Цифровой фильтр

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ;уН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ЗО ЗР ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(57) Изобретение относится к областицифровой обработки сигналов и можетбыть использовано для вычислениясумм произведений, дискретного преобразования Фурье, обработки речи ииэображений в реальном масштабе времени. Цель изобретения - повышениебыстродействия, Поставленная цельдостигается за счет того, что цифровой фильтр состоит из блоков 2,5,б,7,9,21,22 постоянной памяти, блока27 элементов И, блока 6 постоянной1280390 где УП Нг памяти коэффициентов, сумматора 25по модулю два, элемента 24 НЕ, четырех элементов 17-20 И, двух мультиплексоров 10,11, четырех регистров 1Изобретение относится к цифровойобработке сигналов и может быть использовано для вычисления сумм произведений, дискретного преобразования фурье, обработки речи и изображений в реальном времени.Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.На фиг,1 представлена структурнаясхема цифрового фильтра; на фиг.2 - Юблок-схема блока предварительногоокругления; на фиг.3 - блок управления,Цифровой фильтр содержит регистр1, блок 2 постоянной памяти, ре" 15гистр 3 результата, информационныйвыход 4 устройства, блок 5 постоянной памяти, блок 6 постоянной памятикоэффициентов, блок 7 постоянной па"мяти, блок 8 синхронизации, блок 9 20постоянной памяти, мультиплексоры 10и 11, двоичный реверсивный счетчик12, двоичный сумматор 13, регистры14-16, элементы И 17-20, блоки 21 и22 постоянной памяти, блок 23 предварительного округления, элементНЕ 24, сумматор 25 по модулю два,вход 26 знака информации устройства,блок элементов И 27, информационныйвход 28 устройства, первый выход 29 30блока управления устройства, вход30 запуска устройства, вход 31 синхронизации устройства, второй 32, третий 33, четвертый 34 и пятый 35 выходы блока управления устройством, 35Блок предварительного округления23 образуют блоки 36 и 37 постояннойпамяти, выход 38 и группа входов 39.Блок управления устройством содержит КЯ-триггер 40, элементы И 41 40и 42, элемент НЕ 43, двоичный счетчик 44 и одновибратор 45.Устройство работает следующим образом.В основу работы цифрового фильтра 45положена следующая Формула: 1,14-16, сумматора 13, регистра 3 результата, блока 8 синхронизации, блока 23 предварительного округления. 1 з,п, Ф-лы. 3 ил,гл(-1Н ПГ=о1-г,результат фильтрации;входная информация;фильтровые коэффициенты. В исходном состоянии блок элементов И 27 закрыт для прохода информации низким уровнем на первом выходе 29 блока управления устройством 8. По отрицательному импульсу, пришедше му на вход 30 запуска устройства, КЯ-триггер 40 переходит в состояние "1", а на выходе элемента НЕ 43 и, соответственно, на четвертом выходе 34 блока управления устройством 8 формируется положительный импульс, который обнуляет все регистры 1, 3, 14 - 16 и счетчики 12 и 44 устройства. В результате этого на втором выходе 32 блока управления устройством 8 устанавливается начальный (нулевой) код. По окончании импульса запуска на первом выходе 29 блока управления устройством 8 появляется положительный уровень, открывающий группу элементов И 27 для прохода информации. Отрицательные импульсы синхронизации являются стробами информации, Длительность этих импульсов определяется продолжительностью тракта об- работки информации, состоящего из следующих этапов.Этап 1. Информация, прошедшая через блок элементов И 27, перекодируется в блоке 7 в код СОК, Параллельно оСуществляетСя выборка коэффициентов из блока 6 в соответствии с адресом, установленным на втором выходе 32 блока управления устройством 8.Этап 11. В блоке 5 производится умножение информации на числовое зна чение фильтрового коэффициента. Па 12803раллельно на сумматоре 25 по модулюдва определяется знак результата ум 1ножения,Этап 111. Результат умножения округляется в блоке 23 предварительного округления. Параллельно в соответствии со знаком результата умножения, определяемым состоянием выходасумматора 25 по модулю два ("0" соответствует знаку "+", "1" - знаку 10"-"), открывается элемент И 17 или18 и осуществляется выборка содержимого одного из регистров (1, 14) спомощью мультиплексора 11.Этап 17. Округленный результат на 15сумматорах 2 и 22 складывается с числом, поступившим с выхода мультиплексора 11,Этап 7. В блоке 9 производитсяФормирование сигналов переноса и поп равок к старшим разрядам результата.Одновременно в соответствии с наличием (или отсутствием) переноса в старшие разряды открываются (или закры -ваются) элементы И 19 или 20 и производится выборка соответствующего ре зультата сложения с помощью мультиплексора 10.По положительному фронту сигнала 30 синхронизации происходит изменение состояния двоичного счетчика 44 и формирование положительного Фронта тактового сигнала, который, пройдя через открытый элемент И 17 или 18, производит запись информации в соответствующие регистры поправки и регистр и осуществляет соответствующее изменение состояния двоичного реверсивного счетчика 12 (если имеется 40 сигнал переноса в старшие разряды).Временной интервал, характеризующийся высоким уровнем на входе синхронизации устройства 31, служит для смены информации на информационном вхо де 28 устройства.