Цифровой фильтр

)4 Н 03 Н 17/04 Е инсти ьчишин тво ССС 04, 198 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБР 1:ТЕНИЙ И ОТНРЫ ОПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетелУ 1327281, кл. Н 03 Н 1 54) ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР57) Изобретение относится к радиоехнике и м.б. использовано для ЯО 138526 фильтрации сигналов, выраженных циф-,ровым кодом. Цель изобретения - повышение точности фильтрации. Цифровойфильтр содержит блок 1 памяти, состоящий из последовательно соединенных регистров 1-1 1-К сдвига, блоксравнения 2; блоки постоянной памяти3 и 11, мультиплексор 4, блок 5 экспоненциального сглаживания, умножнтель 13. Для достижения цели введенытри квадратора 8, 9, 14, два блокаусреднения 7, 6, два блока вычитания10, 12 и второй блок сравнения 15,3 з,п. ф-лы, 6 ил,1385263 Изобретение относится к .радиотехцике и может быть использовано дляфильтрации сигналов, выраженных цифровым кодом.Цель изобретения " повышение точности фильтрации.На фиг,1 изображена электрическаяструктурная схема цифрового фильтра;на фиг.2 в .график треугольной взве 10шивающей функции скользящего усреднения по девяти отсчетам; на Фиг.З -электрическая структурная схема первого и второго блоков усреднения;на фиг.4 - электрическая структурнаясхема блока экспоненциального сглаживания; на фиг.5 - электрическая структурная схема первого сумматора, пер"вого и второго блоков усреднения; нафиг.б - электрическая структурная.схема первого блока сравнения.Цифровой фильтр (фиг. 1) содержитблок 1 памяти, состоящий из последовательно соединенных регистров 1-11-К сдвига, первый блок 2 сравнения,первый блок 3 постоянной памяти,"первый 8 и второй 9 квадраторы, первый блок 10 вычитания, второй блок11 постоянной памяти, второй блок 12вычитания, умножитель 13, третийквадратор 14, второй блок 15 сравнения.Первый 7 и второй 6 блоки усреднения (Фиг.З) содержат последовательно соединенные регистры 16-1 16-(0+1) сдвига, сумматор 17 чисел,блок 18 задержки, первый 19 и второй20 блоки вычитания, сумматор 21, перф 40вый 22 и второй 23 блоки постояннойпамяти, накапливающий сумматор 24Блок 5 экспоненциального сглаживания (фиг,4). содержит первый 25 ивторой 26 блоки постоянной памяти,первый 27 и второй 28 умножители исумматор 29,Сумматор 17 чисел первого 7 и второго б блоков усреднения (Фиг.5) содержит И+1 последовательно соединенных блоков 30-130-,(И+1), задержки,блок 31 вычитания, накапливающий сумматор 32.Первый блок 2 сравнения (фиг,б)содержит блоки 33 - 35 сравнения и 55блоки 36 - 38 задержки.Цифровой фильтр работает следующим образом.с(к) =с(к)+8(к)+ю а (к-в) -8(к-и+1)3,где С(К) выходное значение сигналанакапливающего сумматора24 относительно отсчета8(К), которое определяется в виде с(к)=где Я(К) п(з.) д(К+1),выходное,значейие сигналапервого блока 19 вычитания, равное ь И- 8(к)=-,С. 8(к)+8(к).:И 1:ОСумма чисел, которые последовательно поступают на вход сумматора 17 чисел, вычисляются по формуле 8(к)=йк)+(к)-д(к-ю). Умножение на постоянный коэффициент,равный И, осуществляется табличнопосредством второго блока 23 постояннои памяти. Первый блок 25 постояннойпамяти реализует таблично операциюделения значения С(К) на постоянныйкоэффициент, равный (и -1)/4. Таким Отсчеты входного сигнала поступают на вход блока 1 памяти. В результате их обработки на выходе мультиплексора 4 формируется локальная медиана, а на выходе первого блока 10 вычитания - локальная дисперсия входного сигнала.Локальная дисперсия сигнала относительно отсчета вычисляется как разность среднего значения квадратов отсчетов и квадрата. локального среднегоа (к), - - Б пи)д(к-ь 1)4-1 п- и (Ц д(,К-+1)п -11 с 1Операции возведения в квадрат при вычислении локальной дисперсии выполняются в первом 8 и втором 9 квадраторах таблично с использованием ПЗУ, на которых они выполнены и на адресные входы которых поступают коды чисел, возводимых в квадрат. Локальное среднее значение сигнала по отсчетам вычисляется рекурсивно во втором блоке 6 усреднения на основе следующего рекуррентного соотношения:1385263 вход первого умножителя 27 с выхода первого блока 25 поступает значение коэффнциента сглаживания 6, С выхода второго блока 26 таблично определенное значение 1-р поступает на второй вход умножителя 28. Коды результатов умножения суммируются в сумматоре 29.Таким образом, на выходе суммато-. ра 29, который является выходом цифрового фильтра, получим результат адаптивной фильтрации входного сигна- ла который является результатом экспоненциального сглаживания в блоке 5,1. Цифровой фильтр, содержащий блок памяти, состоящий из К последовательно соединенных регистров.