SU1171993A1 - Рекурсивный цифровой фильтр - Google Patents

Abstract

РЕКУРСИВНЫЙ ОДФРОВОЙ ФИЛЬТР, содержащий первый блок элементов И, первый вход которого  вл етс  входом рекурсивного цифрового фильтра, второй блок элементов И, последовательно соединенные третий блок элементов И и первый сумматор, последовательно соединенные первый блок пам ти , второй умножитель и второй сумматор , последовательно соединенные второй блок пам ти и первый умножи ,тель, последовательно соединенные четвертый блок элементов И и третий сумматор, а также п тый и шестой бло ,ки элементов И и блок синхронизации, выходы которого подключены к вторым входам всех блоков элементов Инк входам управлени  первого и второго блоков пам ти, отличающийс   тем, что, с целью повьшени  устойчивости работы, в него введены первый регистр сдвига, включенный между выходом первого блока элементов И и первым входом второго блока элементов- И, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, второй регистр сдвига,- включенный между выходом первого сумматора и объединенными вторым входом первого умножител  и первым входом п того блока элементов И, между выходом которого и первым входом третьего блока элементов И включены последовательно соединенные первый инвертор и третий регистр сдвига, четвертый регистр сдвига, вход которого подключен к выходу второго сумматора, а выход соединен с первым входом Четверi того блока элементов И и  вл етс  выходом рекурсивного цифрового фильСЛ тра, п тый регистр сдвига, включенный между выходом третьего сумматора и объединенным вторым входом второго умножител  с первым входом шестого блока элементов И, между выходом которого и вторым входом третьего сумматора включены последовательно соединенные второй инвертор, шестой регистр сдвига и седьмой блок элементов И, при этом выход первого умножител  подключен к второму входу со второго сумматора, выход блока синх ( ронизации  вл етс  парафазным и соединен одним вьшодом с вторыми входами оо второго, третьего и шестого блоков элементов И и входами управлени  первого и второго блоков пам ти, а другим выводом - с вторыми входами первого , четвертого, п того и седьмого блоков элементов И.

Description

Изобретение относитс  к радиотех-; нике и может быть использовано в ,сисг темах цифровой обработки информации. Цель изобретени  - повышение устой чивости работы фильтра. . На фиг.1 приведена структурна  электрическа  схема рекурсивного фильтра} на фиг.2 - его сигнальный граф, на фиг.З - диаграммы работы бло ка синхронизации. Рекурсивный цифровой фильтр содержит первый, второй, третий, четвертый , п тый, шестой и седьмой блоки элементов И 1-7,. первый, второй, третий , четвертый, п тый и шестой регистры 8-13 сдвига, первый, второй и тре тий сумматоры 14-16, первый и второй .умножители 17 и 18, первый и второй блоки 19 и 20 пам ти, первый и второй инверторы 21 и 22 и блок 23 синхрониэации . Фильтр работает следующим образом. Работа предлагаемого рекурсивного цифрового фильтра описываетс  системо уравнений ,xrK-11+Csigii Р)()УГК-1 ; X K l X K-1j-H(sign Р) .(sign P)), реализующих передаточную функцию вида (6иг.2) Перед началом вычислений выходного сигнала в первом, третьем, п том и шестом регистрах В, 10, 12 и 13 сдвига записываетс  соответственно значени  переменных ,iXrK-2,4YtK-0 и , где знак + соответствует положительную полюсу фильтра, а знак - - отрицательному. Вычислени  в каждом такте провод тс  в два этапа. На первом этапе, по команде 1 вырабатьгоаемой блоком 23 синхронизации (фиг.2), подаютс  разрешающие сиг налы на второй, третий и шестой блоки элементов И 2,3 и 6 и входы управлени  первого и второго блоков 19 и 20 пам ти, в которых хран тс  значени  коэффициентов. ПрИ этом значени  переменных и iXtK-23 поступают на входы первого сумматора 14. Значение суммы . записываетс  в регистр 9 сдвига и подаетс  на второй вход первого блока 17 умножени , на второй вход которого с выхода первого блока 19 пам ти подаетс  значение ;соэффициента а. Сигнал произведени  к-Л подаетс  на первый вход второго сумматора 15. Одновременно на второй его вход с выхода второго блока 18 умножени  поступает сигнал произведени  (sign Р) ( |Р|-1) , дл  получени  которого на пходы второго блока 18 умноже-. йи  подаютс  сигналы (sign Р) (iPj-l) и с выхода второго блока 20 пам ти и п того регистра 12 сдвига соотпетственно. Сигнал суммы .1 a, + (sign P)(|Pl-1) , представл ющий собой выходной сигнал рекурсивного цифрового фильтра, за- писываетс  в четвертый регистр 11 сдвига и поступает на выход фильтра. Одновременно с этим сигнал с выхода п того регистра 12 сдвига -через шестой блок элементов И 6 и второй инвертор 22 поступает в шестой ; регистр 13 сдвига 4 На втором этапе такта (фиг.2) формируютс  и записьшаютс  в первый, третий и п тый регистры 8, 10 и 12 сдвига значени  переменных, необходимые дл  вычислени  выходного сигнала фильтра в следующем такте. Дл  этого п.о команде 2 блока 23 синхронизации подаютс  разрешающие сигналь на первый, четвертый, п тый и седьмой блоки элементов И 1,4,5 и 7, При этом входной сигнал . с информационного входа фильтра через первый блок элементов И 1 поступает в первый регистр 8 сдвига, сигнал с второго регистра 9 сдвига через п тый блок элементов И 5 и первый инвертор 21 подаетс  в третий регистр 10 сдвига, на входы трет-ьего сумма- тора 16 одновременно поступают с выхода рекурсивного цифрового фильтра через четвертый блок элементов И 4 сигнал и с шестого регистра 13 сдвига через седьмой блок элементов И 7 сигнал i , а. сигнал суммы записьшаетс  в п тый регистр 12 сдвига. В следующем (К+1)-м такте вычислений работа рекурсивного цифрового фильтра описываетс  аналогично. Таким образом, в каждом такте вычислительного процесса на выходе фильтра вырабатываетс  значение выходного сигнала , определ ютс  и записываютс  в соответствующие регистры сдвига данные, необходимые дл  вычислений в следующем такте.

