SU1246344A1 - Цифровой фильтр - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано при цифровой обработке сигналов . Цель изобретени  - упрощение устройства за счет уменьшени  количества разр дов умножителей.Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 1, блоки определени  вычетов входного сигнала (БОВВС) 2, (п-1)-каскадные цифровые линии задержки 3, умножители 4, сумматоры 5 по модулю N и блок восста (Л ) I S-S & со 4 3-) , .1 5-У Ю

Description

новлени  результата (БВР) 6. С выхода АЦП 1 R - разр дные числа поступают на БОВВС 2, где они разбиваютс  .на параллельные ветви, в каждой из которых реализуютс  произвольные алгоритмы цифровой фильтрации над вычетами чисел и вьгчетамн коэффициентов . Результаты перемножений этих вычетов в умножител х 4 складываютс  в каждом канале в сумматорах 5

Изобретение относитс  к цифровой обработке сигналов, в частности к р1фровой фильтрации, и может использоватьс  в различных цифровьпс комплексах .

Цель изобретени  - упрощение цифрового фильтра за счет уменьшени  количества разр дов умножителей.

На фиг. 1 приведена структурна  электрическа  схема цифрового фильт- ра; на . 2 - техническа  реализаци  блока восстановлени  результата.

Цифровой фильтр содержит аналого- цифровой преобразователь (АЦП) 1,

блоки 2-1,2-2,.. .,2-S,... ,2-1) on- ределени  вычетов входного сигнала; (т-1)-каскадные цифровые линии 3-1, ,... ,3-S,... ,3 ) задержки; умножители 4-1-1, 4-1-2,... ,4-1-tT(,..., 4-т1-1тг- : сумматоры 5-1, 5-2,..., .. .. . ,5-S,... ,5- по модулю N , N , ... N ,. Ngсоответственно и блок 6 восстановлени  результата. Блок 6 восстановлени  результата содержит первое 7-1 и второе 7-2 посто нные запоминающие устройства, регистр 8, первый и второй 9-2 сумматоры блока восстановлени  резултата , два элемента И 10-1 и 10-2,инвертор 11 и элемент ИЛИ 12.

Цифровой фильтр раббтает следующим образом.

С выхода АЦП R-разр дные числа X(hT) пocтyп aют на- V блоков определени  вычетов входного сигнала. Выполнением операций вычетов в блоках 2-1,2- 2 S...2- sT..., 2- по взаимно простым модул м Ng (S 1, i) ) R-разр дные числа X (нТ) разбиваютс  HaV

46344

по модулю N. Полученные результаты поступают в БВР 6, где вычеты локальных результатов каждой ветви позвол ют восстановить общий результат в классе вычетов по модулю N в соответствии с теоремой об остатках. Т. обр, однозначное восстановление результата в заданном диапазоне N обеспечиваетс : введением БОВВС 2 и БВР 6. Дан пример выполнени  БВР 6. 2 ил.

параллельных ветвей с R 1 + - -Jlog Nj. С разр дами чисел в каждой ветви, где 3 обозначает наибольшее целое, не превосход щее Образование вычетов входного сигналу X I пТ1 производитс  в соответствии с соотношением

X fhT)(hT)N, x(hT.) {1,

S5 N5 J

где XdiT) - R-разр дные числа на выходе АЦП.

Аппаратно блоки определени  вычетов реализуютс  на R-разр дных программируемых посто нных запоминающих устройствах (ПЗУ). При этом числа X(hT)  вл ютс  адресами своих вычетов ,:X(hT) Ng, вычисл емых на этапе проектировани  дл  всех N

Таким образом работа цифрового фильтра переводитс  в непозиционную систему остаточных классов. Причем если Y, максимально возможный результат по заданному алгоритму цифровой фильтрации, то должно вьтол- н тьс  условие

s

Н-П N V

S-1 S

(2)

В каждой параллельной S-й ветви предлагаемого цифрового фильтра (ЦФ) независимо реализуютс  совершенно произвольные алгоритмы Цифровой фильтрации (в том числе адаптивные,что недоступно в известном фильтре над вычетами чисел Хд(нТ) Х(ьТ) Ng

и вычетами коэффициентов sh 3

m

Гд - TcL, Хз(нТ) Ng ,

где X(hT) - процесс на вьгходе схемы

вычета; Xo(hT)- процесс на выходе схемы

вычета по модулю г - вб1чет результата фильтрации в S-й ветви. Практически дл  всех схем цифровой фильтрации максимальное число разр дов в ветв х . 5...6.

