DE2540176B2

DE2540176B2 - Nichtrekursives interpolierendes digitalfilter

Info

Publication number: DE2540176B2
Application number: DE19752540176
Authority: DE
Inventors: Ludwig Desire Johan; Essen Hendrik Arie van; Gerwen Petrus Josephus van; Snijders Wilfred Andre Maria; Eindhoven Eggermont (Niederlande)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1974-09-16
Filing date: 1975-09-10
Publication date: 1977-05-05
Also published as: JPS5155649A; US3988607A; BE833466A; FR2285025B1; SE7510161L; GB1506010A; SE406683B; AU8480775A; AU498189B2; NL176211B; DE2540176A1; CA1039364A; JPS5528252B2; FR2285025A1; NL176211C; NL7412224A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein nichtrekursives Digitalfilter zum Erzeugen von mit einer gegebenen Ausgangsabtastfrequenz /₂ auftretenden binären Ausgangskodeworten, die auf eine vorbestimmte Weise mit einer Folge binäre, Eingangskodeworte im Verhältnis stehen, die mit einer Eingangsabtastfrequenz/, auftreten, wobei die Ausgangsabtastfrequenz /, ein ganzes Vielfaches (m) der Eingangsabtastfrequenz /, ist. Dieses Digitalfilter enthält eine Speicheranordnung, die zum Speicnern einer gegebenen Anzahl (N) aufeinanderfolgender Eingangskodeworte eingerichtet ist; weiter eine Multiplikationsanordnung, mit deren Hilfe innerhalb einer Eingangsabtastperiode 1//, eine Anzahl (m) Reihen von Produkten aus der genannten gegebenen Anzahl (N) Eingangskodeworte und einer Anzahl (wi) untereinander abweichender Reihen von Gewichtungsfaktoren, die dem Zusammenhang zwischen den Eingangs- und Ausgangskodeworten entsprechen, gebildet werden; eine Addieranordnung, die mit der genannten Multiplikationsanordnung gekoppelt und dazu eingerichtet ist, innerhalb einer Eingangsabtastperiode 1//, die genannte der Anzahl (m) Reihen von Produkten entsprechende Anzahl Ausgangskodeworte zu erzeugen, die je mindestens durch die mathematische Summe aller zu einer gegebenen Reihe gehörender Produkte gegeben werden

Ein derartiges Digitalfilter, das zur Erhöhung der Abtastfrequenz eingerichtet ist, ist bereits mit dem Namen interpolierendes Digitalfilter bezeichnet.

Beschreibung des Standes der Technik

Es wurde bereits ein interpolierendes nichtrekursives Digitalfilter angegeben, dessen Speicheranordnung durch eine Verzögerungsleitung mit einer Anzahl Ki) Verzögerungsglieder gebildet wird, die je zum Speichern nur eines Eingangskodewortes eingerichtet sind (DT-OS 24 03 233). Diese Verzögerungsglieder sind je über eine Abzweigung mit einem darin aufgenommenen Vervielfacher an eine Addieranordnung angeschlossen. Dabei wird jedem Vervielfacher ein Gewichtungsfaktor einer gegebenen Reihe von Gewichtungsfaktoren zugeführt.

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Insbesondere werden in diesem bekannten Digitalfilter zum Erzeugen eines Ausgangskodewortes die Eingangskodeworte einer vorbestimmten Reihe mathematischer Operationen ausgesetzt, die auf mathematische Weise durch die Konvolutionssumme dargestellt werden können:

V [(,. + qim)T] = 'Σ C\m,k] χ [(n - k) T]

*="

mit 9 = 0, 1,2,3 ... m- 1.

In diesem Ausdruck ist: m eine ganze Zahl, die das Verhältnis zwischen der Eingangs- und Ausgangsabtastfrequenz (m = Z₂If₁) angibt, N eine ganze Zahl. die die Anzahl Eingangskodeworte angibt, die im Einaangskreis gespeichert sind, T der Reziprokwert der Eingangsabtastfrequenz T-- l//,,x [(/! - /c)7~lein Eingangskodeworl der mit einer Periode Γ = l//j auftretende Eingangskodeworte, η die Rangnummer des nach dem Zeitpunkt T=O auftretenden Kodewortes. j, [(„ + q!m)T] eines der mit einer Periode Tun auftretenden Ausgangskodeworte, C [9, k] ein Gewichtungsfaktor.

Es sei bemerkt, daß die genannten Gewichtungs- 2s faktoren meistens als »Filterkoeffizienten« bezeichnet werden und in einer Speicheranordnung, wie beispielsweise einem Festwertspeicher (ROAi) gespeichert sind.

Zum Durchführen der gegebenen mathematischen Bearbeitungen hat das obenstehend beschriebene interpolierende Filter jedoch derartige Abmessungen und eine derartige Verlustleistung, daß die praktische Verwendbarkeit äußerst beschränkt ist; beispielsweise in bezusi auf die Möglichkeit von Zeitmultiplexvcrarbeifng von Informationssignalen.

Aufgabe der Erfindung

Die Erfindung bezweckt nun, ein interpolierendes nichtrekursives Digitalfilter zu schaffen, dessen Abmessungen und Verlustleistung derart verringert sind, daß dieses Filter mit Hilfe von Integrationstechniken, wie beispielsweise I²L hergestellt werden kann und wobei »timesharing« angewandt werden kann, um mehrere Filterfunktionen an einer gegebenen Reihe von Eingangssignalabtastwerten und/oder eine einzige Filterfunktion an einer gegebenen Anzahl Reihe von Eingangssignalabtastwerten durchzuführen.

Nach der Erfindung wird dazu die genannte Speicheranordnung zum Speichern der genannten gegebenen Anzahl (N) aufeinanderfolgender Eingangskodeworte durch eine Umlaufspeicheranordnung mit periodisch sich ändernder Speicherzeit gebildet, welche Speicheranordnung durch einen Taktimpulsgenerator gesteuert wird und mit einem Ausgangsk.;is versehen ist. über den innerhalb einer Eingangsabtastperiode 1 /'. die in der Speicheranordnung gespeicherten Eingangskodeworte einige Male der genannten Multiplikationsanordnung zugeführt werden, wobei r«> diese Anzahl Male dem genannten ganzen Vielfachen (m) entspricht und die vom genannten Ausgangskreis gelieferten Kodeworte jeweils nacheinander auftreten.

Die genannte Speicheranordnung kann durch ein Schieberegister gebildet werden, w:>bei jeder Registei <>* teil zum Speichern eines \ ollständigen Kodewortes eingerichtet ist. al> Speieheranordnung kann jedoch MiIi-Ii ein Randomsneicher [RAM) verwendet .verden.

Kurzbeschreibung der Figuren

F i L. 1 zeigt ein nichtrekursives Digitalfilter nach der Erfindung;

F i g. 2 zeigt einige Zeitdiagramme zur Erläuterung des Digitalfilters nach Fig. 1,

F i g. 3 einige Diagramme zur Erläuterung der Wahl der in einem interpolierenden Digitalfilter zu verwendenden Filterkoeffizienten,

F i g. 4 eine Abwandlung des interpolierenden Digitalfilters nach Fig. 1,

F i g. 5 einige Zeitdiagramme zur Erläuterung des Digitalfilters nach Fig. 4.

