DE2145404A1

DE2145404A1 - Nichtrekursive Digitalfiltereinrichtung mit Verzögerungs- und Addier-Anordnung

Info

Publication number: DE2145404A1
Application number: DE19712145404
Authority: DE
Inventors: John Phillip Chatham N.J. Morrow (V.St.A.)
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1970-12-14
Filing date: 1971-09-10
Publication date: 1972-06-15
Also published as: SE362558B; FR2118437A5; CA944440A; US3665171A; BE772463A; GB1287390A; IT942579B

Description

Western Electric Company Incorporated Morrow, J. P.

New York, N.Y. 10007 U.S.A.

Nichtrekursive Digitalfiltereinrichtung mit Verzögerungs-und Addier-

Anordnung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Digitalfilter zur Filterung von digitalcodierten Signalproben von jeweils K Quellen, wobei aufeinanderfolgende Proben mit vorbestimmter Geschwindigkeit angelegt werden, deren reziproker Wert das Proben- oder Abtastintervall ist.

Digitalfilter verarbeiten Information dadurch, daß sie einen vorbestimmten Satz von arithmetischen Operationen auf digital-codierte Proben dieser Information ausführen. In bekannten Digitalfiltern wird die zu verarbeitende Information mit konstanter Geschwindigkeit verarbeitet und jede Probe in ein digitales Wort umgewandelt, welches gewöhnlich aus einer Anzahl von binären Digits (Bits) besteht. Diese digital-codierten Proben darstellende Signale werden an die Digitalfilter mit der Probe- oder Abtastgeschwindigkeit angelegt, deren reziproker Wert das Proben- oder Abtastintervall ist.

Das Digitalfilter selbst umfaßt Verzögerungseinheiten (Schieberegister\ Verstärker (Multiplizierer) und Addierer. In einer Ausführungsform

209825/1074

von Digitalfiltern, die als kanonische Direktform bekannt ist, sind die Verzögerungseinheiten in dem Filternetzwerk in Serie geschaltet, wobei jede Einheit eine Kapazität zur Speicherung eines Digitalwortes aufweist. Von jeder Verbindung der Verzögerungseinheiten gibt es im allgemeinen einen Signalweg, welcher zum ersten Addierer zurückführt, an welchem die Signalproben ebenfalls angelegt werden, und ein Signalweg führt vorwärts zu einem zweiten Addierer. Jeder dieser Signalwege umfaßt einen Multiplizierer zur Multiplikation der anliegenden digitalen Worte mit einem geeigneten Filterkoeffizienten. Das digital-codierte Aus gangs signal des ersten Addierers wird an die erste Verzögerungseinheit in der Serie der Verzögerungseinheiten angelegt und die durch dieses Signal dargestellten Digitalwörter werden nach vorwärts von einem Register in das nächste mit der Probengeschwindigkeit verschoben. Das digital-codierte Ausgangssignal des zweiten oder Vorwärtskopplungsaddierers ist das Ausgangssignal des Filters. Die durch dieses Signal dargestellten digitalen Wörter erscheinen gleichfalls in der Probengeschwindigkeit.

Unter den Vorteilen von Digitalfiltern als signalverarbeitende Einrichtungen ist die Tatsache zu zählen, daß ein solches Filter zur gleichzeitigen Verarbeitung von Daten aus unterschiedlichen Quellen oder Kanälen dienen kann. Dies wird im allgemeinen dadurch durch-

209825/1074

geführt, daß die Proben von den jeweiligen Quellen dem Filter in einer vorbestimmten Folge (z.B. durch Zeitmultiplexaufteilung der Proben) zugeführt werden. Jede Verzögerungseinheit wird so weit ausgedehnt, daß sie Kapazität für die gleichzeitige Speicherung von einer Probe aus jeder Quelle aufweist. Wenn die Filterkoeffizienten konstant bleiben, unterliegen die Daten aus allen Quellen der gleichen Filterfunktion. Indem mehrere Sätze von Filterkoeffizienten vorgesehen werden, ist es möglich, Daten von jeder Quelle mit einer unterschiedlichen Übertragungsfunktion zu verarbeiten. Außer der Ausweitung der Kapazität der Verzögerungseinheiten werden keine weiteren Änderungen des Filter aufbaue s durch die Multiplexbildung benötigt.

Die Kompliziertheit der zu verwirklichenden Filterübertragungsfunktion oder Funktionen bestimmt die Kompliziertheit des erforderlichen Filter netz werke s. Je komplizierter die Übertragungsfunktionen, umso mehr Verzögerungseinheiten und Signalwege werden in dem Filter benötigt. Da, wie erwähnt, ein solches Filter im allgemeinen zwei Addierer enthält, die jeweils in der Lage sein müssen, die Summe einer Mehrzahl von gleichzeitig anliegenden Digitalwörter zu bilden, deren Anzahl der Anzahl der Verzögerungseinheiten in dem Filter entspricht, ist die Kompliziertheit dieser Addierer direkt

209825/1 0 74

abhängig von der Kompliziertheit der zu verwirklichenden Filter funktionen.

Der erläuterte Filteraufbau in kanonischer Direktform wird tatsächlich selten in dem allgemeinen Fall benutzt, weil die Anforderungen an die Genauigkeit der Filterkoeffizienten gewöhnlich zu streng sind. Es wurden deshalb andere Formen entwickelt, bei welchen die Anforderungen an Genauigkeit erleichtert sind und bei welchen die erforderlichen Additionsoperationen bequem in leicht zu handhabende Untersätze zerlegt werden können, wenn die Ordnung des Filters die Durchführung erschwerlich machen sollte.

Für eine bedeutende Klasse der Digitalfilter ist jedoch die kanonische Direktform nicht nur befriedigend, sondern auch vor allen anderen Formen vorzuziehen. Dies ist die Klasse der als nichtrekursive Filter bekannte Filter, d. h. solche mit Signalwegen in Vorwärtsröehtung bzw. mit Anzapfungen. Nichtrekursive Filter haben die alleinige Eigenschaft, daß Phasen- und Frequenz verhalten solcher Filter unabhängig voneinander festgestellt und eingestellt werden können.