сдвига, где К - порядок фильтра, вход первого из которых является входом цифрового фильтра, первый блок сравнения, к входам которого подключены выходы регистров сдвига, первый блок постоянной памяти, к группе входов которого подключена группа выходов первого блока сравнения, мультиплексор, к сигнальным входам которого подключены выходы регистров сдвига, а к управляемому входу мультиплексора подключен выход первого блока постоянной памяти, а также второй блок постоянной памяти и,умножитель, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности ФильтрацииВ введены последовательно соединенные. первый квадратор, первый блок усред-. нения и первый блок вычитания выход1 которого соединен с первым входом умножителя, к второму входу которого. подключен выход второго блока постояннои памяти, последовательно соединенные второй блок усреднения, вход которого соединен с входом первого квадратора и с входом первого регистра, сдвига, и второй квадратор, выход которого соединен с другим входом пе -Р вого блока вычитания, последовательнб соединенные второй блок вычитания, первый и второй входы которого соединены соответс.венно с входами первого и второго кггдраторов, третий квадратор и второй б.ск сравнения, к другому входу которогс подключен выобразом, во втором блоке 6 усреднения вычисляется локальное среднеезначение сигнала, отсчеты которогопоследовательно поступают на его вход.Вычисленное в первом блоке.7 усредне-.5ния локальное, среднее значение.квад-.ратов отсчетов сигнала поступает навход первого чока 10 вычитания, надругой вход которого подается значение квадрата локального среднегозначения. Умножитель 13 реализуетоперацию умножения локальной дисперсии на пороговый коэффициент, который хранится во втором блоке 11 пос- К(К)=рД(К)+(1- р)(К),тоянной памяти. Посредством третьегоквадратора 14 возводится к квадратразность между локальным среднимзначением 8(К) и (К-И+1) -м отсчетомсигнала 8(К). Третий квадратор.14 20 ф о р м у л а и з о б р е т е н и ятакже может быть реализован в виде.ПЗУ. Если выходной сигнал второгоблока 15 сравнения является логической единицей, то на выходе мультиплексора 4 будет, присутствовать код 25медианы последовательных отсчетовсигнала. В противном случае на входблока 5 поступает беэ изменения зна-.чение я(К) через мультиплексор 4.На К входов мультиплексора 4 с выходов К регистров, 1-1 1-К сдвига30поступают К последовательных отсчетов входного сигнала, которые такжепоступают на К входов первого блока2 сравнения. В первом блоке 2 сравнения посредством блоков 33-35 сравнения реализуется попарное сравнениетекущего К-го отсчета входного сигнала с Кпредыдущими его отсчетами(рассматривается частный. случай К 4).С помощью блоков 36 - 38 задержкиосуществляется последовательная задержка результатов сравнения текущего отсчета сигнала с его предыдущимиотсчетами. Результаты попарного сравнения К последовательных отсчетов,входного сигнала поступают на адрес-,ные входы первого блока 3 постоянной .памяти.Код результата фильтрации импульсного шума (К), полученный на выходе мультиплексора 4, поступает навход блока 5 экспоненциального.сгла- .живания, а на его второй вход;поступает локаЛьное среднее значение сигнала 8(К) с выхода второго. блока 6 55усреднения. Эти входы флока 5 соответствуют первым входам первого 27 ивторого 28 умножителей. На"второй5 ход умножнтеля, а выход - к первому входу первого блока постоянной памяти, а также блок экспоненциального сгла-., живания, к первым и вторым входам которого подключены выходы соответст" венно мультиплексора и второго блока усреднения, а выход является выходом цифрового фильтра.2. Цифровой фильтр по п.1, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что блок усреднения содержит Юпоследовательно соединенных регистров сдвига, вход первого из которых является входом блока усреднения, последовательно соединенные сумматор чисел, вход которого соединен с входом первого регистра сдвига, блок задержки, первый блок вычитания, другой вход которого соединен с выходом сумматора чисел сумматор, накапливающий сумматор и первый блок постоянной памяти, выход которого является выходом блока усреднения, последовательно соединенные второй блок вы.читания, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом .И-го и (И+1)-го регистров сдвига и второй блок постоянной памяти, выход которого соединен с другим входом сумматора. 1385263 63. Цифровой фильтр по п.1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что блокэкспоненциального сглаживания содержит первый и второй умножители, первые входы которых являются соответственно первым и вторым входами блока экспоненциального сглаживания,сумматор, .первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго умножителей,а выход является выходом блока экспоненциального сглаживания, первый блокпостоянной памяти, выход которогосоединен с вторым входом первогоумножителя и входом второго блокапостоянной памяти, выход которогосоединен с вторым входом второго умножителя.4. Цифровой фильтр по п.2, о т -л и ч .а ю щ и й с я тем, что сумматор чисел содержит (М) последовательно соединенных блоков задержки,и вход первого из которых являетсявходом сумматора чисел, а также последовательно соединенные блок вычитания, первый и второй входы которогосоединены с соответственно выходомпервого и (И+1)-го блоков задержки,и накапливающий сумматор, выход которого является выходом сумматора чисел,1385263 Составитель Э.Борис Е.Копча Техред М.Ходанич Корректор С.Иекмар Реда Заказ 142/53 Тираж 928ВНИИПИ Государственного комипо делам изобретений и113035, Москва, Ж, Раушс Подписита СССРрытийнаб., д,4/ роизводственно-полиграфическое предприятие, г.Уж Проектная