In Fig. 1 ist ein interpolierendes nichtrekursives Digitalfilter nach der Erfindung dargestellt. Dieses Filter ist beispielsweise in einen Empfänger eines PCM-Fernmeldesystems aufgenommen. Das Digitalfilter enthält einen Eingangskreis 1, dem das zu filternde Eingangssignal zugeführt wird. Dieses Eingangssignal, das in der Figur durch x(nT) bezeichnet worden ist, wird durch eine Reihe binär kodierter Abtastwerte eines analogen Informationssignals gebildet, wobei diese Abtastwerle mit einer Frequenz /,. die bereits obenstehend als Eingangsabtastfrequenz bezeichnet worden ist, erhalten werden. Diese binär kodierten Abtastwerte, die im allgemeinen als »Kodeworte« bezeichnet werden, werden beispielsweise im Sender des genannten PCM-Fernmeldesystems erzeugt. Zur Bearbeitung in dem in F i g. 1 dargestellten Digitalfilter werden diese mit einer Periode T = 1 /, nacheinander auftretenden Eingangskodeworte jeweils einer Schaltungsanordnung 2 zugeführt die durch drei UND-Tore 3. 4 und 5 und ein ODER-Tor 6 gebildet wird, wobei diesen UND-Toren 3,4,5 von einem Taktimpulsgenerator 7 herrührende Taktimpjlsc zugeführt werden.

In diesem Digitalfilter werden die Eingangskodeworte x(nT) entsprechend dem eingangs erwähnten mathematischen Ausdruck bearbeitet, wobei die jeweiligen durch die Werte von q gekennzeichneten Reihen von Filterkoeffizienten C [0, k] mit k — 0. 1, ?. ... [N-- I) in einer Speicheranordnung 8, beispielsweise in einem Festwertspeicher (ROM) gespeichert sind.

Wenn in der Schaltungsanordnung 2 das UND-Tor 3 von einem Taktimpuls des Generators 7 geöffnet wird, werden die nacheinander auftretenden Kodeworte x(nT) in eine Speicheranordnung 9 eingeschrieben, d:: in diesem Ausfülrirungsbeispiel durch ein Schieberegister mit fünf Registerteilen 10(0) 10(4) gebildet wird, die je zum Speicheirn eines vollständigen Eingangskodewortes eingerichtet sind. In diesem Schieberegister werden nun aufeinanderfolgende Eingangskodcworte in aufeinanderfolgenden Registerteilen gespeichert. Jeweils wenn ein neues Kodewort in dieses Register eingeschrieben wird, werden die bereits gespeicherten Kodeworte um eine Stelle verschoben und das älteste Kodewort verschwindet aus dem Regster Symbolisch dargestellt enthalten nach Einschreiben eines neuen Eingangskodewortes die Registerelemente 10(0) 10(4) die Kodeworte ν ml. λ (/ι 11. .ν (ι; ■- 2). .ν ι/ι 3) bzw. ν (η - 4).

Nach dem Einschreiben eines neuen Hingangskodeworlcs wild das UND-Tor 3 geschlossen, und infolge eines Steuerinipulses des Generators 7 wird ein UND-Tor 4 geöffnet, in welchen Zustand der letztere Registerteil 10(4) mit dem ersten oder Fingangsregist :rteil 10(0) verbunden ist. wodurch ein Urnlaufschiebe-'vi'ister erhalten worden ist.

Dem Einschreiben eines neuen Eingangskodewortes folgt ein Rechenzyklus, in dem den Registcrteilen Taktimpulse und dem ROM 8 Steuerimpulse zugeführt weiden. Dadurch wird ein Filterkoeffizient und das entsprechende Kodewort, das im letzten Registerteil 10(4) gespeichert ist, den Eingängen eines Multiplikators 11 zugeführt, der das Produkt aus diesen zwei Kodeworlen bildet und der dieses Produkt einem Akkumulator 12 zuführt. Diener Akkumulator 12 ist in diesem Ausführungsbeispiei in dem Zeitpunkt, wo ein neues Eingangskodewort in das Schieberegister 9 eingeschrieben worden ist, auf den Wert Null zurückgestellt. Nachdem alle im Register 9 anwesenden Eingangskodeworte je einmal mit einem Filterkoeffizienten multipliziert worden sind und die dabei erhaltenen Produkte im Akkumulator 12 zusammengezählt worden sind, d. h. am Ende des Rechenzyklus, wird dieser Akkumulator in die Nullstellung zurückgebracht. Jeweils jedoch bevor dieses Zurückstellen des Akkumulators in die Nullstellung stattfindet, wird das Kodewort, das dann im Akkumulator gespeichert ist. mit Hilfe eines Ubertragungskreises 13 ausgelesen. Dieses Kodewort bildet das Ausgangskodewort y [(/i + qlm)T"\, das in diesem Ausführungsbeispiel weiter beispielsweise in einen Puffer 13(1), der beispielsweise als Schieberegister ausgebildet werden kann, eingeschrieben wird. Unter Ansteuerung von Taktimpulsen, die vom Generator 7 herrühren, kön nen die Bits dieses Ausgangskodewortes beispielsweise reihenweise aus diesem Register 13(1) ausgelesen werden

Es sei bemerkt, daß die Bits der Zahlen x{nT), ν [Oi + i//m)T] und C [<j, fc] reihenweise sowie parallel auftreten können und in dieser Erscheinungsform in den jeweiligen Speicherelementen gespeichert werden können. Weder in den Figuren noch in der Beschreibung wird daher zwischen den beiden Erscheinungsformen ein Unterschied gemacht werden.

Zur Verwirklichung eines interpolierenden Digitalfilters, d. h. zum Erzeugen einer gegebenen Anzahl Ausgangskodewcr«: beispielsweise m, (in > 1). innerhalb einer Periode T der Eingangskodeworte wird der obenstehend beschriebene Rechenzyklus einige Male, nämlich iw-mal wiederholt. Für jeden dieser Rechenzyklen wird dieselbe Reihe von Eingangskodeworten benutzt, aber für verschiedene Rechenzyklen innerhalb der genannten Periode T andere Reihen von Filterkoeffizienten, die auf noch näher zu beschreibende Weise miteinander in Zusammenhang stehen.

Damit die Ausgangskodewo;:~ y [(/i -I- qIm)T] alle in untereinander gleichen Zeitabständen von TIm verfügbar werden, ist das Schieberegister 9 als Schieberegister mit periodisch sich ändernder Speicher- oder Verzögerungszeit ausgebildet. Insbesondere ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Schieberegister mii periodisch sich ändernder Länge angegeben. Der Ausgang des Registerteils 10(3) ist nämlich mittels einer Rückführungsleitung 14 und über das UND-Tor 5 und das ODER-Tor 6 mit dem ersten Registertei! 10(0) verbunden. Diese Rückfuhrungsleitung wird dabei zu einem noch näher zu beschreibenden Zeitpunkt vom Tak !impulsgenerator 7 erregt, der dazu zu dem letztgenannten Zeitpunkt einen Impuls abgibt, der das UND-Tor 5 öffnet und die UND-Tore 3 und 4 sperrt.

Die Wirkungsweise des dargestellten Schieberegisters 9 wird für den Fall m = 2 und N = 5 an Hand der Tafel I näher erläutert. 1 η dieser Tafel I bedeuten die Spalten 10(0) KM4) den Inhalt der Rcgistcrtcilc 10(0) 10(4) und die Spalte 5 den Filterkoeflizienten. mit dem das im Teil 10(4) [Spalte 10(4)] gespeicherte liingangskodeworl multipliziert wird.