Häufig jedoch müssen nichtrekursive Filter eine relativ große Anzahl von Signalwegen in Vorwärtsrichtung aufweisen. Obwohl der erste

2 Π 3 '! ;? 5 / 1 Π 7 A

oder Rückkopplungs addier er der generellen, oben beschriebenen Filter konfiguration bei einem nichtrekursiven Filternetzwerk gänz lich fehlt, müssen die übrigen Addierer (d.h. der zweite oder Vorwärtskopplungsaddierer) oft außerordentlich kompliziert sein, da er zur Bildung einer Summe aus 30 bis 50 gleichzeitig anliegenden Signalgrößen dient. Da nur ein Filterzyklus zur Bildung dieser Summe aufgewendet werden darf, kann die Kompliziertheit des erforderlichen Addierers die Geschwindigkeit, mit welcher das Filter betrieben werden kann, begrenzen. Um die rascheste, wirksamste Summation durchzuführen, müssen solche Filter zusätzlich mit einer speziellen Kapazität konstruiert werden. Deshalb sind die wirksamsten Addierer weder der Vielfalt der Benutzer bequem anpaßbar noch können Filter unter Benutzung solcher Addiererkonfigurationen aus standartisierten Untereinheiten oder Baueinheiten konstruiert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Filter der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß die Geschwindigkeit, mit welcher das Filter betrieben werden kann, nicht von einem einzelnen Addierer abhängt, und daß das Filter für unterschiedliche Anwendungen standartisiert werden kann.

Die gestellte Aufgabe wird durch ein Filter mit folgenden Merkmalen 209825/1074

gelöst*

Eine mehrfach angezapfte Verzögerungsleitung zur Verzögerung der aufeinanderfolgend angelegten Proben besitzt eine Probenverzögerungsschaltung zwischen angrenzenden Anzapfungen, um die angelegten Proben um K+l Probenintervalle zu verzögern; mehrere Multiplizierer sind jeweils einzeln mit je einer zugehörigen Verzögerungsleitung verbunden und multiplizieren die von jeder Anzapfung erhaltene Probe mit vorbestimmten Filterkoeffizienten; mehrere Addierer schaltungen sind jeweils einzeln mit dem Ausgang je eines zugehörigen Multiplizierers verbunden und addieren die multiplizierte Signalprobe mit einer verzögerten Partialsumme von früheren Addier schaltungen, um eine weitere Partialsummenprobe zu erzeugen; eine Partialsummenverzögerungsschaltung ist zwischen den Addierer schaltungen geschaltet und gibt die verzögerten Partialsummenproben an den Eingang der nachfolgenden Addiererschaltung; die letzte Addierer schaltung erzeugt das digitalgefilterte Aus gangs signal.

Es ist daher ein Aspekt der Erfindung, einen neuen Aufbau für nichtrekursive Digitalfilter zu schaffen. Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine verbesserte Direktform für nichtrekursive Digitalfilter geschaffen. Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Aufbau für nichtrekursive Digitalfilter geschaffen, wobei

209825/1 074

2U5404

die Größe der Filter nicht durch die Kompliziertheit der erforderlichen Summation von Signalproben begrenzt wird. Ferner ist keine Notwendigkeit der Bildung der Summe einer großen Anzahl von gleichzeitig erzeugten Größen vorhanden. Es kann auch eine direkte Form für nichtrekursive Digitalfilter geschaffen werden, wobei solche Filter aus einer beliebigen Anzahl von standartisierten Filterbaueinheiten aufgebaut werden können,

Die Prinzipien der Erfindung können auch auf nichtrekursive Digitalfilter angewendet werden, deren Koeffizienten gleich- oder ungleichzahlig-feymmetrisch um einen Zentralzeitbereich-Filterkoeffizient sind. Bekanntlich können in solchen Filterproben, die an jedes, zu einem Zentralweg symmetrisch angeordneten Paar von Signalwegen angelegt werden, addiert werden, wenn geradzahlige Symmetrie gegeben ist, oder subtrahiert, wenn ungeradzahlige Symmetrie gegeben ist, bevor die Multiplikation mit dem jeweiligen Filterkoeffizient stattfindet. Diese Modifikation der Direktform des nichtrekursiven Filters führt zu einer Verringerung von fast der Hälfte der Anzahl der Produkte, die gleichzeitig summiert werden müssen. Die verbleibende Anzahl der Produkte kann jedoch zu einer raschen Summation noch unbequem groß sein.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfiddung soll eine nichtrekursive 209825/107/.

Digitalfilteranordnung für Filter mit geradzahlig oder ungeradzahlig symmetrischen Übertragungsfunktionen geschaffen werden, wobei keine Notwendigkeit der Bildung der Summe einer großen Anzahl von gleichzeitig erzeugten Größen besteht.

Bei der vorliegenden Erfindung wird ein zusätzliches Probenintervall der Verzögerung zu jeder der Probenverzögerungseinheiten eines nichtrekursiven Digitalfilters hinzugefügt und der große Addierer nach den bekannten nichtrekursiven Digitalfiltern wird durch eine abwechselnde Folge von in Serie geschalteter Partialsummen-Verzögerungseinheiten und. zwei Eingangs addier er ersetzt, wobei die Addierer in dieser alternativen Serie eine geordnete Serie umfassen, deren Elemente der geordneten Serie von Probenverzögerungseinheiten entsprechen. Jede Partialsummen-Verzögerungseinheit verzögert die angelegte Größe um ein Probenintervall, bevor diese Größe an den einen Eingang des nachfolgenden Addierers mit zwei Eingängen angelegt wird. Der andere Eingang jedes Addierers wird mit dem Ausgang des Multiplizier er s verbunden, der die von den entsprechenden Probenverzögerungseinheiten erzeugten Signale verarbeitet. Die von jedem Zwei-Eingangsaddierer erzeugte Summe wird an die nachfolgende Partialsummen-Verzögerungseinheit angelegt. Der Ausgang des letzten Addierers in der alterna-

209825/1074

-9- 2U5404

tiven Folge von Partialsummen-Verzögerungseinheiten und Addierer stellt das Aus gangs signal des Filters dar.

Durch das hinzugefügte Verzögerungsintervall in jeder der Probenverzögerungseinheiten erscheinen die Proben, die für die Bildung eines gegebenen Aus gangs wortes bedeutsam sind, jeweils einzeln in aufeinanderfolgenden Filterzyklen an den Verbindungen der Probenverzögerungseinheit, und nicht gleichzeitig wie bei den Filtern nach dem Stand der Technik. Da jede Probe mit dem zutreffenden Filter koeffizient dann multipliziert wird, wenn sie erscheint, kann eine Summe aus und daraus folgenden Produkten kumulativ gebildet werden, d. h. über so viele Filterzyklen, als Produkte zu summieren sind. Diese kumulative Addition wird durch die oben erwähnte alternative Folge von Partialsummen-Verzögerungseinheiten und zwei Eingangsaddierern gebildet.

