Цифровой фильтр

СОЮЗ СОЕЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУ БЛИН 5 А 01350 03 Н 17/О(51 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЛЬСТВУ К АВТОРСКОМУ Св мвна аписиежим 3 х тов в х- ется едения льснойуммы проигается2 и.3,11, тригтора 15. изато 4 ра Дие. ) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС пО делАм изОБРетений и ОтнРыт(56) Авторское свидетельство СССР У 942247, кл. Н 03 Н 17/06, 1982. (54) ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР(57) Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повьппение быстродействия. Цифровой фильтр содержит блок оперативной памяти (БОП) 1, счетчики 2 и 3, блок постоянной памяти 4, сумматоры 5 и 11, умно- житель 6, буферные регистры 7, 9 и 10, накапливающий сумматор (НС) 8, КБ-триггер 12, Р-триггер 13, 1 К-триггер 14, дешифратор 15 и синхронизат 16. Работа фильтра осуществляется в циклическом режиме. При этцикла устанавливается режиминформации в БОП 1, а затеформирования свертки отсчеданных н отсчетов нмпульснфильтра, при котором повтопроцедура вычисления произвсчетов на коэффициенты нмп. х-ки фильтра и накопленияизведений в НС 8. Цель досвведением БОП 1, счетчиковрегистров 9 и 10, сумматоргеров 12, 13 и 1 и дешифрДана ил. выполнения синхро16. 3 ил.Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано дляфильтрации данных, заданных цифровымкодом.5Цель изобретения - повышение быстродействия.На фиг. представлена электрическая структурная схема цифрового Фильтра; на фиг, 2 - схема синхронизатора, Она Фиг, 3 - временные диаграммы, поясняющие работу цифрового фильтра,Цифровой фильтр (фиг. 1) содержитблок 1 оперативной памяти, первый 2и второй 3 счетчики, блок 4 постоянной памяти, первый сумматор 5, умножитель 6, первый буферный регистр 7,накапливающий сумматор 8, второй итретий буферные регистры 9 и 11), второй сумматор 11, КБ-триггер 12, Р Отриггер 13, 1 К-триггер 14, дешифратор 15, снихронизатор б,вход 17 данных цифрового фильтра, вход 8 синхронизации цифрового фильтра, тактовый вход 19 цифрового Фильтра, выход 2520 цифрового фильтра,Синхронизатор 16 (фиг. 2) содержит элементы НЕ 21 и 22, элементыИ 23-26.Цифровой фильтр работает следую- З 0щим образом.Его работа происходит в циклическом режиме. В начале цикла работыцифрового фильтра блок 1 оперативной памяти установлен в режим записиинформации сигналом с выхода 1 К-триггера 14. На вход 17 данных цифровогофильтра поступает очередной отсчетвходного сигнала, на вход 18 синхронизации цифрового фильтра - тактовыйимпульс, сопровождающий отсчет входного сигнала. Тактовый импульс входного сигнала производит запись очередного отсчета входного сигнала в3блок 1 оперативной памяти по адресу,сформированному на выходе сумматора11 как суммы выходного кода первогосчетчика 2 и нулевого кода, поступающего с выхода блока 4 постоянной памяти. Одновременно тактовый импульс,сопровождающий отсчет входного сигнала, переводит КБ-триггер 12 в единичное состояние, которое используетсяв качестве сигнала начала работы цифрового Фильтра.Сигнал с выхода КБ-триггера 12поступает на Р-вход Р-триггера 13,первый тактовый импульс, пришедшийна тактовый вход 19 цифроаналогового фильтра, устанавливает в единичное состояние Р-триггер 13, выходной сигнал которого поступает на К-вход КБ-триггера 12 и сбрасывает его в исходное положение. Следующий тактовый импульс переводит Р-триггер 13 в исходное положение. Таким образом, независимо от момента поступления на вход 18 синхронизации цифрового фильтра тактового импульса, сопровождающего очередной отсчет входного сигнала на выходе Р-триггера 13 Формируется импульс нормированной, равной периоду тактовых импульсов, длительности. Причем фронт и срез этого импульса совпадают с фронтами вспомогательных тактовых импульсов (фиг. 3 а,б,в, г,д) .Импульс с выхода Р-триггера 13 поступает на сигнальный вход первого счетчика 2,увеличивая код на его выхоце на единицу, на входы сброса накопительного сумматора 8 и второго счетчика 3 и 1-вход 1 К-триггера 14. Следующий тактовый импульс переводит 1 К-триггер 14 в единичное состояние. Сигнал с его выхода разрешает работу цифрового фильтра в режиме Формирования свертки отсчетов входных данных и отсчетов импульсной характеристики фильтра.При этом выходной сигнал 1 К-триггера 14 переводит блок 1 оперативной памяти в режим считывания и раз- . решает работу синхронизатора 16 и второго счетчика 3.Цифровой фильтр осуществляет свертку 2 М+1 последних поступивших на вход цифрового Фильтра данных соответствующих отсчетам входного сигнала, хранящихся в блоке 1 оперативной памяти, и М+1 отсчетов импульсной характеристики цифрового фильтра, хранящихся в блоке 4 постоянной памяти, в соответствии с соотношениемМу - ,С (1+1,Вк. ФаИгде Ь - коэффициенты модифицированной импульсной характеристики;Ы"=Ь при ш(М; 1 =й/2 при ш=М.