По отрицательному импульсу синхронизации последнего такта двоичный счетчик 44 формирует импульс переполнения, по окончании которого одновиб ратор 45 вырабатывает другой отрицательный импульс, который, с одной стороны, перебрасывает в состояние "0" КБ-триггер 40, а с другой стороны, "своим положительным фронтом за писывает информацию в регистр 3 результата. Длительность отрицательного импульса одновибратора должна обеспечить выполнение следующих опе 90 4раций: запись поправки в регистр 15 или 16; сложение положительной и отрицательной поправок на двоичном сумматоре 13 и работа блока 9 по преобразованию старших разрядов результата, поступающих с двоичного реверсивного счетчика 12 в прямом или дополнительном двоичном коде в том случае, когда информация положительная или отрицательная, и поправки к старшим разрядам результата, поступающей с двоичного сумматора 13 в аналогичном виде. Переход КБ-триггера 40 в состояние "0" закрывает элементы И 41 .и 42 и, таким образом, переводит устройство в ждущее состояние. Для начала нового цикла фильтрации снова необходим запуск устройства.Формула изобретения1. Цифровой фильтр, содержащий блок постоянной памяти коэффициентов и первый блок постоянной памяти, первый и второй адресные входы которого подключены соответственно к первому выходу блока постоянной памяти коэффициентов и выходу второго блока постоянной памяти, третий блок постоянной памяти, блок синхронизации, первый регистр и регистр результата, выход которого является информационным выходом фильтра, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой блоки постоянной памяти, блок элементов И, сумматор по модулю два, элемент НЕ, четыре элемента И, два мультиплексора, второй, третий и четвертый регистры, сумматор и реверсивный счетчик, первый выход блока синхронизации подключен к первому входу блока элементов И, выход которого подключен к адресному входу второго блока постоянной памяти, второй выход блока синхронизации подключен к адресному входу блока памяти коэффициентов, второй выход которого подключен к первому входу сумматора по модулю два, выход которого подключен к управляющему входу первого мультиплексора, первому входу первого элемента И и входу элемента НЕ, выход которого подключен к первому входу второго элемента И, выход которого подключен к тактовым входам первого и второго регистров и первому входу третьего элемента И, выход которогоподключен к суммирующему входу реверсивного счетчика, информационныйвыход которого подключен к первомуадресному входу четвертого блокапостоянной памяти, выход которогоподключен к информационному входурегистра результата, третий выходблока синхронизации подключен к вторым входам первого и второго элементов И, выход первого элемента И подключен к тактовым входам третьего ичетвертого регистров и первому .входу четвертого элемента И, выход которого подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика, вход обнуления которого объединен с входамиобнуления регистра результата, первого, второго, третьего и четвертогорегистров и подключен к четвертомувыходу блока синхронизации, пятый выход которого подключен к тактовомувходу регистра результата, выход первого блока постоянной памяти подключен к первому адресному входу пятогоблока постоянной памяти и адресномувходу шестого блока постоянной памяти, выход которого подключен к второму адресному входу пятого блокапостоянной памяти, выход. которогоподключен к первым адресным входам ЗОтретьего и седьмого блоков постоянной памяти, выход третьего блока постоянной памяти подключен к первомуинформационному входу второго мультиплексора и адресному входу седьмого 35блока постоянной памяти, первый ивторой выходы которого подключены кинформационным входам соответственновторого и третьего регистров, выходыкоторых подключены соответственно к 40первому и второму входам сумматора,выход которого подключен к второмуадресному входу четвертого блока постоянной памяти, выход седьмого блока постоянной памяти подключен к второму информационному входу второго мультиплексора, выход которого подключен к информационным входам первого и четвертого регистров, выходы которых подключены соответственно к первому и второму информационным входам первого коммутатора, выход которого подключен к вторым адресным входам третьего и седьмого блоков постоянной памяти, вход запуска и тактовый вход блока синхронизации являются соответственно входом запуска и входом синхронизации фильтра, входом знака информации, информационным входом которого являются соответственно второй вход сумматора по модулю два и второй вход блока элементов И.2, Фильтр по п.1, о т л и ч а ю - щ и. й с я тем, что блок синхронизации содержит КБ-триггер, два элемента И, элемент НЕ, счетчик и одновибратор, выход которого является пятым выходом блока и подключен к К-входу КЯ-триггера, выход которого подклю" чен к первым входам первого и второго элементов И, выход второго элемента И является третьим выходом блока и подключен к счетному входу счетчика, прямой выход которого является вторым выходом блока, а инверсный подключен к входу одновибратора, выход элемента НЕ подключен к входу обнуления счетчика и является четвертым выходом блока, первым выходом которого является выход первого элемента И, первый вход которого объединен с входом элемента НЕ, Б-входом КЯ-триггера и является входом запуска блока, тактовым входом которого является второй вход второго элемента И.1 с) и 0 Рыг Составитель А.Барановедактор Л,Пчолинская Техред М.Ходанич Корректор мчик каз 7052/4 е 5 изводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Тираж ВНИИПИ Государ по делам изо 113035, Москватвенного ретений и Ж, Ра одпиССР митета Сткрытийская наб.,