In den Fällen von nichtrekursiven Filtern mit geradzahlig- oder ungeradzahlig-symmetrischen Zeitdomänen-Filterkoeffizienten, die in der bekannten modifizierten Direktform angeordnet sind, wie diskutiert, können die Prinzipien der Erfindung ebenfalls angewendet werden. In diesen Fällen wird ein Probenverzögerungsintervall zu jeder der Probenverzögerungseinheiten zugefügt, einschließlich der

209825/ 1074

zentralen Verzögerungseinheit. Die von den übrigen Probenverzögerungseinheiten eingeführte Verzögerung wird um ein entsprechendes Intervall verkürzt. Der große Addierer nach den früher bekannten Filtern wird dann durch eine alternative Reihe von Partialsummen-Verzögerungseinheiten und zwei Eingangs addier er ersetzt, wobei keine Verzögerungseinheit und ein Zwei-Eingangsaddierer für jedes Schieberegister vorgesehen ist, dem ein extra Verzögerungsintervall zugefügt worden ist. Die Einrichtung wird sonst wie im Falle von nichtsymmetrischen nichtrekursiven Filtern angeordnet, wobei der Ausgang des letzten Zwei-Eingangsaddierers das Aus gangs signal des Filters darstellt.

Alle vorstehenden Filterkonfigurationen können weiterhin in Übereinstimmung mit den Prinzipien der Erfindung modifiziert werden, um die Gesamt-Filterverzögerung möglichst gering zu machen. Wo dies von Bedeutung ist, können die anderen Aspekte der Erfindung ohne allzu große Zunahme der Gesamtverzögerung dadurch realisiert werden, indem die durch jede Probeverzögerungseinheit eingeführte Verzögerung nur in ausgewählten Filter teilen eingestellt wird. Es werden dann nur so viel Partialsummen-Verzögerungseinheiten benötigt, als Probenverzögerungseinheiten mit vergrößerter Verzögerung vorhanden sind. Die Gesamt-Filterverzögerung wird dann nur

209825/1074

2U5404

leicht vergrößert.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Blockschaltung eines einkanaligen, nicht-

rekursiven Digitalfilters nach dem Stand der Technik;

Fig. 2 ein Blockdiagramm eines nichtrekursiven Digital

filters für K-Kanäle nach dem Stand der Technik;

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines nichtrekursiven Digital

filters für K-Kanäle gemäß Erfindung;

Fig. 4 eine Blockschaltung eines nichtrekursiven Digital

filters mit drei Anzapfungen und vier Kanälen gemäß Erfindung;

Fig. 5 eine Blockschaltung eines nichtrekursiven Digital

filters für K-Kanäle nach dem Stand der Technik, welches Filter zur Verwirklichung einer geradzahligen symmetrischen Übertragungsfunktion dient;

Fig. 6 eine Blockschaltung eines nichtrekursiven Digital

filters für K-Kanäle zur Verwirklichung einer geradzahligen symmetrischen Übertragungsfunktion gemäß Erfindung; und

Fig. 7 eine Blockschaltung eines Filters der Art nach Fig. 3,

209825/1074

welches Filter gemäß Erfindung zur Verringerung der Gesamtfilterverzögerung modifiziert ist.

In den nichtrekursiven Digitalfiltern für einen Kanal nach Fig. 1 gemäß Stand der Technik werden Signale, welche aufeinanderfolgende, digital-codierte Proben x(nT) der durch das Filter zu verarbeitenden Information an die Eingangsleitung 9 angelegt. Wie durch die Bezeichnung x(nT) angedeutet, werden diese Proben an ganzzahligen Vielfachen des Probenintervalls T genommen, d. h. bei den Zeiten t«nT für n=0, 1, 2, .... Jede Probe wird an den Multiplizierer 14(0) und an eine Verzögerungseinheit 10(1) zur Verzögerung um eine Probe angelegt. Der Multiplizierer 10(0) multipliziert die angelegten Proben um den digital-codierten Koeffizienten C „ und legt das resultierende

"2 Produkt an den Addierer 16 an. Der Addierer 16 kombiniert jedes vom Multiplizierer 14(0) erzeugte Produkt mit N anderen Produkten, die, wie unten erläutert wird, gleichzeitig erzeugt werden. Das Ausgangssignal y(nT) des Addierers 16 ist das gefilterte Ausgangssignal der Einrichtung und, wie durch seine Bestimmung vorgesehen, auch repräsentativ für die digital-codierten Worte, die mit der Probengeschwindigkeit erscheinen.

An die Verzögerungseinheit 10(1) für eine Probe angelegte Proben werden um die Zeit r verzögert, die für einen Filterzyklus benötigt

209825/1074

wird, und dann an einen Multiplizierer 14(1) und eine Verzögerungseinheit 10(2) zur Verzögerung einer Probe angelegt. Im Falle eines einkanaligen Filters, wie das Filter nach Fig. 1, ist τ gleich dem Probenintervall T. Der Multiplizierer 14(1) führt eine ähnliche Funktion wie der Multiplizierer 14(0) aus, und zwar multipliziert er jede an ihn angelegte Probe mit dem Filterkoeffizienten C₁ „ und führt

T das resultierende Produkt dem Addierer 16 zu. Die Verzögerungseinheit 10(2) für eine Probe ist ähnlich zur Verzögerungseinheit 10(1) und verzögert jede anliegende Probe um ein Filterzyklusintervall T, bevor es dem nächsten Multiplizierer, d.h. dem Multiplizierer 14(3) und der nächsten Verzögerungseinheit für eine Probe, d.h. der Verzögerungseinheit 10(3) in der Progression der Multiplizierer und Verzögerungseinheiten zugeführt wird. Alle Einrichtungen 10 und 14 sind jeweils ähnlich oder gleich und arbeiten alle in der gleichen Weise. So wird jede an das Filter angelegte Probe um ein Filterzyklusintervall T durch die jeweilige Verzögerungseinheit 10 verzögert und wird dann zusätzlich mit den jeweiligen N+1 Filterkoeffizienten multipliziert, die als Cj-... C_n ... C„ bezeichnet sind,

"2 "2

und zwar mittels der Multiplizierer 14, wobei eine solche Multiplikation in jedem der N+1 aufeinanderfolgenden Filterzyklen stattfindet. Demgemäß wird während eines gegebenen Probenintervalls nT jede gegebene Probe x(nT) und die N unmittelbar vorhergehenden Proben

209825/1074

mit einem bestimmten Koeffizienten C multipliziert. Die N+l digital-codierten Produkte, welche gleichzeitig gebildet werden, werden durch den Addierer 16 summiert und ergeben das digitalcodierte Ausgangswort y(nT). Danach speichert eine Verzögerungseinheit 10(1) für eine Probe die unmittelbar zurückliegende Probe x(nT), während jede der N zuvor gespeicherten Proben durch eine Verzögerungseinheit nach rechts verschoben wird, wobei die älteste gespeicherte Probe x((n-N)T) verloren geht bzw. gelöscht wird.

