Рекурсивный цифровой фильтр

 

Изобретение относится к цифровой обработке сигналов и м.б. использовано в системах цифровой фильтрации , в автоматизированных радиотехнических комплексах обработки информации и системах распознавания образов. Иовьшается отношение сигнал/шум на выходе фильтра. Фильтр содержит сумматор 1, регистр сдвига 2, основной умножитель 3, дополнительный умножитель 4. Вновь введены 1-я и 2-я группы элтов И 5 и |6, группа зл-тов ИЛИ 7, 3-я группа эл-тов И, счетчик 9, дешифратор 10 и инвертор П. 2 ил. i ffjf. (/) Z fe/A-. 4i CO

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1)) Al

1 04 (5D 4 Н

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 7, =

Ям . н атоесном свиддтильстам (21) 3834899/24-09 (22) 24.01.85 (46) 15.10.86. Вюл. 1(38 (72) Н, А. Виноградов и А. З.-Х. Калоев (53) 621.394.44(088.8) (56) Патент США У 3732409, кл. G 06 I" 7/38, 1973.

Финкельштейн М, И. Гребенчатые фильтры. М,: Советское радио, 1969, с, 45, рис. 2 ° 14. (54) РЕКУРСИВНЫЙ ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР (57) Изобретение относится к цифровой обработке сигналов и м,б. исполь-, зовано в системах цифровой фильтрации, в автоматизированных радиотехнических комплексах обработки информации и системах распознаваниг образов, Повышается отношение сигнал/шум на выходе фильтра. Фильтр содержит сумматор 1, регистр сдвига 2, основной умножитель 3, дополнительный умножитель

4. Вновь введены 1-я и 2-я группы элтов И 5 и 6, группа эл-тов ИЛИ 7, 3-я группа зл-тов И, счетчик 9, дешифратор 10 и инвертор 11. 2 ил, 1264307

Суммарный сигнал с выходов сумматора 1 поступает одновременно на пер- 4О вые входы элементов И третьей группы

8, на входы регистра 2. С выходов регистра 2 задержанный на период дискретизации Т суммарный сигнал пос1 ледовательно проходит через основной 45 перемножитель 3, где умножается на коэффициент с 1, и дополнительный умножитель 4, где умножается на коэффициент 11,» 1,. Сигнал с выходов основного умножителя 3 поступает на первые входы элементов И второй группы 6, а с выходов .дополнительного умножителя 4 — на первые входы элементов И первой группы 5. На вторые входы элементов И первой и второй групп 5 и 6 поступают управляющие сигналы с первого выхода дешифратора !

О, который управляется выходными

Изобретение относится к цифровой обработке сигналов и может быть использовано в системах цифровой фильтрации, в автоматизированных радиотехнических комплексах обработки информации и системах распознавания образов, Цель изобретения — повышение отношения сигнал/шум на выходе рекур-! сивного цифрового фильтра.

На фиг. 1 приведена структурная схема рекурсивного цифрового фильтр ;; на фиг. 2 — его импульсная характеристика.

Рекурсивный цифровой фильтр содер- 15 жит сумматор 1, регистр 2 сдвига, основной умножитель 3, дополнительный умножитель 4, первую и вторую группы

5 и 6 элементов И, группу 7 элементов ИЛИ, третью группу 8 элементов И, счетчик 9, дешифратор 10 и инвертор

11.

Рекурсивный цифровой фильтр работает следующим образом. .На йервую группу входов сумматора 1, являющихся входом рекурсивного цифрового фильтра, поступает выборка сигнала U(nT ) в виде М-разрядного

3 двоичного кода. На группу вторых входов сумматора 1 поступает выходной 30 сигнал сумматора 1, прошедший через цепь положительной, задержанной на период дискретизации Т обратной связи с результирующим коэффициентом передачи P . .В результате сложения на выходе сумматора 1 имеем

Б „,„(п)=0(пТ )+/30 ы„ t(n-1)Т ), (1) . . где и — номер отсчета. сигналами счетчика 9. На вход счетчика 9 поступают тактовые импульсы, следующие с частотой дискретизации

F = — ..Управляющий сигнал на вторые

3 т входы элементов И первой группы 5 поступает непосредственно с первого выхода дешифратора 10, а на вторые входы элементов И второй группы 6 через инвертор 11, поэтому при прохождении сигнала через одну группу элементов И (например 5) другая группа элементов И(6) закрыта и сигнал через нее не проходит.