Die in dieser Tafel I jeweils mit drei Bezugs/eichen />,

s /· und ν angegebenen Reihen {p - 1. 2. 3. 4: ;· = 1.2: .S= 1.2. 3. 4. 5) bezeichnen je die zu einem gegebenen Zeitpunkt im Schieberegister 9 auftretende Reihenfolge der gespeicherten Kodeworte. Eine derartige Reihenfolge von Kodeworten wird untenstehend mit

,ο dem Zustand des Schieberegisters 9 bezeichnet. Ein gegebener Zustand, beispielsweise der nach 1.1.3. gehl unter Ansteuerung eines Schiebeimpulses dabei in den folgenden Zustand 1.1.4 über. Die Zustände 1.1.1. 2.1.1. 3.1.1 und 4.1.! sind diejenigen unmittelbar nach

is dem Einschreiben eines neuen Kodewortes, nämlich der Kodeworte χ Ui), χ (η + 1). χ (ιΐ + 2) bzw..ν (»J + 3). Nach dem Einschreiben eines neuen Eingangskodewortes, beispielsweise des Kodewortes χ (»), findet der erste Rechenzyklus statt, wobei das Schieberegister 9 nacheinander die in der Tafel I angegebenen Zustände 1.1.1 bis zum 1.1.5 einnimmt. Nachdem im Zustand 1.1.5 die Multiplikation χ (;i) · C (0,0) durchgeführt worden ist, wird der Inhalt des Akkumulators ausgelesen, und dieser wird in die Nullstellung zurückgebracht. Danach erfolgt der zweite Rechenzyklus, wobei das Schieberegister 9 die Zustände 1.2.1 bis zum 1.2.5 durchläuft. Nachdem insbesondere am Anfang dieses zweiten Rechenzyklus das Schieberegister 9 in den Zustand 1.2.1 gebracht worden ist.

wird das UND-Tor 4 gesperrt und das UND-Tor 5 geöffnet, wodurch beim Auftritt weiterer Schiebeimpulse der Inhalt des Registerteils 10(3) in den Registerteil 10(4) sowie in den ersten Registerteil 10(0) eingeschrieben wird. Das älteste Kodewort χ (π - 4) im Register 9 verschwindet dadurch bereits nach dem Anfang des zweiten Rechenzyklus aus dem Register 9. während jeweils in den ersten und letzten Registerteil 10(0) bzw. 10(4) dasselbe Kodewort eingeschrieben wird.

Nach Durchführung der letzten Multiplikation in der betrachteten Abtastperiode wird das UND-Tor 5 gesperrt und das UND-Tor 3 geöffnet, während das UND-Tor 4 gesperrt bleibt. Dadurch wird im Auftrittszeitpunkt eines Schiebeimpulses ein neues Eingangskodewort χ (η + 1) in den Registerteil 10(0) eingeschrieben, während gleichzeitig die bereits vorhandenen Kodeworte im Register 9 um eine Stelle weiter geschoben werden. Unmittelbar nach dem Einschreiben des Kodewortes χ (n + 1) fängt der erste von zwei neuen Rechenzyklen an, wobei die Schieberegisterzustände in der Tafel mit diesen Bezugszeichen angegeben sind, von denen ρ den Wert 2 hat. In der Tafel sind auch noch die beiden Rechenzyklen angegeben, die nach dem Einschreiben des Kodewortes χ (n + 2) auftreten. Die zu diesen Rechcnzyklen gehörenden Schieberegisterzustände sind mit diesen Bezugszeichen angegeben, wofür ρ den Wert 3 hat.

Durch Verwendung der Rückführungsieitung 14 ist auf diese Weise erreicht worden, daß bereits während des letzten Rechenzyklus innerhalb einer gegebener Abtastperiode die Eingangskodeworte im Schieberegister derart weiter geschoben werden, daß der Zustand des Schieberegisters beim Durchführen dei letzten Multiplikation des genannten letzten Rechen-

f>5 zyklus beispielsweise der Multiplikation χ (n) · C (1,0 im Zustand 1.2.5 des Schieberegisters (s. die Tafel). derr Zustand des Schieberegisters unmittelbar nach derr Einschreiben eines neuen Eingangskodewortes an·

Anfani: der betrachteten Abtastperiode entspricht, in dem Sinne, daß dabei das zunächst älteste F.inuangskodeworl aus dem Register 9 verschwunden ist (vgl. die Zustände 1.2.5 und 1.1.1 aus der Tafel). Dadurch wird erhallen, daß die Sehicbeimpulsc für das Schieberegister 9 ständiu mi. derselben Periode nacheinander auftreten.

Daß durch Verwendung der Rückführiingslciiimgcn ein Schieberegister verwirklicht worden ist mit einer periodisch sich ändernden Speicher- bzw. Vcr/ögerungszeit läßt sich an Hand der Spalte IO(4)derTafel 1 erläutern. Dazu betrachten wir beispielsweise das Kodewort .\-(ii - 1). Aus der Tafel folgt, daß dieses Kodewort zur Multiplikation mit einem Filterkocffi-/iev.len im Reuistcrteil 10(4) in den Schieberegisterzuständen 1.1.4: 1.2.4: 2.1.3: 2.2.3: 3.1.2; 3.2.2: und 4.1.1. vorhanden ist. Da der Zeitabstand /wischen zwei aufeinanderfolgenden Zuständen des Schieberegisters nur einer Schiebeperiode TiNm entspricht, ist folglich der Zeitabstand zwischen dem Schieberegisterzustand 1.1.4 und 1.2.4 gleich 5 7 Nm: der zwischen dem Zustand 1.2.4 und 2.1.3 jedoch nur 4 7 Nm. der zwischen dem Zustand 2.1.3 und 2.2.3 wieder 5 7" .Vm: der zwischen dem Zustand 2.2.3 und 3.1.2 wieder nur 4 TNm usw.

Wie bereits aus der Tafel I hervorgeht, ist durch Verwendung eines Schieberegisters mit sich periodisch iivrete nder Verzögerungszeit erreicht worden, daß aile •kee'ienzyklcn gleich lang dauern und f\c Ausgangskodeworte ν [(" + <■! "I)T] alle zu äquidistantcn Zeitpunkten auftreten

Obschon das an Hand der Tafel 1 beschriebene Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 nach dem Einschreiben eines Ausgangskodewortes in das Register 9 nur zwei Ausgangskodeworte liefert, kann diese Anzahl Ausgangskodeworte beliebig vergrößert werden. Dann nimmt jedoch auch die Anzahl Reihen von Filterkoeffizienten zu.

Wie bereits erwähnt, werden die jeweiligen Elemente des Digitalfilters vom Taktimpulsgenerator 7 gesteuert. Ίη Einzelheiten enthält dieser Taktimpulsgenerator einen Oszillator 15. der mit einer Frequenz 3 Nm f_}. wobei N die Anzahl SchieberegKterelemente des Registers 9 darstellt und m wieder die Anzahl gewünschter Ausgangskodeworte pro Eingangsabtast-Periode T. Ausgangsimpulse liefert. Der Ausgang dieses Oszillators 15 ist mit dem Eingang eines ersten Binärteilers bzw. -Zählers 16 verbunden, der in diesem Ausführungsbeispiel die Ausgangsfrequenz des Oszillators durch einen Faktor 3 teilt. Gewisse Teile dieses Zählers 16 sind mit Eingängen von UND-Toren 17,18 und 19 verbunden. Diese Verbindungen sind in der Figur auf schematische Weise durch das schraffierte Gebiet 16(1) dargestellt. Der Ausgang des UND-Tores 17 ist mit den Taktimpulseingängen der Schieberegisterelemente 1(K.) verbunden. Der Ausgang des UND-Tores 19 ist mit dem Eingang eines zweiten Binärteilers bzw. -zählers 20 verbunden, dessen Ausgang seinerseits mit dem Eingang eines dritten Binärteilers bzw. -zählers 21 verbunden ist.

Der dargestellte Taktimpulsgenerator enthält weiter vier UND-Tore 2. 25 und zwei Inverter 26 und 27. Diese UND-Tore und Inverter sind dabei auf die in der Figur angegebene Weise mit den Ausgängen der Zähler 20 und 21 und der UND-Torc Π und 18 verbunden.