Wie bekannt, können Filter der in Fig. 1 gezeigten Art und in dieser Hinsicht auch für die restlichen Figuren mit Einrichtungen verwirklicht werden, die entweder Serien oder Parallelarithmetik durchführen. Da die Prinzipien der Erfindung in beiden Fällen gleichermaßen anwendbar sind, ist es nicht notwendig, nähere Ausführungen in dieser Beziehung zu bringen. Die für die Durchführung von Serienoder Parallelfilter geeignete Einrichtung ist ebenfalls gut bekannt. Digitale Verzögerungsleitungen und bistabile Multivibrator en werden gewöhnlich als Verzögerungseinheiten benutzt, während eine beliebige Art von Multiplizierer zur Durchführung der notwendigen Multiplikationen benutzt werden kann. Es sind auch mehrere bekannte Arten von Addierer für die Durchführung der Summation der gleichzeitig erzeugten Produkte verfügbar.

209825/1074.

Es ist auch bekannt, daß die Koeffizienten C, welche zur Verwirklichung der gewünschten nichtrekursiven Filterübertragungsfunktion benötigt werden, auf verschiedenen Wegen abgeleitet werden können, z.B. über die ζ Transformation oder die umgekehrte diskrete Fourier-Transform ation. Im letzteren Fall kann das nichtrekursive Filter so betrachtet werden, daß es eine Umwälzung (Convolution) von angelegten Proben mit einer Serie von Zeitdomänen-Filterkoeffizienten durchführt. Es sei in dieser Anmeldung angenommen, daß die hierin erwähnten Filterkoeffizienten auf diese Weise abgeleitet worden sind. Es ist natürlich für die Anwendung dieser Prinzipien der Erfindung nicht notwendig, daß dies der Fall ist.

Ein wichtiges Merkmal von Filtern, welche in diskreten Zeitintervallen erscheinende Signalproben verarbeiten, ist die Möglichkeit der Verwendung eines Filters zur gleichzeitigen Verarbeitung von Proben von einer Anzahl von Datenquellen oder Kanälen. Wie in Fig. gezeigt, kann ein nichtrekursives Digitalfilter zur Verarbeitung von Proben aus K Quellen dadurch eingerichtet werden, daß die von jeder Verzögerungseinheit 10 eingeführte Verzögerung gleich der Verzögerung gemacht wird, die zur Durchführung der oben diskutierten Operationen auf Daten von jeder der K Quellen benötigt wird, d. h. für K Filter Zyklenintervalle "C oder für eine Zeitperiode gleich K mal τ . Zur Zeit t«nT sind alle K Quellen abgetastet. Die K-Proben

209825/ 1 0 7 A

χ (ηΤ), wobei der Index k die Quelle jeder Probe identifiziert, werden nacheinander dem Filter in den K aufeinanderfolgenden Filterzyklusintervallen zugeführt, wie in Fig. 2 gezeigt. Die Verzögerungseinheiten zur Verzögerung um eine Probe gemäß Filter nach Fig. 1 werden durch vielstufige Verzögerungseinheiten ersetzt, deren Länge K Proben beträgt und die deshalb jede anliegende Probe um K Filterzyklusintervalle oder um die Zeit Kt verzögern. Daher sind in jedem gegebenen Filterzyklusintervall nT+kT, wenn die zurückliegende Probe χ (nT) von der Quelle k am Filtereingang anliegt, sind die N vorherigen Proben von der Quelle k in den Endoder Aus gangs stufen der Verzögerungseinheiten 10(1) bis 10(N) für K Proben zugegen. Diese Proben werden durch geeignete Koeffizienten C multipliziert und die erhaltenen Produkte summiert, um ein Ausgangswort y, (nT) in einer Weise zu erzeugen, die ähnlich der Operation des Filters nach Fig. 1 ist. Das Filter nach Fig. 1 ist deshalb bloß ein spezieller Fall des Filters nach Fig. 2 mit K gleich Wenn die Koeffizienten im Filter nach Fig. 2 konstant bleiben, dann werden die Daten von allen Quellen der gleichen Filterfunktion unterworfen. Indem K Sätze von Koeffizienten vorgesehen werden, ist es möglich, die Daten von jedem Kanal unter Anwendung einer unterschiedlichen Filter charakteristik zu verarbeiten. Die Koeffizienten C in Fig. 2 tragen den zusätzlichen Index k, um diese letzte Möglichkeit anztideuten.

209825/ 1074

Wie zuvor diskutiert, können die Filter nach den Fig. 1 und 2 eine beliebige Anzahl von Verzögerungseinheiten 10 und Multiplizierer aufweisen. Wenn die Anzahl dieser Bauteile zunimmt, nimmt die Anzahl der gleichzeitig erzeugten Produkte, die von dem Addierer addiert werden müssen, ebenfalls zu. Um viele notwendigen Filterfunktionen zu verwirklichen, wird die Größe des erforderlichen Addierers unpraktisch groß.

Fig. 3 stellt eine beispielsweise Ausbildung des nichtre kursiven Filters gemäß Erfindung dar, wobei es nicht notwendig ist, große Anzahlen von gleichzeitig erzeugten Größen miteinander zu addieren. Obwohl das Filter nach Fig. 3 dazu bestimmt ist, Proben von K Fällen zu verarbeiten, wie das Filter nach Fig. 2, versteht es sich, daß das Filter nach Fig. 3 auch zur Verarbeitung von Proben aus einer einzelnen Quelle benutzt werden kann, indem K gleich 1 gemacht wird.

Im Filter nach Fig. 3 werden die Proben x,(nT) von K Quellen dem Filter in der Reihenfolge zugeführt, die identisch mit der in Verbindung mit dem Filter nach Fig. 2 diskutierten ist. Jede Probe wird durch die jeweiligen {K+l)~Probenverzögerungseinheiten 10 für K+l Filterzyklusintervalle verzögert, d.h. für eine Zeit von (K+l)t . Dies ist natürlich ein Filterzyklusverzögerungsintervall mehr als

20982b/ 1074

es durch die Verzögerungseinheiten nach dem vergleichbaren Stand der Technik gemäß Fig. 2 eingeführt wird. Demgemäß können die K+l-Probenverzögerungseinheiten 10 nach Fig. 3 aus einem vielstufigen Schieberegister bestehen, dessen Länge K+l Proben entspricht. Diese in Serie liegenden Verzögerungseinheiten können auch als eine Verzögerungsleitung mit entsprechend angeordneten Anzapfungen betrachtet werden. Anstelle der Proben von einer Quelle, die gleichzeitig in den Aus gangs stufen aller Verzögerungseinheiten erscheinen, wie es im Falle des bekannten Filters nach Fig. 2 geschieht, sind im Filter nach Fig. 3 die gleichzeitig erscheinenden Proben, wenn die zuletzt liegende zuerst betrachtet wird, den verschiedenen Quellen, dargestellt in einer Folge, zuteilbar, welche die umgekehrte Folge ist, in welcher die Quellen abgetastet werden. Wenn demgemäß die Probe χ (nT) am Filter anliegt, erscheint die Probe x, ₁((n-l)T) in der Endstufe der Verzögerungseinheit 10(1), die Probe χ ((n-2)T) erscheint in der letzten Stufe der Verzögerungseinheit 10(2) und so weiter bis zur Verzögerungseinheit 10(N), in deren Ausgangsstufe die Probe χ ^((n-N)T) erscheint.