3 . Первый и второй инверторы 21 и 22 служат дл  инвертировани  знаков поступающих на их входы сигналов при значени х полюса рекурсивного цифрового фильтра . При инвертирование не требуетс  и эти инверторы могут отсутствовать.

Дисперси  ошибки округлени  предлагаемого рекурсивного цифрового фильтра равна

Гг 3 H-IPI

известного -

(. г 12 1 + 1PI

Следовательно, ошибка предлагаемого рекурсивного цифрового фильтра не зависит от значений коэффициента а, числител  его передаточной функ719934

ции,а ошибка известного фильтра рас тет с увеличением этого коэффициента .т.е. точность предлагаемого фильтра при реализации передаточных функций, J имеющих достаточно большие значени  коэффициента, может быть существенно вьппе, чем точность известного. Как следует из приведенных выражений, предлагаемый фильтр имеет по сравнению с известным меньшее значение дисПерсии ошибки при выполнении неравенства

Sj (,, 2al . 8 1 12 1 + 1РГ 3 I + IPI

что эквивалентно условию 1Р1 3-2а|,

определ ющему соотношение между пара 0 метрами передаточной функции, при котором предлагаемый фильтр имеет меньшую ошибку, чем известный.

Фиг.1 /

fit

ГМ

ffpff)

rffz) r,(i)

V yfzy

±

Zf

Фиг.З

Claims (1)

1. РЕКУРСИВНЫЙ ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР, содержащий первый блок элементов И, первый вход которого является входом рекурсивного цифрового фильтра, второй блок элементов И, последовательно соединенные третий блок элементов И и первый сумматор, последовательно соединенные первый блок памяти, второй умножитель и второй сумматор, последовательно соединенные второй блок памяти и первый умножитель, последовательно соединенные четвертый блок элементов И и третий сумматор, а также пятый и шестой бло,ки элементов И и блок синхронизации, выходы которого подключены к вторым входам всех блоков элементов И и к входам управления первого и второго блоков памяти, отличающийс я тем, что, с целью повышения устойчивости работы, в него введены первый регистр сдвига, включенный между выходом первого блока элементов И и первым входом второго блока элементов- И, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, второй регистр сдвига,- включенный между выходом первого сумматора и объединенными вторым входом первого умножителя и первым входом пятого блока элементов И, между выходом которого и первым входом третьего блока элементов И включены последовательно соединенные первый инвертор и третий регистр сдвига, четвертый регистр сдвига, вход которого подключен к выходу второго сумматора, а выход соединен с первым входом четвертого блока элементов И и является выходом рекурсивного цифрового фильтра, пятый регистр сдвига, включенный между выходом третьего сумматора и объединенным вторым входом второго умножителя с первым входом шестого блока элементов И, между выходом которого и вторым входом третьего сумматора включены последовательно соединенные второй инвертор, шестой регистр сдвига и седьмой блок элементов И, при этом выход первого умножителя подключен к второму входу ⁴ второго сумматора, выход блока синхронизации является парафазным и соединен одним выводом с вторыми входами второго, третьего и шестого блоков элементов И и входами управления первого и второго блоков памяти, а другим выводом - с вторыми входами пер- вого, четвертого, пятого и седьмого блоков элементов И.

   у[к]=_а)х

   Х[К-1]=Х

   Y[K-1T=y