Die Wirkungsweise des dargestellten Tak-..mpulsgcnerators wird nun für den Fall N = 5 und m = 2 an

Hand der in Fig. 2 dargestellten Zeitdiagramme näher crlüulert. Bei α in F i μ. 2 ist die Reihe von Taklimpulsen dargestellt, die vom Oszillator 15 erzeugt wird. Der Zähler 16 teilt die Ausgangsfrequen/ dieses Oszillators 15 durch einen Faktor 3 und begrenzt auf diese Weise Zyklen von drei aufeinanderfolgenden Ausgangsimpulsen des Oszillators 15. Infolge des ersten Taktimpulses eines derartigen Zyklus liefert jeweils das UND-Tor 17 einen Ausgangsimpuls, infolge des zweiten Taktimpulses in einem derartigen Zyklus liefert jeweils das UND-Tor 18 einen Auswangsimpuls, und infolge des dritten Taktimpulses in einem derartigen Zyklus liefert jeweils das UND-Tor 19 einen Ausgangsimpuls. Die auf diese Weise erhaltenen Reihen von Ausgangsimpulsen der UND-Tore 17. 18 und 19 sind in F i g. 2 durch h, c und il angegeben.

Der Zähler 20 liefert nun jeweils nach einem Zyklus von N = 5 Ausgangsimpulsen des UND-Tores 19 einen Ausgangsimpuls und gibt auf diese Weise das Ende eines Rechenzyklus des Filters an. Diese Ausgangsimpulse des Zählers 20 sind bei e in F i g. 2 dargestellt. Der während dieses Ausgangsimpulses des Zählers 20 auftretende Ausgangsimpuls des UND-Tores 18 hat zur Folge, daß vom UND-Tor 25 ein Impuls abgegeben wird, wodurch der Inhalt des Akkumulators 12 über den Torkreis 13 in den Puffer 13(1) eingeschrieben wird. Der beim Auftritt des Ausgangsimpulses des Zählers 20 vom UND-Tor 19 abgegebene Impuls bringt über das UND-Tor 24 den Akkumulator 12 in die Nullstellung zurück. Diese von den UND-Toren 25 und 24 abgegebenen Impulse sind durch g und h in F i g. 2 dargestellt.

Der'Zähler 21 ist zum Zählen von m-Ausgangsimpulsen des Zählers 20 eingerichtet und durchläuft dabei zyklisch die Zählstellungen Null bis einschließlich m — 1. Solange dieser Zähler 21 die ZählstMlung m - 1 noch nicht erreicht hat, liefert er an seinem Ausgang eine binäre »0«. die über den Inverter 27 dem UND-Tor 4 zugeführt wird. Auf diese Weise wird das UND-Tor 4 geöffnet, und folglich findet während der ersten m - 1 Rechenzyklen die Rückkopplung des Inhaltes des Schieberegisters 9 über dieses UND-Tor 4 statt. Beim Erreichen der Zählstellung m — I liefert dieser Zähler 21 eine binäre »1«. Dadurch wird das UND-Tor 4 gesperrt, und die UND-Tore 22 und 23 werden geöffnet. Während des nun folgenden neuen Zyklus des Zählers 20 ist durch Verwendung des Inverters 26 das UND-Tor 22 offen, und der Zähler liefert nun eine binäre »1«, wodurch das UND-Tor 5 geöffnet ist und folglich während des letzten Rechenzyklus innerhalb einer gegebenen Abtastperiode T die Rückkopplung des Schieberegisters über das UND-Tor 5 stattfindet. Wird letzten Endes in diesem letzter Zyklus des Zählers 20 der N-te Ausgangsimpuls de? UND-Tores 19 diesem Zähler 20 zugeführt, so wird vom UND-Tor 22 wieder eine binäre »0« abgegeben wodurch das UND-Tor 5 schließt und folglich alk Rückkopplungen des Registers 9 unterbrochen sind Zugleich wird nun vom UND-Tor 23 dem UND-Tor 2 eine binäre »1« zugeführt, wodurch ein neues Kode wort in das Register eingeschrieben werden kann, unc zum Schluß wird von diesem N-ten Impuls der Zählei 21 in die Nullstellung zurückgebracht. Die vom Zählei 21 dem Inverter 27 und den UND-Toren 22 und 23 ge lieferten Ausgangsimpulse sind bei /, j. k und ρ h F i g. 2 angegeben.
Es sei bemerkt, daß das Auslesen eines Filicrkocffi

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/ienten aus dem ROM 8 auf bekannte Weise verwirklicht werden kann, beispielsweise dadurch, daß ?.u jedem Augenblick die gesamten Zählstellungen der Zähler 20 und 21 als einen Adreßkode für den ROM betrachtet wird. Dazu werden, wie in F i g. I aufsehe- > malische Weise durch das schraffierte Gebiet 8(1) dargestellt ist. alle Teile des Zählers 20 sowie des Zählers 21 mit einem Ausgang mit einem entsprechenden Eingang des ROMs 8 verbunden.

IO

(4) Der Zusammenhang der im interpolierenden

Digitalfilter zu verwendenden Filterkoeffizienten

untereinander

Wie in der Tafel I bereits angegeben ist, gehört zu jedem Rechenzyklus innerhalb einer gegebenen Eingangsabtastperiode eine Reihe von Filterkoeffiziemen C (q. k). In dieser Tafel wird für den ersten Rechenzyklus innerhalb der genannten Abtastperiode die Reihe von Filterkoeffizienten C ((/, k) durch q = 0 gekennzeichnet, und für den zweiten, in der Tafel zugleich den letzten, Rechenzyklus innerhalb der betrachteten Abtastperiode wird diese Reihe durch q = 1 gekennzeichnet. Wie bereits erwähnt und in der Tafel angegeben, sind für ein gegebenes Filter diese Reihen von 2s Filterkoeffizienten für alle Abtastperioden dieselben. Die Filterkoeffizienten einer Reihe entsprechen, was die Größe anbelangt, den jeweiligen Abtastwerlen einer Reihe von Abtastungen der Stoßantwort des gewünschten Filters. Diese Abtastwerte werden zum Gebrauch im Filter üblicherweise quantisiert und beispielsweise in einer binären Zahl kodiert.

Zur Erläuterung des Zusammenhanges zwischen den Reihen von Filterkoeffizienten ist in F i g. 3 bei a die auf das Zeitintervall — 6 T bis +10 7 begrenzte Stoßantwort eines idealen Tiefpaßfilters mit einer Grenzfrequenz <u_oj2 dargestellt. Bekanntlich hat diese Stoßantwort eine Form, die durch die Funktion (sin x)lx gegeben wird. Insbesondere kann die wiedergegebene Stoßantwort durch den nachfolgenden mathematischen Ausdruck dargestellt werden:

Ki₀ sin(f-2T)(-_to/2

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Zunächst wird dieses Tiefpaßfilter als nichtinterpolierend betrachtet, d. h.. daß die Eingangsabtastfrequenz der Ausgangsabtastfrequenz entspricht. Es wird vorausgesetzt, daß diese Abtastfrequenz der vierfachen Grenzfrequenz des Filters entspricht. Die Abtastperiode entspricht dann T = .τ/ω₀.

Zur Bestimmung der Filterkoeffizienten wird die Stoßantwort des Filters mit der Reihe von Abtastimpulsen, die bei b in F i g. 3 dargestellt sind, abgetastet. Dabei ist vorausgesetzt worden, daß diese Abtastimpulse zu Zeitpunkten t = k ■ T auftreten. Diese Reihe kann auf bekannte Weise wie untenstehend mathematisch dargestellt werden:

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1. 2. 3. 4 ist. Für die auf diese Weise erhaltenen Filterki".!;:'iizier.ten. die zusammen eine Reihe C (0, k) bilden, sind die jeweiligen Größen bei ti in F i u. 3 angegeben. In der letztgenannten Figur sind lungs der Abszisse außer den Panimeterwerten A. auch die Zeitpunkte angegeben, zu denen der betreffende Filterkoeffizient als Augenblicksignalwert bei der bei α in F i g. 3 dargestellten Stoßantwort auftritt.