Jede dieser Proben wird durch einen geeigneten Filterkoeffizienten C in dem Multiplizierer 14 multipliziert, der mit der Verzögerungseinheit-Ausgangsstufe verbunden ist, in welcher die Probe erscheint.

209825/1074

Wie durch die den C zugeordneten Indizes in Fig. 3 angedeutet, ist es notwendig, jeder Probe den Koeffizienten aus dem richtigen Satz der Koeffizienten zuzuordnen, wenn Proben aus mehreren Quellen unter Verwendung von unterschiedlichen Sätzen von Koeffizienten verarbeitet werden müssen. So muß die Probe χ (nT), dem Multiplizierer 14(0) zugeführt, mit dem Filterkoeffizienten C ^ multi-

2 pliziert werden, während die Probe χ ^(n-ljT), dem Multiplizierer 14(1) zugeführt, mit dem Koeffizienten C₁ N υ-pliziert werden muß, usw.. Dies kann in der Einrichtung zur Zuführung der Koeffizienten an die Multiplizierer 14 leicht durchgeführt werden. Wenn Proben von Quellen verarbeitet werden, bei denen der gleiche Satz von Filterkoeffizienten benutzt wird, entstehen keine Schwierigkeiten der Zuordnung der Koeffizienten zu jedem der Multiplizierer.

Jedes von den Multiplizierern 14 erzeugte Produkt wird an den Eins-Eingang eines einfachen Zwei-Eingangsaddierers 22 angelegt, mit der Ausnahme des von dem Multiplizierer 14(0) erzeugten Produktes, welches nicht an einen solchen Addierer angelegt werden muß. Im Interesse der Vereinheitlichung der Filterelemente kann auch das vom Multiplizierer 14(0) erzeugte Produkt an einen Zwei-Eingangsaddierer angelegt werden, wenn Signale, welche Null darstellen,

9825/1074

gleichzeitig am anderen Addierereingang anliegen. Das jeweilige Ausgangssignal der Zwei-Eingangs addier er 22 wird an den Eingang einer Partialsummen-Verzögerungseinrichtung 20 angelegt. Jede Partialsummen-Verzögerungseinrichtung 20 verzögert jedes anliegende digitale Wort um ein Filterzyklusintervall r , bevor dieses Wort dem verbleibenden Eingang des nächsten Zwei-Eingangsaddierers 22 zugeführt wird. Jede Partialsummen-Verzögerungseinrichtung 20 kann deshalb eine digitale Verzögerungsleitung, ein Schieberegister oder dergl. sein.

Anders betrachtet bedeutet die Hinzufügung eines Verzögerungsfilterzyklus zu jeder der Verzögerungseinheiten 10, daß die N gespeicherten Signalproben, die für die Verarbeitung von einem gegebenen Ausgangswort y (nT) bedeutsam sind, in den Aus gangs stufen der Verzögerungseinrichtungen 10 erscheinen, und zwar eine Probe pro Filterzyklus, während die N Filterzyklen dem Zyklus folgen, in welchem die Probe χ (nT) an das Filter angelegt wird. In dem

JtC

Zyklus nach der Anlage der Probe χ (nT) erscheint die Probe

x ((n-I)T) in der Endstufe der Verzögerungseinrichtung 10(1). Im ic

nächsten Zyklus erscheint die Probe χ ((n-2)T) in der Endstufe der Verzögerungseinrichtung 10(2). Dies dauert so lang an, bis N Zyklen nach der Anlage der Probe χ (nT) die letzte Probe χ ((n-N)T), welche

209825/ 1074

für die Verarbeitung des Aus gangs Wortes χ (nT) relevant ist, in der Endstufe der letzten Verzögerungseinrichtung 10(N) erscheint. Da jede dieser Proben mit dem richtigen Filterkoeffizienten während des Zyklus multipliziert wird, in welchem sie erscheint, sind die Produkte, welche zum Erhalt von y (nT) aufsummiert werden müssen,

IC

über N+l Filterzyklen erzeugt worden, und zwar jeweils ein Produkt in einer bestimmten Zeit. Sie werden in Übereinstimmung mit den Prinzipien der Erfindung sogleich summiert, wie sie erzeugt werden, d. h. durch Addition jedes neuen Produktes zu einer Partialsumme, die durch die abwechselnde Reihe von Verzögerungseinheiten 20 und Zwei-Eingangsaddierer 22 fortschreitet. Im einzelnen wird das Produkt der Probe χ (nT) und des Koeffizienten C _AT durch den Multi-

^ zL Ir

plizierer 14(0) erzeugt und in der Partialsummen-Verzögerungseinrichtung 20(0) während des Zyklus gespeichert, in welchem χ (nT)

IC

an das Filter angelegt wird. Während des nächsten Filterzyklus wird dieses Produkt dem einen Eingang des Zwei-Eingangsaddierers 22(1) zugeführt, wenn das Produkt der Probe χ ((n-I)T) und des Koeffizienten C -j durch den Multiplizierer 14(1) erzeugt und an den - 2,k
anderen Eingang des Addierers 22(1) zugeführt wird. Die Summe dieser beiden Produkte wird an der Partialsummen-Verzögerungseinrichtung 20(1) bis zum nächsten Filterzyklus gespeichert, zu welcher Zeit die Summe an den einen Eingang des Zwei-Eingangsaddierers

209825/10 74

22(2) angelegt wird, um mit dem Produkt aus der Probe χ ((n-2)T)

JK

und dem Koeffizienten C„ tu , kombiniert zu werden. Dieses V er-

²"J'^k

fahren des Forts ehr eitens der kumulativen Partialsumme durch die Verzögerungseinrichtungen 20 und die Addierer 22 läuft solange weiter, bis N Zyklen, nachdem das erste Produkt gebildet worden ist, die Endsumme y,(nT) vom Addierer 22(N) gebildet wird. Da die Summe von Größen, die im anderen Fall in einem einzigen Filterzyklus gebildet werden, nunmehr durch Anwendung der Prinzipien der Erfindung kumulativ über mehrere Filterzyklen gebildet werden können, kann die Digitalfilteranordnung gemäß Erfindung als Anordnung mit verzögerter Addition bezeichnet werden.

