Цифровой фильтр

 

Изобретение относится к области цифровой обработки сигналов и может быть использовано для. вычисления .сумм произведений, дискретного преобразования Фурье, обработки речи и изображений в реальном масштабе времени . Цель изобретения - повьшение быстродействия. Поставленная цель достигается за счет того, что цифро- . вой фильтр состоит из блоков 2,5,6, 7,9,21,22 постоянной памяти, блока 27 элементов И, блока 6 постоянной

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СО14ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (;»

Н А ВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

30 31

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3885107/24-24 (22) 15.04.85 (46) 30. 12. 86. Бюл. N- 48 (72) В.Г.Евстигнеев, А.Е.Канаев и А.Н.Кошарновский (53) 681.32(088.8) (56) IEEE Trans. on circuits and

Systems, Vol. cas. — 28, January, 1981, 11- 1, рр. 32-37, Fig. 1.

IEEE Trans. on circuits and Sys—

tems, Vol. cas. — 24, April, 1977, Ф 4, р. 198, Fig. 8...SU„„)I280390 А1 (pe 4 G 06 F 15/353 Н 03 Н 17/P6 (54) ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР (57) Изобретение относится к области цифровой обработки сигналов и может быть использовано для вычисления сумм произведений, дискретного преобразования Фурье, обработки речи и иэображений в реальном масштабе времени. Цель изобретения — повышение быстродействия. Поставленная цель достигается за счет того, что цифро- . вой фильтр состоит из блоков 2,5,6, 7,9,2!,22 постоянной памяти, блока

27 элементов И, блока 6 постоянной

1280390 где Y

U

Н г памяти коэффициентов, сумматора 25 по модулю два, элемента 24 НЕ, четырех элементов 17-20 И, двух мультиплексоров 10,11, четырех регистров

Изобретение относится к цифровой обработке сигналов и может быть использовано для вычисления сумм произведений, дискретного преобразования Фурье, обработки речи и изображений в реальном времени.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

На фиг,l представлена структурная схема цифрового фильтра; на фиг.2 — 10 блок-схема блока предварительного округления; на фиг.3 — блок управления.

Цифровой фильтр содержит регистр

1, блок 2 постоянной памяти, регистр 3 результата, информационный выход 4 устройства, блок 5 постоянной памяти, блок 6 постоянной памяти коэффициентов, блок 7 постоянной памяти, блок 8 синхронизации, блок 9 20 постоянной памяти, мультиплексоры 10 и 11, двоичный реверсивный счетчик

12, двоичный сумматор 13, регистры

14-16, элементы И 17-20, блоки 21 и

22 постоянной памяти, блок 23 предварительного округления, элемент

НЕ 24, сумматор 25 по модулю два, вход 26 знака информации устройства, блок элементов И 27, информационный вход 28 устройства, первый выход 29 блока управления устройства, вход

30 запуска устройства, вход 31 синхронизации устройства, второй 32, третий 33, четвертый 34 и пятый 35 выходы блока управления устройством. 3

Блок предварительного округления

23 образуют блоки 36 и 37 постоянной памяти, выход 38 и группа входов 39.

Блок управления устройством содержит RS-триггер 40, элементы И 41 0 и 42, элемент HF. 43, двоичный счетчик 44 и одновибратор 45.

Устройство работает следующим образом.

В основу работы цифрового фильтра 45 положена следующая формула:

1,14-16, сумматора 13, регистра 3 результата, блока 8 синхронизации, блока 23 предварительного округления. 1 з.п, ф-лы. 3 ил.

2 л -т

Н U =о 1-г, результат фильтрации входная информация; фильтровые коэффициенты.

В исходном состоянии блок элементов И 27 закрыт для прохода информации низким уровнем на первом выходе

29 блока управления устройством 8.

По отрицательному импульсу, пришедше му на вход 30 запуска устройства, RS-триггер 40 переходит в состояние

"1", а на выходе элемента НЕ 43 и, соответственно, на четвертом выходе

34 блока управления устройством 8 формируется положительный импульс, который обнуляет все регистры l, 3, 14 — 16 и счетчики 12 и 44 устройства. В результате этого на втором выходе 32 блока управления устройством

8 устанавливается начальный (нулевой) код. По окончании импульса запуска на первом выходе 29 блока управления устройством 8 появляется положительный уровень, открывающий группу элементов И 27 для прохода информации.

Отрицательные импульсы синхронизации являются стробами информации.

Длительность этих импульсов определяется продолжительностью тракта об- работки информации, состоящего из следующих этапов.

Этап I. Информация, прошедшая через блок элементов И 27, перекодируется в блоке 7 в код СОК, Параллельно осуществляется выборка коэффициентов из блока 6 в соответствии с адресом, установленным на втором выходе 32 блока управления устройством 8.

Этап II. В блоке 5 производится умножение информации на числовое зна. чение фильтрового коэффициента. Па° 2803 раллельно на сумматоре 25 по модулю два определяется знак результата ум1 ножения.

Этап III. Результат умножения ок— ругляется в блоке 23 предварительного округления. Параллельно в соответствии со знаком результата умножения, определяемым состоянием выхода сумматора 25 по модулю два ("0" соответствует знаку "+", "1" — знаку 10

"-"), открывается элемент И 17 или

18 и осуществляется выборка содержимого одного из регистров (1, 14) с помощью мультиплексора 11.

Этап IV. Округленный результат на 15 сумматорах 2 и 22 складывается с числом, поступившим с выхода мультиплексора 1!.

Этап V. В блоке 9 производится формирование сигналов переноса и поп † равок к старшим разрядам результата.

