный объем- рпамяти 0 = 2 р, где Р - коэффициентМ прореживания входного сигнала фильтра, При одинаковой частоте следования входных и выходных сигналов сравниваемых устройств, т,е. р - ц, предлагаемое устройство имеет преимущество перед устройством- прототипом в меньшем, объеме используемой памяти уже при ц 4: Мц2 Р (р ц),МРПоскольку для ЛДМ-формата входного сигнала значение ц 1, а:аппаратурные затраты сравниваемых цифровых фильтров примерно пропорциональны используемому объему памяти, предлагаемое устройство существенно проще по сравнению с прототипом.Одновременно, за счет логарифмической зависимости между разностью выходного сигнала сумматора 2 и коэффициентом прореживания ц выходного сигнала фильтра, практически сняты ограничения на величинуц, Например, в предлагаемом устройстве легко реализуется значение ц = 64, в то время как в фильтре-прототипе это требует применения преобразователя кода с 64 входами, что является трудно реализуемым. Снятие этого ограничения позволяет значительно увеличить частоту дискретизации Тд, а значит соответственно увеличить быстродействие фильтра,Дополнительно отметим, что наличие в фильтре входов 11.),= 1,М задания значений весовых коэффициентов позволяет использовать предлагаемое устройство в системах с быстрой перенастройкой передаточной характеристики, например, при осуществлении адаптивной фильтрации, в то время как в устройстве-прототипе для перенастройки фильтра необходимо полно- стью заменить записанную в преобразователях кода информацию что требует значительно большего времени.Поэтому введением в известное устройство сумматора 4.(М+ 1) и перемножителей 5,15.М с соответствующими связями достигнута поставленная цель - увеличено быстродействие путем снятия всяких ограничений на увеличение коэффициента прореживания ц выходного сигнала и упрощена схема фильтра за счет уменьшения объема. используемой памяти, достигаемого путем установления логарифмической зависимости между разрядностью частичных сумм блока 4.(М+ 1) и коэффициента прореживания ц. Остальные блоки могут быть выполнены аналогично прототипу.1716606 25 Составитель А,ТимченкоРедактор Н.Коляда Техред М.Моргентал Корректор С. Шевкун Тираж Подписное Государственного комитета по изобретениям и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5ГКНТ СССР Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10 Формула изобретения Цифровой фильтр с линейной дельта- модуляцией, содержащий регистр сдвига, информационный вход которого является информационным входом фильтра, тактовый вход регистра сдвига объединен со счетным входом счетчика импульсов и является тактовым входом фильтра, вход обнуления регистра сдвига объединен с входами обнуления счетчика импульсов, накапливающего сумматора и первого - (М+1)-го буферных регистров (М - длина импульсной характеристики фильтра) и является входом обнуления фильтра, выходы регистра сдвига соединены с информационными входами (М+1)-го буферного регистра, первый -М-й двоичные сумматоры и истОчник постоянного кода, выходы которого подключены к первым входам первого двоичного сумматора, выходы -го двоичного сумматора ( = 1, М) соединены с информационными входами - го буферного регистра, выходы которого подключены к первым входам (+ 1)-го двоичного сумматора, выходы М-го двоичного сумматора соединены с информационными входами М-го буферного регистра, выходы которого подключены к информационным 5 входам накапливающего сумматора, выходсчетчика импульсов соединен со входами разрешения записи всех буферных регистров и накапливающего сумматора, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения 10 быстродействия и упрощения фильтра, в него введены (М+1)-й двоичный сумматор и первый -М-й перемножители, первые входы которых являются соответственно первыми -М-ми входами задания весовых коэффици ентов импульсной характеристики фильтра,выходы (М+1)-го буферного регистра соединен ы с входами (М+1)-го двоичного сумматора, выходы которого подключены к вторым входам всех перемножителей, выходы каж дога из которых соединены с вторыми входами одноименного двоичного сумматора, выходы накапливающего сумматора являются выходами фильтра.