Obwohl in der Einrichtung gemäß Erfindung das Ausgangswort y (nT),

welches einer angelegten Probe χ (nT) zugeordnet ist, erst nach

JtC

N Zyklen nach Anlage der zugehörigen Probe erscheint, ist das Filter gemäß Erfindung nicht weniger wirksam als die Filter nach dem Stand der Technik. Dies kann aus einer Betrachtung der Verwendung der Multiplizierer 14 gefolgert werden. Sowohl bei den bekannten Filtern nach Fig. 1 und 2 als auch bei dem verbesserten Filter nach Fig. 3 arbeiten alle Multiplizierer 14 während jedes Filterzyklus gleichzeitig, um die benötigten Produkte zu erzeugen. Der Unterschied ist natürlich der, daß in den Filtern nach Fig. 1 und 2 die Multiplizierer 14 zur Erzeugung von Produkten arbeiten, die für die gleichzeitige

209 825/107 4

Summation benötigt werden, während in den Filtern nach Fig. 3 jedes erzeugte Produkt einer bestimmten Partialsumme hinzugefügt wird. Während jedes gegebenen Filterzyklus sind deshalb N Partialsummen in den N Partialsummen-Verzögerungseinrichtungen 20(0) bis 20(N-I) gespeichert.

Es wird darauf hingewiesen, daß der nichtrekursive Filteraufbau gemäß Erfindung nicht nur die Notwendigkeit der Addition großer Zahlen von gleichzeitig erzeugten Größen eliminiert, sondern auch die Konstruktion von nichtrekursiven Filtern beliebiger Kompliziertheit ermöglicht, bei denen eine geeignete Anzahl von identischen und in Serie zueinander stehenden Filterbaueinheiten verwendet wird, wobei jede Baueinheit eine K+l Probenverzögerungseinheit, einen Multiplizierer, einen Zwei-Eingangsaddierer und eine Partialsummen-Verzögerungseinheit aufweist.

Fig. 4 stellt ein spezielles Digitalfilter dar, welches gemäß Prinzipien der Erfindung aufgebaut ist. Das Filter nach Fig. 4 ist ein dreifach angezapftes Filter und bestimmt zur Verarbeitung von Daten aus vier Quellen. Es ist zur Zeit t»5T gezeigt, d.h. zum Zeitpunkt wenn die Probe χ (5T) an das Filter angelegt wird. Wenn diese Probe mit dem Koeffizienten C _{1 1} im Multiplizierer 14(0) multipliziert

-1, 1

wird, wird die Probe χ . (3T) mit dem Koeffizienten C„ . im Multi"

209825/1074

plizierer 14(1) und die Probe χ (2T) mit dem Koeffizienten C

ο 1, ο

im Multiplizierer 14(2) multipliziert- Wenn das erste dieser Produkte gebildet wird, wird es in der Partialsummen-Verzögerungseinrichtung 20(0) gespeichert und der frühere Inhalt der Einrichtung 20(0) wird an den einen Eingang des Zwei-Eingangsaddierers 22(1) gegeben. Der Addierer 22(1) kombiniert diese Größe mit dem von dem Multiplizierer 14(1) erzeugten Produkt und das Ergebnis wird in die Partialsummen-Verzögerungseinrichtung 20(1) gegeben, dessen früherer Inhalt an den einen Eingang des Zwei-Eingangs addier er s 22(2) zur Kombination mit dem im Multiplizierer 14(2) erzeugten Produkt gegeben wird, um das Ausgangswort y_Q(4T) zu bilden. Entweder gleichzeitig mit den vorhergehenden arithmetischen Operationen oder am Ende des Filterzyklus, in welchem sie durchgeführt werden, verschieben die Schieberegister 10(1) und 10(2), von denen jedes eine Kapazität zur gleichzeitigen Speicherung von K+l oder fünf Proben aufweist, eine Probe oder eine Stufe nach rechts. Das Register 10(1) nimmt die Probe X₁(OT) auf und verschiebt die Probe x₄(3T) und das Register 10(2) nimmt die Probe x₄(3T) auf und verschiebt die Probe χ (2T). Zusätzlich werden die zu verwendenden Koeffizienten in jedem Multiplizierer zirkuliert, so daß C _{1 o}, C_n

-L₃ Δ U,

und C₁ . den Multiplizierern 14(0), 14(1) bzw. 14(2) in dem nächsten Filterzyklus zur Verfügung stehen.

209825/1074

2U5404

Um der Vervollständigung der Bildung des Aus gangs wortes y₁ (5T) zu folgen, wird im nächsten Filterzyklus (d.h. zur Zeit t»5T+i?) die Probe χ (4T), nunmehr in der Ausgangsstufe des Schieberegisters 10(1), mit dem Koeffizienten C_n _Λ multipliziert und das Produkt zu dem Produkt von X₁(OT) und C₁-, welches in der Partialsummen-Verzögerungseinrichtung 20(0) gespeichert ist, addiert. Das Ergebnis dieser Addition wird der Partialsummen-Verzögerungseinrichtung 20(1) zugeführt. Im dritten und letzten Zyklus zur Bildung von y. (5T) (d.h. zum Zeitpunkt ύ«5Τ+2τ und nachdem die Schieberegister erneut verschoben worden sind und die Koeffizienten erneut umgewälzt wurden) wird die Probe X₁(ST), nunmehr in der Ausgangsstufe des Schieberegisters 10(2), mit dem Koeffizienten C_{1 1} im Multiplizierer 14(2) multipliziert und dem Addierer 22(2) zur Addition mit der in der Partialeumnaen-Verzögerungseinrichtung 20(1) gespeicherten Größe zugeführt. Die erhaltene Summe ist natürlich das Ausgangswort y (5T).