В соотношении (1) используется свойство симметрии импульсной характеристики цифрового фильтра, в соответствии с которымЬм- ЬмПри реализации такого алгоритма вычисления свертки для выполнениякаждои операции умножения из массива (2 М+1)-ых отсчетов, хранящихся в блоке 1 оперативной памяти, необходимо выбрать два отсчета, симметрично расположенных относительно среднего (М+ +1)-го отсчета, Выходной код первого счетчика 2 определяет увеличенный на единицу адрес последнего из обраба тываемых отсчетов. Следовательно, ес- О ли на вход второго сумматора 11 из блока 4 постоянной памяти поступят соответствующие константы смещения адреса, то это позволяет решить задачу выборки нужных отсчетов. Если вы числение свертки начинается с крайних отсчетов, то в начале вычисления свертки выходной код второго счетчика 3 определяет адрес нулевой ячейки блока 4 постоянной памяти, на выходе 20 которого формируется константа смещения адреса блока 1 оперативной памяти, равная -1. При этом на выходе второго сумматора 11 формируется адрес последнего из записанных отсчетов,25 значение которого формируется на выходе блока 1 оперативной памяти и с помощью импульса с выхода синхронизатора 16 записывается во второй буферный регистр 9 (фиг. Зе,ж,з,и,к,л). После прихода следующего тактового импульса, выходной код второго счетчика 3 определяет адрес первой ячейки блока 4 постоянной памяти, а на выходе которого формируется константа смещения адреса блока 1 оперативной памяти, равная (-2 М). При этом на выходе второго сумматора 11 формируется адрес первого из (2 М+1)-го обрабатываемых отсчетов входного сигнала, значение которого формируется на выходе блока 1 оперативной памяти и с помощью импульса с выхода синхронизатора 16 записывается в третий буферный регистр 10 (фиг.З ж,з,и,м,н).5После прихода очередного тактового импульса выходной код второго счетчика 3 определяет адрес второй ячейки блока 4 постоянной памяти, на выходе которой формируется значение первого коэффициента импульсной характеристики фильтра, поступающее на вход умножителя 6, на второй вход которого поступает сумма отсчетов, хранящихся во втором и третьем буферных регистрах 9 и 1 О. На выходе умножителя формируется произведение суммы отсчетов на коэффициент импульсной характеристики, которое с помощью импульса с выхода синхронизатора 16 записываетсяв первый буферный регистр 7 (фиг.З ж,о,п,р,с),После прихода следующего тактового импульса, выходной код второгосчетчика 3 определяет адрес третьейячейки блока 4 постоянной памяти,на выходе которого формируется произвольный код, в частном случае О,а на выходе синхронизатора 16 формируется импульс, осуществляющий сложение содержимого накапливающего сумматора 8 с значением произведения, хранящегося в первом буферном регистре 7(фиг. 3 т,у).Описанная процедура вычисления произведения отсчетов на коэффициенты импульсной характеристики фильтра и накопления суммы произведений в накапливающем сумматоре 8 повторяется (М+1) раз, в момент выполнения (М+1)-го суммирования в накапливающем сумматоре 8 срабатывает дешифратор 15, выходной сигнал которого поступает на К-вход 1 К-триггера 14. Оче- редной тактовый импульс сбрасывает 1 К-триггер 14 в исходное положение, выходной сигнал которого запрещает работу второго счетчика 3, синхронизатора 16 и переводит блок 1 оперативной памяти в режим записи, т.е. заканчивает цикл формирования свертки, и цифровой фильтр переходит в исходное состояние.формула изобретенияЦифровой фильтр, содержащий по-. следовательно соединенные первый сумматор и умножитель, первый буферный регистр, блок постоянной памяти, выход которого соединен с другим входом умножителя, накапливающий сумматор и синхронизатор, первый и второй выходы которого соединены соответственно с входами синхронизации первого буферного регистра и накапливающего сумматора, выход которогоявляется выходом цифрового фильтра, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, введены последовательно соединенные первый счетчик и второй сумматор, блок оперативной памяти, вход данных и вход синхронизации которого являются соответственно входом данных и входом синхронизации цифрового фильтра, аадресный вход соединен с выходом второго сумматора, второй буферный регистр, вход данных которого соединен с выходом блока оперативной памя 5 ти, вход синхронизации соединен с третьим выходом синхронизатора, а выход соединен с первым входом первого сумматора, третий буферный регистр, вход данных которого соединен с выхо- о дом блока оперативной памяти, вход синхронизации соединен с четвертым выходом синхронизатора, а выход соединен с вторым входом первого сумматора, КЗ-триггер, Б-вход которого соединен с входом синхронизации цифрового фильтра, О-триггер, Э-вход которого соединен с выходом КЯ-триггера, а выход соединен с входом первого счетчика, с К-входом КБ-триггера и входом сброса накапливающего сумматора, 1 К-триггер, 1-вход которого соединен с выходом Р-триггера, а выходсоединен с входом выбора режима блока оперативной памяти и входом управления синхронизатора, второй счетчик,сигнальный вход которого объединенс С-входами 1 К-триггера и Р-триггераи тактовым входом синхронизатора иявляется входом тактовых импульсовцифрового фильтра, вход сброса соединен с выходом В-триггера, а входуправления соединен с выходом 1 Ктриггера, и дешифратор, вход которого объединен с адресными входами блока постоянной памяти и синхронизатора и соединен с выходом второгосчетчика, а выход соединен с К-входом1 К-триггера, при этом выход умножителя соединен с входом данных первогобуферного регистра, выход которогосоединен с входом данных накапливающего сумматора.1350825 проиьбольное сОстояни Фиг, 3 тавитель Э, Бориред И.Попович орректор А, Тяск Редактор Л. Грати аз 529 л. Проектн Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужго ВНИИПИпо113035 Тираж 900 сударственно ам изобретен осква, Ж,Подписноо комитета СССРй и открытийРаушская наб., д. 4/5