В св зи с этим в каналах предлагаемого ЦФ используютс  устройства табличной арифметики: ПЗУ - умножители и ПЗУ - сумматоры (результаты умножени  и сложени  по модулю NJ с заданной точностью без ошибок округлени  на этапе проектировани  записаны в ПЗУ с максимум 10 - 12- разр дным дешифратором адреса:

р -j J. IRv12.

2 .Врем  умножени  . и сложени  в табличных устройствах равно времени вьшолнени  одной команды (составл ет один такт) После перемножени  о -д и Xg(nT) в табличных умножител х А-1-1,..., hi в каждом S-M канале произведени  складьшаютс  в табличных сумматорах 5-S ло модулю N .Благодар  этому разр дность результатов в отдельных каналах равна R и ошибки округлени  при вычислении исключены (отсутствует переполнение разр дной сетки). Вычеты локальных

результатов каждой ветви rg(hT) позвол ют восстановить общий результат У(мТ) в классе вычетов по модулю N в соответствии с известной теоремой об остатках в блоке 6 восстановлени  результата.

Алгоритм работы блока 6 определ етс  уравнением V

V(hT)( г (hT)U ,

(3)

где

- - операци  сравнени  по

mod N; г - вычет результата в S-й

ветви по mod Ng; UgMg 1 mod Ng ; Mg N/N5. Например, если N 5, N 7, N3 9, N, 8, N 2520, то M, . 504, N2 360, Mg 280, M 315. 504 U, 1 mod 5; 360 Uj 1 mod 7; . 280 Uj 1 mod 9; 315 U 1 mod 8,

получают и, 4; и 2 5{ иj 1;

U 3 и Y (2016 r + 1800 r +

(3)

124634Д4

+ 280 Гз + 945 г,,) mod 2520.

В соответствии с соотношением (3) Y(hТ)вычисл етс  заранее дл  всех комбинаций ) . Вектор 5 Гс(ьТ)  вл етс  Ry - разр дным V

ресом (Ry

Rg) дл  блока 6.

, В блоке 6 восстановлени  результата при большом Ry вычеты результата каждой ветви объедин ютс  по два или по три и подаютс  на ПЗУ, в кото,рых хран тс , промежуточные

результаты Y(nT) N. Далее эти результаты складываютс  в сумматорах 9-1 и 9-2, При этом, если их сумма N (значение N хранитс  в регистре 8), то в знаковом разр де сумматора 9-2 есть 1, открыт элемент И 10-1 и Y(hT) считываетс  из сумматора 9-1 на выход ЦФ. Если же сумма N,To в знаковом разр де есть О. Открыт элемент И 10-2 и положительный результат из сумматора 9-2 считьгоаетс  на выход ЦФ.Так обеспечиваетс  однозначное восставноление результата в заданом диапазоне N.

30

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Цифровой фильтр, содержащий аналого-цифровой преобразователь, (ni-1)- каскадные цифровые линии задержки, где m - пор док цифрового фильтра,

   35 умножители и сумматоры, входы которых подключены к вьосодам соответствующих умножителей, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  цифрового фильтра за счет

   уменьшени  количества разр дов умножителей , в него введены . N) блоков определени  вычетов входного сигнала , где t 2, и блок восстановлени  результата, причем входы ч) блоков определени  вычетов входного сигнала объединены и соединены с выходом аналого-цифрового преобразовател , выход S-ro блока определени  вычетов , где S 1,2,..., V подключен

   к входу соответствующей (т-1) - каскадной цифровой линии задержки,умножители выполнены в виде групп по m умножителей в каждой, и первые входы умножителей S-й группы

   45

   55

   подключены к входу и соответствующим отводам S-и (т-1) - каскадной цифровой линии задержки, вторые входы умножителей  вл ютс  входами задани 

   512463446

   значений вычетов коэффициентоз цифро- блока восстановлени  результата, вого фильтра, а выходы сумматоров соединены с соответствующими входами

   ,выход которого  вл етс  выходом ц рового фильтра.

   блока восстановлени  результата,

   ,выход которого  вл етс  выходом цифрового фильтра.

   У(пТ}

   Фиг, 2

   Со ставитель С.Музьщ к Редактор Н.Бобкова Техред Л.Олейник Корректор М.Пожо

   Заказ 4020/54 Тираж 816 Подписное ВНИШШ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открыт:нй 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4