Fig. 5 zeigt eine bekannte Modifikation an einem nichtrekursiven Digitalfilter, welche dann durchgeführt werdenikann, wenn die Koeffizienten in jedem Satz der Koeffizienten symmetrisch um den mittleren Zeitdomänen-Filterkoeffizienten C_n ist. In diesem Fall können Proben, die mit symmetrisch angeordneten und daher gleichen Koeffizienten multipliziert werden müssen, vor der Multiplikation mit einem

209825/1074

-ί*- 2145Λ04

einzelnen Koeffizienten mit dem Wert der symmetrischen Koeffizienten addiert werden. Daher können Proben χ (nT) und χ ((n-N)T)

■Κ K

(siehe Fig. 5), welche sonst mit den Koeffizienten 0_Μ bzw. C_M

^, k j, k

multipliziert werden wurden, wenn diese Koeffizienten gleich sind, stattdessen vom Addierer 12(0) addiert werden und die Summe kann mit dem Koeffizienten C ,, multipliziert werden. Die gleiche Vor-

_ ~ Ir

2 *

multiplikationsaddition ist für alle symmetrisch angeordneten Proben möglich, wobei die Anzahl der gleichzeitig erzeugten Produkte, welche in dem Addierer 16 summiert werden müssen, nahezu um die Hälfte reduziert ist. Wenn die Koeffizienten ungeradzahlig symmetrisch sind, und nicht geradzahlig symmetrisch, können Vormultiplikationssubtraktionen anstelle von Vormultiplikationsadditionen mit dem gleichen Resultat angewendet werden. Trotz der Reduktion der Anzahl der an den Addierer 16 angelegten Größen ist es weiterhin vorteilhaft, die Bildung einer derartigen Summe in einem Filterzyklus zu vermeiden.

Demnach zeigt Fig. 6 die Art und Weise, wie das Filter nach Fig. 5 in Übereinstimmung mit den Prinzipien dieser Erfindung modifiziert werden kann, um die große gleichzeitige Summation zu vermeiden, die sonst erforderlich wäre. Mit der Hinzufügung des Addierers 12 ist das Filter nach Fig. 6 identisch mit dem Filter nach Fig. 3 bis

209825/1074

Zl

einschließlich der zentralen Verzögerungseinrichtung 1O(— ) für

N (K+1)-Proben und die zugeordneten Multiplizierer 14(—) und Zwei-

at

N
Eingangs addier er 20(—). Darüberhinaus vorgesehene Probenverzöge-

Ct

rungseinheiten führen jedoch jeweils nur K-I Zyklusintervalle der Verzögerung ein, d. h. ein Filterzyklusintervall der Verzögerung weniger als bei entsprechenden Einrichtungen nach bekannten Filtern und zwei Filter Zyklusintervalle der Verzögerung weniger als bei den entsprechenden Einrichtungen im Filter nach Fig. 3. Daher werden die zusätzlichen Verzögerungen, welche durch die (K+1)-Proben-

N Verzögerungseinrichtungen 10(1) bis 10(—) eingeführt werden, all-

N mählich in den (K-li-Probenverzögerungseinrichtungen 10(— + 1) bis 10(N) wiedergewonnen. Demgemäß sind die Proben, welche in den

N Ausgangs stufen der Schieberegister 10(—+ 1) bis 10(N) zu jedem gegebenen Filterzyklus erscheinen, für die Vormultiplikationsaddition zu der Probe geeignet, die an das Filter angelegt wird und zu solchen Proben, die in den Aus gangs stufen der Register 10(1)

N
bis 10(-^- - 1) in diesem Filterzyklus erscheinen. Da die aus diesen

Cl

kombinierten Proben gebildeten Produkte in anderer Beziehung ähn-

N lieh zu denen sind, welche durch die Multiplizierer 14(0) bis 14(—) nach Fig. 3 erzeugt worden sind, können sie zum Erhalt des erforderlichen Aus gangs signals y aufsummiert werden, und zwar durch die gleiche Art von Einrichtung wie in Fig. 3 benutzt, d. h, eine

209825/1074

-te. 2H5404

alternative Serie von Zwei-Eingangs addier er η 20 und Partialsummen-Verzögerungseinrichtungen 22. Es versteht sich, daß Addierer zur Durchführung von Subtraktionen verwendet werden können im Falle, daß die erforderlichen Koeffizienten ungeradzahlig symmetrisch sind und nicht geradzahlig symmetrisch.

Es ist erwähnt worden, daß die Verwendung des Aufbaues mit verzögerter Addition die Gesamtverzögerung eines nichtrekursiven Digitalfilters vergrößert. In gewissen Anwendungen (z. B. wo das Filterteil eines Realzeit-Steuersystems ist) kann eine derartige Verzögerung unerwünscht sein. Es ist jedoch möglich, die Vorteile des Aufbaues mit verzögerter Addition in bedeutendem Maß zu erhalten, ohne daß das volle Maß des Gesamtverzögerungsverhaltens der Filter mit verzögerter Addition nach der in den Fig. 3 und 6 gezeigten Art eingeführt wird. Durch Anwendung des Prinzips der verschobenen Addition auf ausgewählte Filterteile oder Abschnitte, wie im Ganzen in Fig. 7 gezeigt, können die großen gleichzeitigen Additionen von Filtern nach dem Stand der Technik in bequeme Teilsummationen aufgebrochen werden, wobei nur ein Teil der Gesamtverzögerung der Filter nach den Fig. 3 und 6 benötigt wird.

In dem Filter nach Fig. 7 hat nur jede zweite Probenverzögerungs-

209825/1074

2 U 5404

einheit (d.h. die Verzögerungseinheiten 10(2), 10(4), 10(6) usw.) das zusätzliche Verzögerungsintervall-Verhalten des Aufbaues mit verzögerter Addition. Natürlich sind auch andere Anordnungen möglich. Jeder derartigen Verzögerungseinheit ist eine Partialsummen-Verzögerungseinheit, d.h. die Verzögerungseinheiten 20(1), 20(3), 20(5) usw.) zugeordnet, welche ebenfalls charakteristisch für den Aufbau mit verzögerter Addition sind. Die K-Proben verzögerten Einheiten 10(1), 10(3), 10(5) usw. besitzen keine zugeordneten Partialsummen-Verzögerungseinheiten. Demgemäß sind die Proben, welche gleichzeitig in der Ausgangsstufe einer gegebenen (K+l)-Probenverzögerungseinheit erscheinen (z. B. Verzögerungseinheit 10(2)) und die folgende K-Probenverzögerungseinheit (z.B. Verzögerungseinheit 10(3)) für die Bildung eines gegebenen Ausgangswortes bedeutsam. Die auf diesen Proben basierenden Produkte (z.B. die durch die Multiplizierer 14(2) und 14(3) errechneten) werden deshalb mit einer zuvor erzeugten Partialsumme (z.B. die in der Verzögerungseinheit 20(1) gespeicherte Partialsumme) aufsummiert, um eine Partialsumme zu erzeugen, die an die Partialsummen-Verzögerungseinrichtung angelegt wird, welcher der nächsten (K+1)-Probenverzögerungseinheit (z.B. der Verzögerungseinheit 20(2)) zugeordnet ist und die erwähnte Partialsumme speichert. Unter der Annahme, daß mehr als ein Satz von Filterkoeffizienten C verwendet werden soll,

20382 5/T074

SQ

ist die Folge, in welcher diese an die verschiedenen Multiplizierer der Filter angelegt werden müssen, aus Fig. 7 und in der vorhergehenden Erläuterung ersichtlich.

