Цифровой фильтр
ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР, содержащий первый, второй и третий умножители на весовые коэффициенты, входы которых объединены и являются входом цифрового фильтра, а выходы подклкг чены к первым входам соответственно первого, второго и третьего сумматоров , четвертый и пятый умножители на весовые коэффициенты, входы которых объединены, а выходы подклкгчены к вторым входам соответственно второго и третьего сумматоров, причем третий вход третьего сумматора соединен с выходом первого регистра задержки, вход которого соединен с выходом третьего сумматора и с третьим входом второго сумматора, выход которого соединен с входом второго регистра задержки, а выход I первого сумматора является выходом цифрового фильтра, отличаю (Л щийся тем, что, с целью упрощения цифрового фильтра, выход второго регистра задержки соединен с вторым входом первого сумматора выход которого соединен с четвертым входом второго сумматора и с входами четвертого и пятого умножителей на весовые коэффициенты.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (191 (11) (50 4 Н 03 Н 17 04
1 ..1 11. .п, 7!::,: Ц
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
H, ABTOPCHQIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТ1.:НИЙ И ОТНРЦ73Ф (21) 3788155/24-09 (22) 19.07.84 (46) 07.12.85. Бюл. Ф 45 (71) Одесский ордена Трудового
Красного Знамени политехнический институт (72) В.А.Власенко и Ю.М.Лаппа (53) 621.396.96 (088.8) (56) Я.С.Agarwal, С.S.Burrus, New
recursive digital filter structures
having verylov sensitivity and
roung-off noise. -lEE Trans. on
Circuits and Sistems, vol. CAS-22, N12, 1975, р. 921-926.
S.Nishimura, К.Hirano, R.N.Pal
А new class of чегоow sens tivity
and low roun doff noise recurlive
digi tal filter Structures. - Hemoi rs
of the Faculty of Engineering, kobe
University, 1979, N 25, р. 135-153. (54)(57) ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР, содержащий первый, второй и третий умножи тели на весовые коэффициенты, входы которых объединены и являются входом цифрового фильтра, а выходы подклю чены к первым входам соответственно первого, второго и третьего сумматоров, четвертый и пятый умножители на весовые коэффициенты, входы которых объединены, а выходы подключены к вторым входам соответственно второго и третьего сумматоров, причем третий вход третьего сумматора соединен с выходом первого регистра задержки, вход которого соединен с выходом третьего сумматора и с третьим входом второго сумматора, выход которого соединен с входом второго регистра задержки, а выход первого сумматора является выходом цифрового фильтра, о т л и ч а ю-шийся тем, что, с целью упрощения цифрового фильтра, выход второго регистра задержки соединен с вторым входом первого сумматора, выход которого соединен с четвертым входом второго сумматора и с входами четвертого и пятого умножителей на весовые коэффициенты.
I 19706
20
35
50
Изобретение относится к радиотехнике и мьжет использоваться в аппаратуре цифровой фильтрации сигналов.
Цель изобретения упрощение цифрового фильтра.
На чертеже приведена структурная электрическая схема предложенного цифрового фильтра
Цифровой фильтр содержит первый сумматор 1, первый, второй, третий, четвертый и пятый умножители 2 - 6 на весовые коэффициенты, второй и третий сумматоры, 7 и 8, первый и второй регистры 9 и 10 задержки.
Цифровой фильтр работает следующим образом.
Предложенный цифровой фильтр реализует базовое звено второго порядка
Ь0 Z -Ь 2+ Ь2
H(z)Z 2-61Z+02! где bo,b„,b2,à,„,à — коэффициенты полинома, оппеделяеиь>е параметрами
° схемы.
В цифровом фильтре вычисления выполняются в соответствии с передаточной функцией
М { 0- - 2}Z-P
11Р) 0 0 > 2 1
Z - {2-0Е„-Ы2)Z++(1-0! ) где pj0, р>, Р2 Весовые коэффициенты усиления входного сигнала соответ ственно первого, второго и третьего умножителей 2,3,4;
01., - 0>2 - коэффициенты обратной связи соответственного четвертого и пятого умножителеи S и 6, На первой итерации вычислений происходит умножение первой выборки входного сигнала х(1) на коэффициенты усиления > P„, 02, соответствующие первому умножителю 2, второму умно жителю 3 и третьему умножителю 4.