Falls das betrachtete Tiefpaßfilter mit der bei a in F i g. 3 dargestellten Stoßantwort als interpolierendes Filter verwendet werden muß, wobei die Ausgangsabtastfrequenz der doppelten Eingangsabtastfrequenz ist. d. h. mit einer Ausgangsabtastperiode entsprechend T/2 = .t/2 Ki₀, werden die in F i g. 1 im Register 9 gespeicherten Eingangskodeworte zum Liefern eines ersten Ausgangskodewortes zunächst mit der obengenannten Reihe von Filterkoeffizienten c (0, k) multipliziert und zum Liefern eines zweiten Ausgangskodewortes innerhalb des Zeitrahmens der Eingangsabtastperiode T außerdem mit einer zweiten Reihe von Filterkoeffizienten C (1, k). Diese zweite Reihe von Filterkoeffizienten ist bei e in F i g. Z dargestellt. Diese Filterkoeffizienten entsprechen vieder den Abtastwerten der mit einer Periode T abgetasteten Stoßantwort, die bei α in F i g. 3 dargestellt ist. Die gemeinte Abtastung dieser Stoßantwort hat dabei wieder mit einer Impulsreihe der bei b in F i g. 3 dargestellten Form stattgefunden, die Abtastung hat jedoch gegenüber diesel Impuisreihe eine Zeitverschiebung zur Größe T/2 = +.t/2 Ki₀ erfahren, wodurch die Reihe von Abtastimpulsen für die zweite Reihe von Filterkoeffizienten auf mathematische Weise wie folgt dargestellt werden kann:

Σ Λ [f-(JIcT+T/2)].

k = — /

Die Filterkoeffizienten C(I, k) sind folglich die zu den ZeitpunKten kT + T/2 erhaltenen Abtastwerte der Stoßantwort von α in F i g. 3, wobei k = 0,1,2,3,4

Vollständigkeitshalber sind bei / und g in F i g. 2 die Reihen von Filterkoeffizienten dargestellt, für den Fall, wo die Ausgangsabtastfrequenz des interpolierenden Filters dreimal höher ist als die Eingangsabtastfrequenz. In diesem Fall werden die gespeicherter Eingangskodeworte innerhalb des Zeitrahmens einei Eingangsabtastperiode einmal mit der Reihe von Filterkoeffizienten C (0, Jt) (s. bei d in F i g. 3) multipliziert, einmal mit der Reihe von Filterkoeffizienten 2 (k (s. bei / in F i g. 3) und einmal mit der Reihe C (3, ic (s. bei g in F i g. 3). Auch diese Reihen von Filter koeffizienten C (2, Jt) und C (3, k* werden durch Ab tastung der bei α in F i g. 3 dargestellten Stoßantwon erhalten, wobei die Reihe von Abtastimpulsen wiedei dieselbe Form hat wie bei b in F i g. 3, diese Reiher sind jedoch gegenüber der dort dargestellten Reih« um einen Zeitabstand T/3 bzw. 2 T/3 verschoben Entsprechend dem obenstehenden können dieseReiher auf mathematische Weise wie folgt dargestellt werden

Die fünf Filterkoeffizienten, die im Filter nach Fig. 1 zur Annäherung der gewünschten übertragungskennlinie verwendet werden, werden nun durch diejenigen Abtastwerte der Stoßantwort gebildet, die zu den Zeitpunkten auftreten, für die k = 0.

k = -j

Σ a D-(JkT+ 2 Γ/3)].

k; = — /

il.Vr in der Zeitdomäne hai ein interpolierendes Digitalfilter auch seinen Einfluß auf die Frequenzdomiine. Wird nämlich insbesondere ein bandbegienztes analoges Basisbandsign.il mit einer Hingangsabtastfrequen/ /', abgetastet, so wird das 1 requen/-spekirum dieses abgetasteten Signals durch das ur-■>pi angliche liasisbandspeklrum sowie durch Wiederholungen dieses Spektrums um ganze Vielfache der Abtastfrequenz /, gebildet. Die erste Wiederholung des ursprünglichen Basisbandspektrums liegt folglich um die Abtastfrequenz/,, üblicherweise wird in PCM-Ubertragungssystemen dies,"· Frequenz /, derart gewählt, daß die erste Wiederholung sich an das Basisbandspektrum anschließt. Wenn nun mit einem interpolierenden Digitalfilter die Abtastfrequen/ /, um einen Faktor m erhöht wird, tritt die erste Wiederholung des Basisbandspektrums um die Ausgangsablastfrequenz mf\ auf. Dadurch ist erreicht worden, daß diese erste Wiederholung des Spektrums sich nicht mehr an dieses Basisbandspek'.rum anschließt, so daß letzteres mil einem einfachen Tiefpaßfilter selektiert werden kann.

Obenstehend ist angegeben, wie mit Hilfe eines Tiefpaßfilters Signalabtastwerte in einer Reihe von Signalabtastwerten eines Basisbandsignals interpoliert werden können. Auf ähnliche Weise ist es auch möglich, mit Hilfe beispielsweise eines Bandpaßfilters Signalabtastwerte in einer Reihe von Signalabtastwerten zu interpolieren, die durch Abtastung eines nicht im Basisband liegenden Signals, beispielsweise eines einem Träger aufmodulierten Einseitenbandsignals erhalten wird.

In F i g. 4 ist eine Abwandlung des interpolierenden Digitalfilters nach F i g. 1 dargestellt. Dieses in F i g. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht zum größten Teil dem nach Fig. i, und dabei sind der F i g. i entsprechende Elemente mit denselben Bezugszeichen angegeben. Das Ausftihrungsbeispiel nach Fig. 4 weicht jedoch darin von dem nach F i g. 1 ab, daß zum Erhalten eines Schieberegisters 9 mit sich periodisch ändernder Speicher- bzw. Verzögerungszeit und daß zum Erhalten von Rechenzyklen gleicher Dauer nicht, wie in Fig. 1, der Eingang des letzten Registerteils 10(4) über eine Rückkopplungsleitung mit der zugehörenden Torschaltung mit dem Eingang des ersten Registerteils 10(0) verbunden ist, sondern daß dazu bestimmte Schiebeimpulse für das Register 9 ausgelastet werden. Bei diesem in F i g. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird folglich die sich periodisch ändernde Verzögerungszeit des Registers 9 ausschließlich durch den Taktimpulsgenerator 7 verwirklicht.

Dieser Taktimpulsgenerator 7 ist zum Teil auf dieselbe Art und Weise aufgebaut wie der Taktimpulsgenerator in F i g. 1 und enthält ebenfalls einen Taktimpulsoszillator 15, der Taktimpulse mit einer Frequenz 3 NiUf₁ abgibt. Auch nun ist N die Anzahl Teile des Schieberegisters 9; m die Anzahl Ausgangsimpulswerte, die in einer Eingangsabtastperiode T erzeugt werden müssen und /, die Eingangsabtastfrequenz, wobei /, = 1/7. Die genannten Taktimpulse werden einem Binärteiler bzw. -zähler 16 zugeführt, der die Impulsfrequenz dieses Oszillators 15 durch einen Faktor 3 teilt. Ebenso wie im Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 sind bestimmte Elemente des Zählers 16 an UND-Tore 17, 18 und 19 angeschlossen, die wieder infolge des ersten, des zweiten und des dritten Taktimpulses des Oszillators 15 innerhalb des betrachteten Zyklus von drei Taktimpulsen jeweils einen Impuls abgeben. Die von den L!ND-Toren 18 und 19 abgegebener. Impulse werden über die UND-Tore 25 und 24 dem ühertragungskreis. 13 bzw. dem Akkumulator 12 zugeführt.