In anderer Weise betrachtet, umfaßt das Filter nach Fig. 7 mehrere einfache, in Serie geschaltete nichtrekursive Filterunterabschnitte, wovon jeder Unterabschnitt einen Untersatz von Verzögerungseinrichtungen und zugeordnete arithmetische Einheiten umfaßt und einen Aufbau besitzt, welcher den K-kanaligen, nichtrekursiven Filter nach dem Stand der Technik ähnlich ist. Nach erfindungsgemäßer Anweisung werden die Ausgangsworte, welche in jedem Unterabschnitt erzeugt werden, um einen Filterzyklus durch eine der Partialsummen-Verzögerungseinheiten 20 verzögert, bevor sie dem Addierer des nächsten Filterunterabschnittes zugeführt werden. Nachdem Proben um K Filterzyklen durch die Verzögerungseinheit 10 jedes Filterunterabschnittes verzögert worden sind, werden um einen zusätzlichen K+l Filterzyklus durch eine der (K+1)-Probenverzögerungseinheiten 10 verzögert, bevor sie den Verzögerungseinheiten des nächsten Filterunterabschnittes zugeführt werden.

Verglichen mit dem Filteraufbau nach Fig. 3 führt die Verwendung des Filteraufbaues nach Fig. 7 nur zur Hälfte der Gesamtverzögerung für Filter vergleichbarer Kompliziertheit. Dabei ist die maximale

20982 5/10 74

.-*i. 2U5404

Jf

Anzahl der Größen, welche gleichzeitig addiert werden müssen, lediglich von zwei auf drei erhöht worden. Es sei bemerkt, daß die Gesamtverzögerung von Filtern mit verzögerter Addition weiterhin verringert werden kann, indem Partialsummen-Verzögerungseinrichtungen mit noch größerem Abstand verwendet werden. Durch Anwendung von (K+l)-Probenverzögerungseinheiten für jede dritte Probenverzögerungseinrichtung kann beispielsweise die Gesamtverzögerung auf ungefähr ein Drittel im Vergleich zu dem Fall verringert werden, daß solche Einheiten für jede Verzögerungseinrichtung Verwendung finden. Dies wird natürlich auf Kosten der Bildung von größeren Partialsummen erkauft. Wenn daher (K+l)-Probenverzögerungseinheiten für jede dritte Probenverzögerungseinrichtung verwendet werden, bringt jede Partialsumme im allgemeinen die Summierung von vier gleichzeitig erzeugten Größen mit sich. Es versteht sich, daß dieses Prinzip auch auf Filter der Art nach Fig. 6 anwendbar ist.

209825/1074

Claims

Morrow, J. P. 1

Patentansprüche

Iy Digitalfilter zur Filterung von digital-codierten Signalproben von jeweils K Quellen wobei aufeinanderfolgende Proben mit vorbestimmter Geschwindigkeit angelegt werden, deren reziproker Wert das Proben- oder Abtastintervall ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

eine mehrfach angezapfte Verzögerungsleitung zur Verzögerung der aufeinanderfolgend angelegten Proben besitzt eine Probenverzögerungsschaltung (10(0) bis 10(N)) zwischen angrenzenden Anzapfungen, um die angelegten Proben um K+l Probenintervalle zu verzögern;

mehrere Multiplizierer (14(0) bis 14(N)) sind jeweils einzeln mit je einer zugehörigen Verzögerungsleitung verbunden und multiplizieren die von jeder Anzapfung erhaltene Probe mit vorbestimmten Filterkoeffizienten;

mehrere Addiererschaltungen (22(0) bis 22(N)) sind jeweils einzeln mit dem Ausgang je eines zugehörigen Multiplizier er s verbunden und addieren die multiplizierte Signalprobe mit einer verzögerten Partialsumme von früheren Addiererschaltungen, um eine weitere Partialsummenprobe zu erzeugen;

209825/1074

eine Partialsummen-Verzögerungsschaltung (20(0) bis 20(N-I)) ist zwischen den Addiererschaltungen geschaltet und gibt die verzögerten Partialsummenproben an den Eingang der nachfolgenden Addier er schaltung;

die letzte Addierer schaltung erzeugt das digital-gefilterte Ausgangssignal.
2. Digitalfilter nach Anspruch 1, wobei die digital-codierten Signalproben mit einem symmetrischen Satz von N+l Zeitdomänen-Koeffizienten multipliziert werden müssen und die angezapfte Verzögerungsleitung N+l Anzapfungen besitzt, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
jede der Abzapfungen bis einschließlich zur mittleren Abzapfung ist von der vorhergehenden Abzapfung durch eine Probenverzögerungs-

N
schaltung (10(1) bis 10(—)) mit einer K+l Probenperiodenverzöge-

Ct

rung getrennt und jede der nachfolgenden Abzapfungen ist von der vorhergehenden Abzapfung durch eine Probenverzögerungsschaltung

N
(10(— +1) bis 10(N)) mit einer K-I Probenperiodenverzögerung ge-

trennt;

N je ein zusätzlicher Addierer (12(0) bis 12(·^ -I)) ist mit einem Paar von Verzögerungsleitungsabzapfungen verbunden, die in Bezug auf die zentrale Abzapfung symmetrisch angeordnet sind und zur Addition

209825/1074

2H5404

von Signalproben dienen, die von dem symmetrischen Abzapfungspaar erhalten werden;

N
mehrere Multiplizierer (14(0) bis 14(— -1)) sind individuell mit dem

Ausgang der zusätzlichen Addierer verbunden und dienen zur Multiplikation der addierten Proben mit einem vorbestimmten Filterkoeffizienten;

N ein Zentral-Abzapfungsmultiplizierer (14(-^)) ist mit der zentralen Abzapfung verbunden und dient zur Multiplikation von an der zentralen Abzapfung anliegenden Proben mit einem vorbestimmten Filterkoeffizienten.
3. Digitalfilter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale·

die erste und jede M Probenverzögerungsschaltung (10(1), 10(1 + M)...), wobei M eine ganze Zahl größer als 1 ist, schaffen eine Verzögerung von K Probenintervallej

die Partialsummen-Verzögerungsschaltungen (20(1), 20(3)...) sind nur in den Filterunterabschnitten angeordnet, welche eine Probenverzögerungsschaltung aufweisen, die eine Verzögerung von K+l Probenperioden schafft.

209825/1074

JS

Leerseite