С выхода первого умножителя 2 резуль тат. ф x(l) поступает на первый вход
0 первого сумматора 1. На его второй вход подается начальное значение с выхода второго регистра 10 задержки. Считая начальные условия работы цифрового фильтра нулевыми, получают окончательно результат первой итерации с выхода первого сумматора 1 ((1) =, (1) = Ь, «(1) (1)
Одновременно результат первой итерации с выхода цифрового фильтра г 2 поступает на четвертый вход второго сумматора 7, а также через четвертый умножитель 5 на коэффициент - o( на второй вход второго сумматора 7 с результатом - 01„ 30 (l) и через пятый умножитель на коэффициент - d.2на второй вход третьего сумматора 8 с результатом -с 2(3,x(1).Результат суммы третьего сумматора 8, равный р Х(1) -,«, р,x(l), записывается в первый регистр 9 задержки и поступает одновременно на четвертый вход второго сумматора 7. Результат суммы данного сумматора, равный р, x(4}+{1-0>", }рî x(a}+/з x(x)-oC2р0x(q) =
=((>-,-<>)>> +>>, > )х (> >1>
I записывается во второй регистр 10 задержки. На этом заканчивается цикл первой итерации, На второй итерации вторая выборка входного сигнала x(2) поступает одно временно на умножители 2 - 4, выполняющие соответственно произведения
p,к(2), p„ x(2.), pz х(2). С выхода первого умножителя 2 результат
p0X(2) подается на первый вход первого сумматора 1, На второй вход данного сумматора подается промежуточный результат, записанный на первой итерации во второй регистр
lO задержки, согласно (2). Таким образом, результат второй итерации вычислений равен т(2) = C(1 -Ы„-R2)Ð.+Р,+e,l.,(1) +
+pox(2)
Подставляя значения коэффициентов
P0 = 0 > / = l 21> Р = 0 1 +1 2
Ы = 1-0> 0 2= l- о> а
2 > окончательно получаем
V(z ) =(0>„Ú, + 10Ä } «(" )+Ьоx (2) =ц„ (Ж+ bÄx(1}« ! » х(>).
С выхода первого сумматора l значение >> (2) подается на четвертый вход второго сумматора 7 и входы четвертого и пятого умножителей 5 и 6. Результат произведения-0> .2 >(2) с выхода пятого умножителя 6 подает ся на второй вход третьего сумматора 8, Результат суммы с учетом промежуточного результата, записанного . В на первой итерации в первом регистре
9 задержки, равный р х (2) «Р х(g)-42р X(1)-M2 > (2), подается на тре
:тий вход второго сумматора 7 и одно .
1197
Составитель С.Музычук
Редактор Т.Кугрьпаева ТехредТ.Дубинчак Корректор А Обручар
Заказ 7575/57 Тираж 871 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, U35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r.Óæroðoä, ул. Проектная, 4
3 временно записывается в первый 9 регистр задержки. Результат суммы второго сумматора 7, равный
P„X(2) +(1-с „) (2) +@2 Х(2)+
+P2Х(1) - 2/ о, (2У(2) (3) записывается во второй регистр 10.
На этом заканчивается цикл второй итерации.
Далее записывается результат третьей итерации, не определяя в ней 1О промежуточных результатов, которые . будут записаны в регистры задержки.
Тогда при подаче следующей выборки входного сигнала X(3) на выходе первого сумматора 1, а следовательно, 1 цифрового фильтра с учетом (3) имеем (3)=ф Х(И (1 „-g2 j Y(2)+(Ä„ 12) Х(2) + (2- 2Р, Х(1) 062 4
Подставляя значения коэффициентов из p, p,", p» 0,62 окончательно получаем
Y(3) =a Y(2) "а У(1) +Ь м(3)+
+Ь x(2) +Ь «(1) (4)
Аналогично, и -й итерации реэуль .тат У(п) будет равен
У(п) a> Y (n-1) -a>Y (n-2) +Ьр х {n)+
+Ь «(и-1) +Ь x(n"2) (s)
Таким образом, предлагаемый циф ровой фильтр при одинаковых вели чинах чувствительности передаточной функции Н(2) к изменениям коэффици ентов цифрового фильтра имеет на один регистр задержки меньще по равнению с известным, что упрощает
pro аппаратурную реализацию,