Der jeweils mit den dritten Taktimpulsen des (iszillators 15 auftretende Ausgangsimpuls des UND-I ores 19 wird einem Zähler 28 zugeführt, der in diesem Ausführungsbeispiel Λ' -I 1 Ausgangsimpulse des Zählers 16 zählt und jeweils nach N + 1 dieser

ίο Ausgangsinipulsc selbst einen Ausgangsimpuls liefert, der einem Zähler 29 zugeführt wird. Ebenso wie im Ausfühiungsbeispiel nach F i g. 1 gibt der Ausgangsiinpuls des Zählers 28 das Ende eines Rechenzyklus an. Der Zahler 29 nun zählt in diesem Ausführungsbeiis spiel »ι Ausgangsimpulse des Zählers 28 und liefert danach selbst einen Ausgangsimpuls. In dem in F i g. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Ausgang des UND-Tores 17 und sind die Ausgänge der Zähler 28 und 29 weiter auf die in F i g. 4 dargestellte Weise mit UND-Toren 30 und 31, mit einem NICHT-UND-Tor 32. mit einem ODER-Tor 33 und mit einem !inerter 34 verbunden.

Die Wirkungsweise dieses in F i g. 4 dargestellten interpolierenden Digitalfilters ist für den Fall, wobei V = 5 und /H = 2 durch die in F i g. 5 dargestellten Zeitdiagramme sowie durch die Tafel II. die auf dieselbe Wei^ce zusammengestellt ist wie die Tafel I, näher angegeben. Insbesondere ist bei α in F i g. 5 die Impulsreihe dargestellt, die vom Oszillator 15 erzeugt wird.

Diese Reihe ist auf die angegebene Weise in zwei Rcchenzyklen aufgeteilt, die je durch Ks Ausgangsimpulse des Oszillators 15 bezeichnet werden. Diese Rechenzyklen sind durch 1 bzw. !I bezeichnet. In dieser F i g. 5 sind weiter die Ausgangsimpulse der UND-Tore 17. 18 und 19 bei b, c bzw. d angegeben; die Ausgangsimpulse der Zähler 28 und 29 bei e bzw. / und die Ausgangssignale des NICHT-UND-Tores 32. des UND-fores 3l\ind des ODER-Tores 33 bei g./1 bzw.7. Die Schiebeimpulse für das Register 9, die dem UND-Tor 30 entnommen werden, sind bei k angegeben. Vollständigkeitshalber sind bei / und ρ die Impulsreihen angegeben, die vorn UND-Tor 25 bzw. 24 zum übertragen des Inhaltes vom Akkumulator 12 zum Puffer 14 bzw. zum Zurückbringen des Akkumulator;· 12 nach einem Rechenzyklus in die Nullstellung dargestellt.

Jeweils beim Auftritt des ersten Schiebeimpulses ir einem Reche.izyklus I wird ein neues Eingangskodewort in das Register 9 eingeschrieben, und das älteste Eingangskodewort wird entfernt. Bei diesem Einleser ist ja das UND-Tor 4 gesperrt. Der Zustand de; Schieberegisters jeweils nach dem Auftritt des erster Schiebeimpulses in einem Rechenzyklus I ist in dei Tafel Il durch p, 1, 1 (p = 1, 2, 3, 4) dargestellt. Di während eines ersten Rechenzyklus, der in der Tafe durch diejenigen Schieberegisterzustände gekennzeich net ist, für die gilt, daß r -- 1 ist, nur fünf der sechs Aus gangsimpulse des UND-Tores 17 als Schiebeimpulsi dem Register 9 zugeführt werden, sind jeweils di< Schieberegisterzustände p. 1.5 und p. 1.6 einander gleid (p = 1, 2, 3, 4). Das in diesem Schieberegisterzustam p.1.6 im letzten Registerteil 10(4) vorhandene Ein gangskodewort, beispielsweise χ (η), χ (η + 1) um je (η + 2) wird nun nur mit einem Filterkoeffizientei multipliziert, der den Wert Null hat. Auch kann diesi Multiplikation völlig fortgelassen werden. Wie bei k ii F i g. 5 angegeben, wird im betrachteten Ausführungs beispiel, wobei m = 2 ist, während des letzten und zu

Ls.

gleich zweiten Rechenzyklus II der innerhalb dieses Rechenzyklus auftretende sechste Ausgangsimpuls des UND-Tores 17 als Schiebeimpuls dem Schieberegister 9 zugeführt. Dadurch wird erreicht, daß jeweils am Ende des letzten Rechenzyklus innerhalb einer Eingangsabtastperiode der Zustand des Registers 9 dem Zustand dieses Registers 9 unmittelbar nach dem Einschreiben eines neuen Eingangskodewortes am Anfang der betrachteten Abtastperiode T entspricht. Vergleiche dazu in der Tafel Il die Schieberegister- ι ο zustände 1.2.6 und 1.1.1;2.2.6 und 2.1.1;3.2.6 und 3.1.1. Auch bei diesen Schieberegisterzuständen p.2.6 (p = 1, 2, 3) wird das im Schieberegisterteil 10(4) gespeicherte Eingangskodewort überhaupt nicht oder nur mit einem Filterkoeffizienten multipliziert, der den Wert Null hat.

Daß üir das obenstehend beschriebene interpolierende Digitalfilter wieder ein Schieberegister mit sich periodisch ändernder Verzögerungszeit verwirklicht worden ist, läßt sich wieder an Hand der Spalte 10(4) der Tafel II erläutern. Dazu wird beispielsweise das Kodeworl χ (n — 1) betrachtet. Aus der Tafel 11 geht hervor, daß dieses Kodewort zur Multiplikation mit einem Filterkoeffizienten im Registerteil 10(4) in den Schieberegisterzuständen 1.1.4; 1.2.4; 2.1.3: 3.1.2; 2s 3.2.2:4.1.1 vorhanden ist. Da der Zeitabstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schieberegisterzuständen einer Periode der Ausgangsimpulse des UND-Tores 17. d. h. einer Periode TI[m(N + I)], entspricht, ist der Zeitabstand zwischen den Schieberegisterzuständen 1.1.4 und 1.2.4 gleich 6 T/[m(N + H]; der zwischen den Schieberegisierzuständen 1.2.4 und 2.1.3 jedoch nur 5T/[m(N 4- I)] usw.

Ebenso wie im Ausfuhrungsbeispiel nach Fiel dauern auch nun alle Rechenzyklen gleich lang, und die Ausgangskodeworte y \_(n + qlm)T~\ treten alle zu äquidistanten Zeitpunkten auf. Vergleiche insbesondere die Zeitdiagramme / und ρ in F i g. 5.

Es sei bemerkt, daß der Taktimpulsgenerator 7 in diesem Ausführungsbeispiel noch derart ausgebildet werden kann, daß jeweils der sechste Ausgangsimpuls des UND-Tores 17 innerhalb eines ersten Rechenzyklus 1 den Inhalt des Schieberegisters 9 weiterschiebt und daß dieses Weiterschieben nicht durch den ersten Ausgangsimpuls des UND-Tores 17 im zweiten Rechenzykius bewirkt wird. Auch kann die Anzahl Schieberegislerzustände, wobei keine Multiplikation des Kodewortes im letzten Registerteil 10(4) mit einem Filte--koeffizienten stattfindet, größer als eins gewählt werden Ebenso wie beim Ausführungsbeispiel nach FiE 1 können auch im Ausführungsbeispie! nach F i 2 4 nach Einschreiben eines Eingangskodewortes •n das Register 9 mehr als die betrachteten zwei Ausüaneskodeworte erzeugt werden. Auch dann jedoch wird die Anzahl Reihen von Filterkoeffizienten proportional zunehmen. . · · ,

In den beschriebenen Ausfuhrungsbeispielen sind die Registerteile 10(.) derart ausgebaut, daß im Teil 10(0) nur ein neues Eingangskodewori über das UND-Tor 3 und das ODER-Tor unter Ansteuerung eines Schiebeimpulses des Generators 7 eingeschrieben werden kann Es kann jedoch wenigstens fur den Teil 10(0) ein derartises Element gewählt werden, daß dann ein neues Eineaneskodewort eingeschrieben werden kann, ohne daß dazu zugleich ein Schiebeimpuls erforderlich ist In diesem Fall muß zugleich das älteste Eingangskodewort vor dem Einschreiben dieses neuen Kodewortes im Teil 10(0) gespeichert sein. Im Gegensatz zu den oben-tehend beschriebenen Ausfuhrungsbeispielen wird nun der Multiplikator 11 mit einem Eingang an den Eineang dieses ersten Teils 10(0) angeschlossen. Ebenso wie für das Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 brauchen auch nun innerhalb eines Rechenzyklus keine zusätzlichen Schiebeimpulse dem Schieberegister zugeführt bzw. ausgetastet zu werden. Bei Verwendung eines derartigen Teils 10(0) und bei einer ueeigneten Ausbildung des Taktimpulsgencrators 7 ist es sogar möglich, den Multiplikator 11 mit einem Eingang eines beliebigen Registerteils 10(.) des Schieberecisters 9 anzuschließen.

