Цифровой фильтр

(511 4 Н 03 Н 1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ДЕТЕПЬС АВТОРСКОМ,Я, ды ровойбретумГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(56) Верешкин А, Е Катковник ВЛинейные цифровые фильтры и метоих реализации. - М,: Советское рдио, 1973, с. 59, рис, 2,13 б,(57) Изобретение относится к цифвычислительной технике, Цель изотения - повышение точности цифрофильтра, Цифровой фильтр содержиблоки памяти 1,2,15 и 16, блокиножения 3,4, 17-20, блоки элеменИ 5,6,11,12,21-25, блоки элемент ИЛИ 7,8 и 27, накапливающего сумматоры (НС) 9,10,13,14 и 26 и блок уп- .равления (БУ) 28, В устройстве осуществляется вычисление осчетов выходного сигнала в каждом из циклов,которое производится по тактам в соответствии с тактовыми командами, вырабатываемыми БУ 28, Затем производится формирование переменных сигналов путем сложения этих отсчетов,причем операциям сложения должныпредшествовать операции инвертирования знаков содержимых регистров введенных НС 13, 14 и 26. Цель достигается за счет уменьшения ошибок округления цифрового фильтра без повышения разрядности его элементов, 2 ил.1 13272Иэобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в устройствах цифровой обработки сигналов,1)Цель изобретения - повышение точности цифрового фильтра за счет умень. щения ошибок округления без повышения разрядности элементов цифрового Фильтра. 1 ОНа фиг, 1 представлена структурная электрическая схема цифрового фильтра; на фиг, 2 - то же, блока управления.Цифровой фильтр содержит первый и второй каналы, состоящие из первого блока 1(2) памяти, первого блока ,3(4) умножения, первого блока 5(6) у КЗ=КХК+(вдпс) Ос - 1)У, К- рУ ГК; У %=ХЕК+(вади) (11 - 1) У ГК+ Л УК1 Х К=2 х К+ (в дпс) Х К;У, К=У, К+(воп) УК1У 1 ГК 5=УК+(в 1.дп )Ур К;уМ=уК 3 ю где аа 35При положительных значениях коэффициента система уравнений (1) принимает вид ат1 У ГЦ =ВХ К 1. + Ы 1) У Гк 13 Л У К 1.у К 5=Х К-5+ (-1) УК+У К- Ц; Х К=2 х К+Х К1У 1 К 15 =у, 1 с 15+УК;У К=У К+УКРук 5=у, к 5,(5) реализующей передаточную функцию (2)аЕ +аЕН(Е) (2)1+Ь,Е +Ь Е Ь, Ь - параметры передаточной функции;а+о а(3)2(ь 1Работа цифрового Фильтра при Ы ) 0 заключается в следующем. Вычисление отсчетов выходного сигнала У 1 К. в каждом из циклов произво,цится по тактам в соответствии с тактовыми командами 1-5, вырабатываемыми блоком 28 управления, До начала вычислительного процесса в первый 12, второй 15 и третий 16 блоки памяти записываются ,соответствующие значения коэффициен 80 2элементов И, первого блока 7(8) элементов ИЛИ, первого накапливающего сумматора 9(10),второго блока 11(12) элементов И и второго накапливающего сумматора 13(14), второй блок 15 памяти, третий блок 16 памяти, второй 17, третий 18, четвертыйВ19 и пятый 20 блоки умножения, третий 21, четвертый 22, пятый 23, шестой 24 и седьмой 25 блоки элементов И, третий накапливающий сумматор 26, второй блок 27 элементов ИЛИ и блок 28 управления, содержащий задающий генератор 29, счетчик 30 импульсов, дешифратор 31.Работа цифрового фильтра описывается системой уравнений- действительная часть комплексно-сопряженных полюсов; р - мнимая часть комплексно-сопряженных полюсов цифрового фильтра;Ь, 4 Ь -Ь,1, р. (4)2 2 тов 2 1, с 1 - 1, Д; первые 9,О, вторые 13,14 и третий 26 накапливающие сумматоры устанавливаются в нулевое состояние,В первом такте вычислительного цикла команда подается на входы первых блоков 1 и 2 памяти и первых блоков 5 и 6 элементов И, При этом на входы первого блока 3 умножения первого канала поступают значения коэф 313272фициента К и отсчет сигнала хК,а с выхода первого блока 3 произведение КХкчерез первый блок 5элементов И подается на первый вход5первого блока 7 элементов ИЛИ и с выхода этого блока - на вход первогонакапливающего сумматора 9, Аналогично на вход накапливающего сумматора 10 второго канала поступает сигнал произведения 1 ХК,Во втором такте вычислений разрешающая команда 2 от блока 28 управления подается на вход второго блока15 памяти и третьего 21 и четвертого 1522 блоков элементов И. По этой коман-де с выхода второго блока 15 памятина входы второго и третьего 18 блоков умножения подается значение коэффициента (1-1). Одновременно навторой вход второго блока 17 умножения с выхода второго накапливающегосумматора 13 поступает сигналУК, а на второй вход третьегоблока 18 умкбжения с выхода второго 25накапливающего сумматора 14 - сигналУ ГК, С выходов второго 17 и третьего 18 блоков умножения сигналыпроизведений (с(-1)1 К-Ц и (с)У кчерез третий 21 и четвертый22 блоки элементов И и первые блоки7,8 элементов ИЛИ соответственно подаются на входы первых накапливающихсумматоров 9,10, где складываются с; записанными в первом такте значениямипроизведений КХКи 1 ХК.35В третьем такте, выполняемом покоманде 3 блока 28 управления, разрешающие команды подаются на входытретьего блока 16 памяти и пятого23 и шестого 24 блоков элементов И.При этом с выхода третьего блока 16памяти на входы четвертого 19 и пятого 20 блоков умножения подается кодкоэффициента. . С выхода второго накапливающего сумматора 13 на второйвход четвертого блока 19 умноженияпоступает отсчет сигнала У К, ас выхода второго накапливающего сумматора 14 на вход пятого блока 20 ум 50ножения - отсчет сигнала У КД,Произведение р УКс выхода четвертого блока 19 умножения через пятый блок 23 элементов И и первый блок5 элементов ИЛИ подается на вход первого накапливающего сумматора 10, а55произведение У Кс выхода пятого блока 20 умножения через шестойблок 24 элементов И и первый блок 7 80элементов ИЛИ - на вход первого накапливающего сумматора 9.