Цифровий фільтр

Цифровой фильтр, содержащий после довательно соединенные вычитатель, пер вый вход которого является информационным входом цифрового фильт ра, первый делитель, сумматор и блок за держки, выход которого является выходом цифрового фильтра, а также счетчик числа накопленных периодов входного сигнала, отличающийся тем, что введены второй делитель, первый и второй коммутаторы, первый и второй триггеры, первый и второй элементы И, а также формирователь оди Известен цифровой фильтр [1], содержащий последовательно включенные вычитатель, делитель на 2 К, выполненный, например, на регистре сдвига, сумматор и выходное запоминающее устройство (ЗУ), З 9815 формирователя одиночного импу льса и явотнош ениях с игнал/шум амплитуда вых одного сигнала может быть очень низкой, что ляетс я вх од ом кад ровой с инх ронизации затрудняет распознование, классификацию цифрового фильтра, С-вход счетчика чис ла накопленных кад ров с оед инен с вых од ом сигнала оператором. Наиболее близким по технической сущ - 5 второй схемы И, R-вход счетчика с оединен нос ти к заявляемому ус тройс тву являетс я с R-вход ом первого триггера, управляющим вх од ом первого комму татора и вых од ом цифровой фильтр [2], сод ержащий пос лед овательно с оед иненные вычитатель, д елитель формирователя одиночного импульса, 1-разК на 2 , выполненный на регис тре сдвига, сумматор, рядный вых од (с тарш ие 1-разрядов) счетчика соединен с управляющим входом второго выходное запоминающее ус трой- 10 с тво, а также счетчик накопленных периодов (кад ров) делителя. входного сигнала. Накопление входного сигнала в начальМалое быс трод ейс твие д анного ци фрового фи льтра при работе в интерактивных сис темах ный момент времени, д о заполнения д инатакже обусловлено тем, что нара- 15 с тание мического д иапазона вых од ного с игнала вых од ного с игнала такого фильтра происх од ит происх од ит не по экспоненте, а по прямой по экс поненте и при малых с оотнош ениях линии. К роме того, при малых с оотнош енисиг нал/шу м амплитуд а вых од н о г о с иг н а л а ях сигнал/шум вх од ного сигнала, вых од ной сигнал фильтра оказываетс я ус иленным по м о ж е т б ы ть н из к о й , ч то затруд няет рас познавание, класс ификацию 20 сигнала отношению к вх од ному. Вс е э то позволяет оператором. оператору, либо автоматическому ус тройстВ основу изобретения пос тавлена зад а ву, значительно быс трее провес ти распоз ча создать такой цифровой фильтр, который навание, клас с ификацию фи льтру емого бы за счет накопления вх одного с игнала в сигнала. На чертеже предс тавлена э лектричедва э тапа: первого - в режиме интегратора 25 до заполнения д инамического д иапазона ская структурная схема цифрового фильтра. вых од ным сигналом и второго - в режиме Цифровой фильтр содержит вычитатель след ящ его рекурс ивного фильтра, имел бы 1, первый делитель 2, сумматор 3, блок 4 более быс трод ейс твие при работе в инте зад ержки, первый 5 и второй б комму таторактивных системах. 30 ры, второй делитель 7, первый элемент И 8, Для э того в цифровой фильтр, содержащий первый 9 и второй 10 триггеры, второй э лепос лед овательно соед иненные вычитатель, мент И 11, формирователь 12 од иночного первый делитель, сумматор, ЗУ, вых од к о то рог о импульса, счетчик 13 числа нак опленных пеявл яе тс я в ых од о м ц и фр овог о фильтра, а риод ов вход ного сигнала, вх од 14 сигнала также счетчик чис ла накоплен- 35 ных периодов запуска цифрового фильтра, вход 15 синхро(кадров) вх одного сигнала, согл ас н о сигнала цифрового фильтра, информациониз о б р е те н ию, вв ед е н ы в то р ой д елитель , ный вход 16 и выход 17 цифрового фильтра. первый и второй комму таторы, первая и Цифровой фильтр работает с ледующим вторая сх емы И, формирователь од иночного образом. импу льса, причем выход ЗУ со- 40 ед инен с Цифровой двоичный 1-разряд ный код, ин формационным вх од ом первого комму татора, с оо тве тс тву ющ ий о тд е ль ным о тс че там вых од которого с оед инен с о вторым вход ом входного сигнала пос тупает на первый вход сумматора и информационным вх одом второго вычитателя 1, на второй вход которого подакомму татора, вых од ко-то р ог о в с в ою ется либо нулевой сигнал при выключенных оч ер ед ь с ое д и н ен с 45 информационным первом 5 и втором 6 комму таторах, либо входом