"Obschon in den beschriebenen Ausführungsformen die Eingangskodeworte in einem Umlaufschieberecister gespeichert werden, kann dazu jedoch auch eine gleichwertige Speicheranordnung verwendet werden wie beispielsweise ein RAM. Dabei muß dann jedoch der Taktimpulsgenerator derart aufgebaui werden, daß der Abstand zwischen den Zeitpunkten, zt denen ein bestimmtes in diesem RAM gespeicherte« Eingangskodewort der Multiplikationsanordnung zu geführt wird, um mit einem Filterkoeffizienten multi nliziert zu werden, periodisch ändert.

Zum Schluß sei bemerkt, daß bei einer geeigneter Wahl des Zählers 16, der in den beschriebenen Aus führungsbeispielen als drei Zähler ausgebildet ist, di( Frequenz des Oszillators 15 auch in einem anderer Verhältnis zur Schiebefrequenz Nm/T stehen kann.

Tafel I

10(0)

10(1)

(10(21 10(3)

10(4)

p.r.s. 1 1 1	x (n)	4)	χ (π —	1)	χ (π —	2)	X (H -	3)	χ (μ -	4)	C (0,4)
1 . I . I 1.1.2	X (M -	3)	x (n)		χ (η -	1)	X(H -	2)	X (H -	3)	C (0.3)
1.1.3	X (H -	2)	X (H -	4)	X (H)		X(H -	1)	X (H -	2)	C (0.2)
1.1.4	x (n —	1)	χ (η -	3)	X (H -	4)	X (H)		X (H -	1)	C(OJ)
1.1.5	X (H -		X (H -	2)	X (H -	3)	X (H -	4)	X (H)		C (0.0)
1.2.1	X (")	3)	χ (η -	Π	X (H -	2)	X (H -	3)	X (H -	4)	C(l,4)
1.2.2	X (l! —	2)	ν (η)		X (H -	D	X (H -	2)	X (H -	3)	Γ(1,3)
1.2.3	X(H -	I)	χ (η -	3)	X(H)		X (H -	Π	χ (ιΐ —	2)	C (1.2)
1.2.4	X (f! -		X (H	2)	X (H -	3)	X (II)		χ (η -	Π	C" (1,1)
1 ■> S	X (111	X (H -	1)	V(H -	2)	X (H -	3)	X (H)		C(LO

15

Io

-ort setzung

	10(0)	D	10(1)	D	(10(2)	D	10(3)	2)	10(4)	3)	5
p. r. s.		3)		3)				D		2)
2.1.1	X(H +	2)	X(i)	2)	x (n —	1)	x (n —		x (n —	D	C (0,4)
2.1.2	x (n —	D	χ (n +	1)	x(n)	3)	x(n -	D	x(n —		C (0,3)
2.1.3	χ (n —		χ (n —		χ (n +	2)	X(H)	3)	χ (n —	D	C (0,2)
2.1.4	χ (« —	D	x(n —	D	χ (h —	D	X(H ₊	2)	x(n)	3)	C (0,1)
2.1.5	X(II)	2)	χ (n —	2)	χ (n —		χ (n —	1)	x(b +	2)	C (0,0)
2.2.1	X(H ₊	D	X(H)	1)	χ (n —	D	χ (n —		χ (n —	D	C (1,4)
2.2.2	X (H -		x (n +		X(H)	2)	χ (n —	D	χ (n —		C (1,3)
2.2.3	x (n —	D	χ (n —	D	χ (n +	D	X(H)	2)	χ (n —	D	C (1,2)
2.2.4	X(H)	2)	χ (π —	2)	x{n —		x(h +	1)	x(n)	2)	C (1,1)
2.2.5	x (n +	2)	X(H)	2)	χ (n —	D	X(H-		x(n +	D	C (1,0)
3.1.1	X (H +	D	x (n +	D	X(H)	2)	X(H-	D	χ (π -		C (0,4)
3.1.2	x (n —		χ (n +		X (H +	2)	X (H)	2)	χ (n —	1)	C (0,3)
3.1.3	χ (n —	D	χ (n —	1)	X (ll +	D	x (n +	2)	X(H)	2)	C (0,2)
3.1.4	X (H)	2)	X (»1 —	2)	x (n —		χ (n +	D	x(n +	2)	C (0,1)
3.1.5	χ (n +	D	x(n)	D	χ (n —	D	χ (n —		x(n +	D	C (0,0)
3.2.1	X (/1 +		X (H +		x (n)	2)	χ (h -	D	χ (h —		C (1,4)
3.2.2	χ (n —	1)	X (H +	D	χ (n +	D	X(H)	2)	X (Π —	D	C (1,3)
3.2.3	X(H)	2)	χ (n -	2)	χ (n f		χ (h +	1)	X(H)	2)	C (1,2)
3.2.4	x (n +	3)	X(H)		χ (h —	D	χ (h +		x (n +	D	C(1,1)
3.2.5	χ (n +		χ (h +		x(n)		χ (n -		χ (h +		C(I₁O)
4.1.1	X (H +		X (H +		χ (h +		X(N)		χ (n —		C (0,4)
Tafel II				D
	10(0)		10(1)		10(2)	2)	10(3)	3)	10(4)	4)	5
p.r.s		4)		4)		D		2)		3)
1.1.1	X(H)	3)	χ (h —	3)	χ (n —		X (ll —	D	x (n —	2)	C (0,4)
1.1.2	x (h —	2)	χ (n)	2)	χ (n —	4)	χ (h —		χ (h —	D	C (0,3)
1.1.3	X (ll —	D	χ (n -	2)	X(H)	3)	χ (h —	4)	χ (n —		C (0,2)
1.1.4	χ (h —	D	χ (n —	1)	χ (n —	3)	X (N)	4)	x(n -		C(Cl)
1.1.5	χ (n -		χ (h —		χ (n —	2)	X (ll —	3)	X(H)	4)	C (0,0)
1.!.6	χ (n -	4)	χ (n —	4)	χ (n —	1)	χ (h —	2)	X(H)	3)	—
1.2.1	X (H)	3)	χ (n —	3)	χ (h —		X(H-	D	χ (h —	2)	C (1,4)
1.2.2	X (H -	2)	X(H)	2)	χ (n —	4)	X (H -		χ (n —	D	C (1,3)
1.2.3	χ Oi -	D	χ (h —	1)	X (H)	3)	x (h —	4)	χ (h —		C (1.2)
1.2.4	X (H -		χ (n -		χ (n -	2)	x(n)	3)	χ (h -	4)	C(M)
1.2.5	χ (n —	1)	χ (n -	1)	χ (h —	D	χ (h —	?)	X(H)	3)	C (1,0)
1.2.6	X(H)	3)	χ (h —	3)	χ (n —		χ (π —	D	χ (n —	2)	—
2.1.1	χ (h +	2)	X (H)	2)	χ (h —	D	χ (n —		χ (h —	D	C (0,4)
2.1.2	X (ll —	D	χ (n +	1)	X(H)	3)	χ (n —	1)	χ (n —		C (0,3)
2.1.3	χ (n —		χ (n —	1)	X (H +	2)	X(H)	3)	X(H -	1)	C (0.2)
2.1.4	X (ll —		X (ll —		X (Il -	2)	X (N +	3)	X (H)	11	c (O.i ι
2.1.5	X (Il)	1)	χ (n —	D	χ (ii —	1)	X (tt —	2)	X (ll +	3)	C (0.0)
2.1.6	X CO	3)	χ (h —	3)	X (Il -		X ill -	1)	X [Il +	2)
2.2.1	χ (ii +	2)	X (N)	2)	X (ll —	D	X (Il -		X (N -	1)	C (1,4)
2.2.2	X (Il -	1)	X (I! +	1)	X (N)	3)	X (H -	1)	X (Il -		C(1,3)
2.2.3	X (Il		X (Il -		X (Il +	2)	χ (Ό	3)	X (Il -	D	C (1.2)
2.2.4	χ (π -	1)	X (Il -	X (Il -	D	X (H +	2)	x (η)	3)	C(Kl)
2.2.5	χ (π)	X (Il -	χ (ii -	X (H -	X (ll +	C(KO)
	X (ll +	X (ll)	X (l! —	X (l! —	X (ll -