В результате трех тактов вычисления в регистрах первых накапливающих сумматоров 9,10 соответственно образуются сигналы сумм:у К КХк Ц+(И 1)УК Ц У К Цу К 3-тхк+у)т к+ т к-Ц .Кроме того, по команде 3, подава"емой на первые входы второго блока27 элементов ИЛИ, отсчет входногосигнала хк 1 через седьмой блок 25элементов И поступает на вход третьего накапливающего сумматора 26,где складывается с кодом сигналаХ 1 К,В четвертом такте разрешающая команда 4 подается на входы вторыхблоков 11, 12 элементов И. В этомтакте отсчет выходного сигнала у, кс выхода первого накапливающего сум"матора 9 через второй блок 11 подается на выход фильтра уК 1 и на входвторого накапливающего сумматора 13,где образуется сумма 7, К 1=у,К 1++У К, отсчет сигнала у К 1 с выхода первого накапливающего сумматора 10 через второй блок 12 поступаетна вход второго накапливающего сумматора 14 и образует сумму У 1,К=у К 3 +У К,В пятом такте по команде 5 производится повторное сложение отсчетавходного сигнала хКс содержимымрегистра третьего накапливающего сумматора 26 и формируется сигналХК 1=2 хК 1+ХК, а также производится установка в "0 первых накапливающих сумматоров 9,10.Таким образом, в К-м цикле вычислений получаются значения отсчетоввыходного сигнала у К , определяютсяи записываются значения сигналовХСК 1, УК 1, У,К 1, производятся внулевое состояние регистры первыхнакапливающих сумматоров 9, 10, т.е.в регистрах накапливающих сумматоровзаписывается вся информация, необходимая для вычисления последующегоотсчета выходного сигнала.В следующем (К+1)-м цикле порядокработы цифрового фильтра повторяется,При с ( 0 работа предлагаемогоцифрового фильтра описывается системой уравненийИз соотношений (6) следует, что при( 0 формирование переменных ХСК 1 э У, ГК 3 и У К производится путем сложения отсчетов хК 1, у К и у 2 К 1 с инвертированными значениями 15 сигналов ХК, УКи 7 ГКсоответственно. Следовательно, в этом случае операциям сложения должны предшествовать операции инвертирования знаков содержимых регистров вто рых 13,14 и третьего 26 накапливающих сумматоров.Результирующая ошибка округления цифрового фильтра описывается выражением 25с г 6 2 1-( г+ 1)Формула из обре тения 30Цифровой фильтр, содержащий два идентичных канала, каждый из которых состоит из последовательно включенных первого блока памяти, первого блока умножения, первого блока элементов И первого блока элементов ИЛИ, первого накапливающего сумматора и второго блока элементов И, второй блок памяти, выход которого соединен через 40 второй блок умножения и третий блок элементов с вторым входом первого блока элементов ИЛИ первого канала, а через последовательно соединенные третий блок умножения и четвертый 45 блок эпементов И - с вторым входом первого блока элементов ИЛИ второго канала, третий блок памяти, выход которого соединен через последовательно соединенные четвертый блок ум ножения и пятый блок элементов И с третьим входом первого блока элементов ИЛИ второго канала, а через последовательно соединенные пятый блок умножения и шестой блок элементов 55 И - с третьим входом первого блока элементов ИЛИ первого канала седьмой блок элементов И, первый входкоторого является входом цифровогофильтра, а второй вход соединен с выходом второго блока элементов ИЛИ,и блок управления, первый выход которого соединен с входами первых блоком памяти и вторыми входами первыхблоков элементов И .обоих каналов,второй выход блока управления соединен с входом второго блока памяти ивторыми входами третьего и четвертого блоков элементов И, третий выход соединен с входом третьего блокапамяти, первым входом второго блокаэлементов ИЛИ и вторыми входами пятого и шестого блоков элементов И, четвертый выход соединен с вторыми входами вторых блоков элементов И обоихканалов, пятый выход соединен с вторым входом второго блока элементовИЛИ и входами сброса первых накапливающих сумматоров обоих каналов, причем вторые входы первых блоков умножения обоих каналов объединены, а выход второго блока элементов И первого канала является выходом цифрового фильтра, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точности,ввецены в каждый канал второй накапливающий сумматор, вход которого соединен с выходом второго блока элементов И, выход второго накапливающегосумматора первого канала соединен собъединенными вторыми входами второ"го и четвертого блоков умножения, авыход второго накапливающего сумматора второго канала соединен с объединенными вторыми входами третьегои пятого блоков умножения, и третийнакапливающий сумматор, вход которогосоединен с выходом седьмого блокаэлементов И, выход соединен с вторымвходом первого блока умножения, авход сброса объединен с входами сброса вторых накапливающих сумматоров исоединен с шестым выходом блока управления,1327280 7 г 4 Составитель С. Музычук Редактор М, Товтин Техред В.Кадар Корректор В Бутяга Заказ 3407/54 Тираж 901 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Ф Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4