второго делителя, выход которого выходной сигнал цифрового фильтра, подесоединен со вторым входом вычитателя, первый ленный во втором д елителе 7 на конс танту х вход которого является вх од ом ус тройс тва, 2 , опред еляемую код ом с тарших 1-разрявход ы первой сх емы И соед инены с (к -1) дов счетчика 13. Полученная разнос ть постаршими разряд ами вы- 50 х од а первого с ту пает на вх од первого д елителя 2, в комму татора и вых од с оед инен с S -вх од ом котором осущес твляетс я сдвиг на К -разряК первого триггера, вых од первого триггера дов (деление на 2 ). Полученный в результасоед инен с D-входом второго триггера и те деления код суммируется в сумматоре 3, инверс ным вход ом второй сх емы И, вых од либо с ну левым сигналом при включенном второго триггера с оед инен 55 с управляющим первом комму таторе 5, либо с выходным вход ом второго комму татора, R-вх од кодом ци фрового фильтра при включенном формирователя одиночного импу льс а являетс я первом комму таторе 5. Резу льтат суммировходом " Пус к" цифрового фильтра, С-вх од вания занос ится в соответс твующую ячейку второго триггера соединен с прямым входом блока 4 задержки, выход ной сигнал которой второй схемы И, С-вход ом являетс я вых од ным с игналом цифрового 9815 фильтра. Управление первым 5 и вторым 6 коммутаторами и вторым делителем 7 осуществляется следующим образом. После поступления сигнала запуска на вход 14 при изменении фильтруемого сигнала по команде оператора либо автоматически на выходе формирователя 12 формируется одиночный импульс с длительностью равной периоду повторения входного фильтруемого сигнала и фронтами, привязанными к началу периода. Этот одиночный импульс сбрасывает в нулевое состояние первый триггер 9 и счетчик 13, а также запирает на время своего существования первый коммутатор 5. Таким образом, во время первого периода фильтруемого сигнала в блок 4 задержки заносится входной сигнал цифрового фильтра, К поделенный на константу 2 . Затем первый коммутатор 5 открывается и входной сигнал К поделенный на 2 в первом делителе 2 суммируется с выходным сигналом цифрового фильтра в сумматоре 3 и запоминается в блоке 4. В это время цифровой фильтр работает как цифровой интегратор для каждого отсчета периода входного сигнала. Это происходит до тех пор, пока в любом отсчете выходного сигнала появятся единицы в (К-1) старших разрядах. Тогда первый элемент И 8 формирует единичный сигнал, который устанавливает в единичное состояние первый триггер 9. При этом запирается второй элемент И 11 и прекращается подача импульсов синхроимпульсов на счетный вход счетчика 13. Счетчик 13 останавливается и хранит просчитанное число периодов до очередного сигнала запуска. С приходом очередного импульса на С-вход второго триггера 10, единичный сигнал записывается во второй триггер 10 и отпирает второй 5 коммутатор 6. С этого момента времени выходной сигнал цифрового фильтра, поделенный во втором делителе 7 на константу х 2 /х определяется старшим значащим разрядом в 1-старших разрядах счетчика 13, т.е. 10 деление выходного сигнала осуществляется в том случае, если число накопленных кадров в блоке 4 в режиме интегратора больше, К чем 2 / подается на второй (вычитаю- щий) вход выч ита теля 1. При этом цифровой 15 фильтр переходит в режим слежения за входным сигналом, причем выходной сигнал оказывается усиленным по отношению х к зашумленному входному сигналу в 2 раз. Цифровой 1-разрядный код, соответствую20 щий отдельным отсчетам входного сигнала, поступает на первый вход вычитателя 1, на второй вход которого подается выходной сигнал цифрового фильтра поделенный во х втором делителе 7 на константу 2 , опреде25 ляемую кодом старших І-разрядов счетчика 13. Полученная разность поступает в первый делитель 2, в котором осуществляется К сдвиг на К-разрядов (деление на 2 ). Полученный в результате деления код суммиру30 ется в сумматоре 3 с выходным кодом цифрового фильтра. Результат суммирования поступает в соответствующую ячейку блока 4 задержки, выходной сигнал которого является выходным сигналом цифрового 35 фильтра. 9815 Вход 3 SUB $ to 4 ТГ R 'г л7 c/ £/ Упорядник Замовлення 4553 Техред М.Моргентал Коректор Л. Пилипенко Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, КиТв-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна, 101 і