Выходы элементов И первой и второй групп 5 и 6 поразрядно через группу элементов ИЛИ 7 подключены к группе вторых входов сумматора 1 ° Управляющие сигналы к группам 5,6 и 8 элементов И подаются в соответствии с алгоритмом работы счетчика 9 и дешифратора 10. Он состоит в следующем, Пусть на вход нерекурсивного цифрового фильтра поступает N отсчетов входного сигнала, количество которых в m раз превышает количество отсчетов и, оптимально обрабатываемых фильтром первого порядка °

Число отсчетов и связано с коэффициентами фильтра / и, формулой

Р Р, 1, (г) где / — коэффициент основного умножителя 3 / f3,/ < 1;

В, — коэффициент дополнительного умножителя 4//3,/ и 1.

Оптимальный выбор Р, соответствует равенству /1, — = n тогда коэффициент Р на основании формулы (2) имеет значение

1 Р 1 1

A, ((--) =ехр (-) n — ), (3) о /1 Р

Счетчик 9 имеет и состояний, которые дешифрирует дешифратор 10, Каждому состоянию счетчика 9 соответствует определенный выход дешифратора 10, причем если счетчик имеет К-е состояние, то на соответствующем

К-ом выходе, будет уровень управляющего сигнала, противоположный уровню на остальных выходах, Дешифратор 10 так подключает выходы элементов И первой и второй групп 5 и 6, что в моменты времени, кратные целым знаN чениям — = ш, с учетом задержки сиги нала на один период дискретизации на группу вторых входов сумматора 1 проходит сигHcUI "выg p pp прошедшии

1264307 через основной и дополнительный умножители 3 и 4 и первую гругчу 5 элементов И. Во все остальные моменс

Nlq и (m )л1, 1 (3 о

1 0 -1 (4) Формула изобретения

Рекурсивный цифровой фильтр, содержащий последовательно включенные сумматор, первая группа входов которого является входом рекурсивного цифрового фильтра, регистр сдвига и основной умножитель, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения отношения сигнал/шум на выходе

/(/"run) Щиг 2

Составитель С. Музычук

Техред Л.Олейник . Корректор А. Тяско

Редактор К. Волощук

5573/56 Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035,. Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ. Производственно- полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ты времени на вторые входы сумматора 1 поступает сигнал, прошедший основной умножитель 3 и вторую группу

6 элементов И, Выходной сигнал с выходов третьей группы 8 элементов И выдается в момент времени, соответствующий и-му состоянию дешифратора 10, так как к этому моменту действие коэффициента полностью <омпенсируется и-кратным действием коэффициента Р и значение выходного сигнала соответствует истинному. Амплитуду выходного сигнала для любого момента времени .можно найти по формуле

Б (шп) =11еу (/ о рекурсивного цифрового фильтра, в него введены дополнительный умножитель, первая, вторая и третья группы элементов И, группа элементов ИЛИ, счет5 чик, дешифратор и инвертор, причем выходы дополнительного умножителя поразрядно соединены с первыми входами элементов И первой группы, входы дополнительного умножителя соединены с выходами основного умножителя и с первыми входами элементов И второй группы, выходы которых соединены с первыми входами элементов ИЛИ группы, вторые входы элементов ИЛИ группы соединены с выходами элементов И первой группы, а выходы подключены к второй группе входов сумматора, выходы которого соединены с первыми входами элементов И третьей группы, выходы которых являются выходом рекурсивного цифрового фильтра, выходы счетчика соединены с входами дешифратора, первый выход которого соединен с вторыми, объединенными между собой входами элементов И первой группы непосредственно, а с вторыми, объединенными между собой входами элементов И второй группы — через инвертор, второй выход дешифратора созе единен с вторыми, объединенными между собой входами элементов И третьей группы, при этом вход счетчика является тактовым входом рекурсивнсго цифрового фильтра.