Одновременно в соответствии с наличием (или отсутствием) переноса в старшие разряды открываются (или закры— ваются) элементы И 19 или 20 и произ- 25 водится выборка соответствующего ре зультата сложения с помощью мультиплексора 10. !

По положительному фронту сигнала 30 синхронизации происходит изменение состояния двоичного счетчика 44 и формирование положительного фронта тактового сигнала, который, пройдя через открытый элемент И 17 или 18, производит запись информации в соответствующие регистры поправки и регистр и осуществляет соответствующее изменение состояния двоичного реверсивного счетчика 12 (если имеется 40 сигнал переноса в старшие разряды).

Временной интервал, характеризующийся высоким уровнем на входе синхронизации устройства 31, служит для смены информации на информационном вхо- 45 де 28 устройства.

По отрицательному импульсу синхронизации последнего такта двоичный счетчик 44 формирует импульс переполнения, по окончании которого одновиб- 50 ратор 45 вырабатывает другой отрицательный импульс, который, с одной стороны, перебрасывает в состояние

"0" RS-триггер 40, а с другой стороны, "своим положительным фронтом записывает информацию в регистр 3 результата. Длительность отрицательного импульса одновибратора должна обеспечить выполнение следующих опе-i

90 4 раций: запись поправки в регистр 15 или 16; сложение положительной и отрицательной поправок на двоичном сумматоре 13 и работа блока 9 по преобразованию старших разрядов результата, поступающих с двоичного реверсивного счетчика 12 в прямом или дополнительном двоичном коде в том случае, когда информация положительная или отрицательная, и поправки к старшим разрядам результата, поступающей с двоичного сумматора 13 в аналогичном виде. Переход RS-триггера 40 в состояние "0" закрывает элементы

И 41 -и 42 и, таким образом, переводит устройство в ждущее состояние.

Для начала нового цикла фильтрации снова необходим запуск устройства.

Формула изобретения

1. Цифровой фильтр, содержащий блок постоянной памяти коэффициентов и первый блок постоянной памяти, первый и второй адресные входы которого подключены соответственно к первому выходу блока постоянной памяти коэффициентов и выходу второго блока постоянной памяти, третий блок постоянной памяти, блок синхронизации, первый регистр и регистр результата, выход которого является информационным выходом фильтра, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой блоки постоянной памяти, блок элементов И, сумматор по модулю два, элемент НЕ, четыре элемента И, два мультиплексора, второй, третий и четвертый регистры, сумматор и реверсивный счетчик, первый выход блока синхронизации подключен к первому входу блока элементов И, выход которого подключен к адресному входу второго блока постоянной памяти, второй выход блока синхронизации подключен к адресному входу блока памяти коэффициентов, второй выход которого подключен к первому входу сумматора по модулю два, выход которого подключен к управляющему входу первого мультиплексора, первому входу первого элемента И и входу элемента НЕ, выход которого подключен к первому входу второго элемента И, выход которого подключен к тактовым входам первого и второго регистров и первому входу третьего элемента И, выход которого

1280390 подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика, информационный выход которого подключен к первому адресному входу четвертого блока постоянной памяти, выход которого подключен к информационному входу регистра результата, третий выход блока синхронизации подключен к вторым входам первого и второго элементов И, выход первого элемента И под- >0 ключен к тактовым входам третьего и четвертого регистров и первому входу четвертого элемента И, выход которого подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика, вход об- 15 нуления которого объединен с входами обнуления регистра результата, первого, второго, третьего и четвертого регистров и подключен к четвертому выходу блока синхронизации, пятый вы- 20 ход которого подключен к тактовому входу регистра результата, выход первого блока постоянной памяти подключен к первому адресному входу пятого блока постоянной памяти и адресному входу шестого блока постоянной памяти, выход которого подключен к второму адресному входу пятого блока постоянной памяти, выход. которого подключен к первым адресным входам третьего и седьмого блоков постоянной памяти, выход третьего блока постоянной памяти подключен к первому информационному входу второго мультиплексора и адресному входу седьмого 35 блока постоянной памяти, первый и второй выходы которого подключены к информационным входам соответственно второго и третьего регистров, выходы которых подключены соответственно к 40 первому и второму входам сумматора, выход которого подключен к второму адресному входу четвертого блока постоянной памяти, выход седьмого блока постоянной памяти подключен к второму информационному входу второго мультиплексора, выход которого подключен к информационным входам первого и четвертого регистров, выходы которых подключены соответственно к первому и второму информационным входам первого коммутатора, выход которого подключен к вторым адресным входам третьего и седьмого блоков постоянной памяти, вход запуска и тактовый вход блока синхронизации являются соответственно входом запуска и входом синхронизации фильтра, входом знака информации, информационным входом которого являются соответственно второй вход сумматора по модулю два и второй вход блока элементов И.

2. Фильтр по п.1, о т л и ч а ю— щ и. и с я тем, что блок синхронизации содержит RS-триггер, два элемента

И, элемент НЕ, счетчик и одновибратор, выход которого является пятым выходом блока и подключен к R-входу

RS-триггера, выход которого подклю" чен к первым входам первого и второго элементов И, выход второго элемента И является третьим выходом блока и подключен к счетному входу счетчика, прямой выход которого является вторым выходом блока, а инверсный подключен к входу одновибратора, выход элемента НЕ подключен к входу обнуления счетчика и является четвертым выходом блока, первым выхопом которого является выход первого элемента И, первый вход которого объединен с входом элемента НЕ, S-входом

RS-триггера и является входом запуска блока, тактовым входом которого является второй вход второго элемента И.

Составитель А.Баранов

Редактор Л.Пчолинская Texpep, M.Õoäàíè÷ Корректор M.Äeì÷èê

Заказ 7052/43 Тираж 671 Пбдписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4