Fortsetzung

17 (I 18

10(0) 10(1) 10<2) 10(3) 10(4)

p.r.s	χ (β +	2)	χ (π+ 1)	χ (η)	D	X(B-I)	X(B-	2)	C (0,4)
3.1.1	χ {η —	2)	χ (η+ 2)	χ (η +	2)	χ (β)	*χ (η -*	D	C (0,3)
3.1.2	*χ (η —*	D	X(B -2)	χ (π +	2)	χ(β + 1)	X(B)		C (0,2)
3.1.3	*χ (η)*		χ (π- D	χ (π —	1)	χ (β + 2)	χ (β +	D	C(0,l)
3.1.4	*χ {η +*	D	χ(β)	χ (π —	1)	χ (β - 2)	χ (β +	2)	C (0,0)
3.1.5	*χ {η +*	1)	χ (π)	χ (η —		χ (η - 2)	X(B +	2)	—
3.1.6	*χ (η +*	2)	χ (η+ 1)	χ (π)	D	X(B-I)	χ (β —	2)	C (1,4)
3.2.1	χ (β —	2)	χ (« + 2)	χ (π +	2)	X(B)	χ (β —	D	C (1,3)
3.2.2	*χ (η —*	D	χ (η - 2)	χ (η +	2)	X(B + 1)	X(B)		C (1,2)
3.2.3	*χ (η)*		X(B-I)	χ (π —	1)	χ (β + 2)	χ (β +	υ	C(Ll)
3.2.4	*χ (η +*	1)	X(B)	χ (β —		χ (β -2)	X (B +	2)	C (1,0)
3.2.5	*χ (η +*	2)	.χ (η+ 1)	X(B)	1)	X(B-I)	χ (β -	2)	—
3.2.6	*χ (η +*	3)	.χ (β + 2)	χ (β +		X(B)	χ (β —	D	C (0,4)
4.1.1

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

•i Patentansprüche:

1. Nichtrekursives Digitalfilter zum Erzeugen mit einer gegebenen Ausgangsabtastfrequenz J₂ auftretender binärer Ausgangskodeworte, die auf eine vorbestimmte Weise mit einer Folge binärer Einganjiskodeworte im Verhältnis stehen, die mit einer Eingangsabtastfrequenz /j auftreten, wobei die Ausgangsabtastfrequenz/, ein ganzes Vielfaches (m) der Eingangsabtastfrequenz /, ist; mit einer Speicheranordnung, die zum Speichern einer gegebenen Anzahl (N) aufeinanderfolgender Eingangskodeworte eingerichtet ist; einer Multiplizieranordnung mit deren Hilfe innerhalb einer Eingangsabtastperiode 1//, eine Anzahl (m) Reihen von Produkten aus der genannten gegebenen Anzahl (Al') Eingangskodeworte und einer Anzahl (m) untereinander verschiedenen Reihen von Gewichtungsfaktoren, die dem Zusammenhang zwischen den Eingangs- und Ausgangskodeworten entsprechen, gebildet werden; einer Addieranordnung, die mit der genannten Multiplizieranordnung gekoppelt und dazu eingerichtet ist, innerhalb einer Eingangsabtastperiode 1//, die genannte der Anzahl Reihen von Produkten entsprechende Anzahl Ausgangskodeworte zu erzeugen, die je mindestens durch die mathematische Summe aller zu einer gegebenen Reihe gehörender Produkte gegeben werden ;dadurch gekenn zeichnet, daß die genannte Speicheranordnung (9) zum Speichern der genannten gegebenen Anzahl (N) aufeinanderfolgender Eingangskodeworte durch ^ine Speicheranordnung mit einer sich periodisch ändernder Speicherzeit gebildet wird, welche Speicheranordnung (9) durch einen Taktimpulsgenerator (7) gesteuert wird und mit einem Ausgangskreis versehen ist, über den innerhalb einer Eingangsabtastperiode 1//, die in der Speicheranordnung(9) gespeicherten Eingangskodeworte eine Anzahl Male der genannten Multiplizieranordnung (11) zugeführt we^rden, wobei diese Anzahl Male dem genannten ganzen Vielfachen (m) entspricht und die vom genannten Ausgangskreis gelieferten Kodewoite jeweils nacheinander auftreten.

2. Nichtrekursives Digitalfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Speicheranordnung durch ein Schieberegister (9) gebildet wird mit einer gegebenen Anzahl (N) Registerteile (HX.)) die je zum Speichern eines Eingangskodewortes eingerichtet sind, wobei der Ausgang des letzten Registerteils (10(4)) einerseits mit einem Eingang der genannten Multiplizieranoirdnung (11) und andererseits mit dem Eingang des Schieberegisters (9) gekoppelt ist.

3. Nichtrekursives Digitalfilter nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang des genannten letzten Registerteils (10(4)) über eine Rückführungsleitunji (4) mit dem Eingang des Schieberegisters (9) gekoppelt ist, in welchem Digilalnlter der Eingang und der Ausgang des genannten letzten Rcgistcrleils (10(4)) unter Ansteuerung des genannten Taktimpulsgenerators wechselweise mit dem Eingang des Schieberegisters (9) verbunden sind (F i g. 9).

4. Niehtrekursives Digitalfilter nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Taktimpulst'piierator (7) Mittel (15. 16) enthält zum Erzeugen

äquidistanter Schiebeimpulse für das Schiebereuister (9) sowie eine erste Zählanordnung (20; 28), die jeweils nach einem Zyklus einer gegebenen Anzahl von Schiebeimpulsen einer zweiten Zählanordnung (21; 29) einen Impuls abgibt, welche Anzahl Schiebeimpulse der Anzahl (N) RegisterteiSe (10(.)) des Schieberegisters (9) wenigstens entspricht (F i g. 2; 4).

5. Nichtrekursives Digitalfilter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte zweite'Zählanordnung (21) jeweils nach »i Aus- «angsimpulsen der ersten Zählanordnung in die Ruhestellung zurückkehrt, wobei in der Anzahl Auseangskodeworte, die innerhalb einer Eingangsabtastperiode 1 If₁ erzeugt werden muß, entspricht (F ig/l, 2).

6. Nichtrekursives Digitalfilter nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß an die genannten Zählanordnungen Mittel (30, 33, 34) zum Unterdrücken mindestens eines der dem Schieberegister (9) zuzuführenden Schiebeimpulse eines Zyklus von Schiebeimpulsen angeschlossen sind.