• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    Es wird ein Gerät zur Detektion und/oder Lokalisierung von Kabeln offenbart, das eine Detektionsstufe aufweist, um ein Detektionssignal zu erzeugen, ein dezimierendes Filter, das einen Eingang und einen Ausgang aufweist, wobei der Eingang an die Empfangsstufe gekoppelt ist, um das Detektionssignal zu filtern und ein dezimiertes gefiltertes Signal mit einem Dezimierungsverhältnis N auszugeben, und eine Endstufe, die an den Ausgang des dezimierenden Filters gekoppelt ist, um ein Anzeigesignal auszugeben, das auf dem dezimierten gefilterten Signal basiert. Das genutzte dezimierte Filter ist ein nichtrekursives Filter (FIR-Filter), das eine Frequenzantwort hat, die derjenigen einer Kaskade von m SINC-Filtern entspricht, wobei m eine ganze Zahl größer als 1 ist. Ferner ist ein Verfahren zum Dezimieren eines Signals in einem Gerät offenbart.An apparatus for detecting and / or locating cables is disclosed which has a detection stage to generate a detection signal, a decimating filter which has an input and an output, the input being coupled to the reception stage in order to receive the detection signal filter and output a decimated filtered signal with a decimation ratio N, and an output stage coupled to the output of the decimating filter to output a display signal based on the decimated filtered signal. The decimated filter used is a non-recursive filter (FIR filter) that has a frequency response that corresponds to that of a cascade of m SINC filters, where m is an integer greater than 1. A method of decimating a signal in a device is also disclosed.
    公开号:DE102004016439A1
    申请号:DE200410016439
    申请日:2004-04-04
    公开日:2004-11-11
    发明作者:John Mark Royle
    申请人:Radiodetection Ltd；
    IPC主号:H03H17-06
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung bezieht sich auf Geräte zur Detektion oder Lokalisierungvon Kabeln oder sonstiger unterirdischer oder anderweitig unzugänglicherObjekte, wobei die Gerätedezimierende Filterung aufweisen.TheThe present invention relates to devices for detection or localizationof cables or other underground or otherwise inaccessibleObjects, the deviceshave decimating filtering.
    [0002] InGerätenzur Detektion und/oder Lokalisierung von Kabeln oder unterirdischenObjekten ist zur Maximierung der Instrumentenempfindlichkeit einehohe Selektivitätin einer engen Bandbreite wichtig. In der digitalen Signalverarbeitungkann eine derartige Selektivitätteilweise erhalten werden durch den Einsatz von SINC-Filtern. DerartigeSINC-Filter sind nützlich,da sie eine exakte Steuerung hoher Frequenzen und deren vorhersehbaresAliasing erlauben. Es ist einfach, derartige SINC-Filter anzuordnen,so dass die aliasierten Frequenzen aus der Bandbreite eines Filtersherausfallen, das bei einer dezimierten Rate rechnet. Allgemein wirdeine Kaskade von SINC-Filtern mit Nomenklatur SINCn,wo n die Anzahl oder Ordnung von kaskadierten SINC-Filtern ist,zur Dezimierung genutzt, d. h. um die Frequenz eines Signals vonder Abtastfrequenz auf eine dezimierte Frequenz zu verringern. DasVerhältnisvon Abtastfrequenz zur dezimierten Frequenz wird Dezimierungsverhältnis genannt.In devices for the detection and / or localization of cables or underground objects, high selectivity in a narrow bandwidth is important in order to maximize the sensitivity of the instrument. In digital signal processing, such selectivity can be partially obtained by using SINC filters. Such SINC filters are useful because they allow precise control of high frequencies and their predictable aliasing. It is easy to arrange such SINC filters so that the aliased frequencies fall outside the bandwidth of a filter that calculates at a decimated rate. In general, a cascade of SINC filters with nomenclature SINC n , where n is the number or order of cascaded SINC filters, is used for decimation, ie to reduce the frequency of a signal from the sampling frequency to a decimated frequency. The ratio of sampling frequency to decimated frequency is called the decimation ratio.
    [0003] Kabelsuch-und -lokalisierungsgerätesind allgemein tragbare Gerätefür denEinsatz in zahlreichen Umgebungen. Deshalb ist bei der Entwicklungderartiger Geräteder Stromverbrauch ein wichtiger Faktor. Ein niedriger Stromverbraucherlaubt eine kompaktere Ausführungund ermöglichtlängereBetriebszeiten. Erwägungen über derartigeStrombedarfe schließenden Stromverbrauch der Datenverar beitungselemente des Geräts ein.Je einfacher der Prozessor ist, der genutzt werden kann, desto niedrigersind im allgemeinen die Strombedarfe. Moderne DSP-Architektur undHalbleitertechnologie ermöglichenpreisgünstige32 Bit-Gleitkommagerätemit Rechnern, die bei 0,25 mW/MIP arbeiten. 64 Bit-Prozessoren sindebenfalls verfügbar,diese haben jedoch weitaus höhereStrombedarfe und sind im allgemeinen für Anwendungen mit niedrigemStrombedarf ungeeignet.Kabelsuch-and localization devicesare generally portable devicesfor theUse in numerous environments. That is why in developmentof such devicespower consumption is an important factor. Low power consumptionallows a more compact designand enableslongerUptime. Considerations of suchClose electricity requirementsthe power consumption of the data processing elements of the device.The simpler the processor that can be used, the lowerare generally the electricity needs. Modern DSP architecture andEnable semiconductor technologyaffordable32 bit floating point deviceswith computers working at 0.25 mW / MIP. 64 bit processors arealso available,however, these have much higher onesPower requirements and are generally for low power applicationsUnsuitable power requirements.
    [0004] ZweiverfügbareVerfahren zur Berechnung der Frequenzantwort eines SINCn Filtersin einem digitalen Signalprozessor (DSP) bestehen im Einsatz modularerArithmetik, gefolgt von einer Anzahl von Differentiatoren und imEinsatz rekursiven Filterns. Das erste Verfahren nutzt modulareArithmetik fürden Addierprozess und ist gefolgt durch eine Anzahl von Differentiatoren,die nach der Dezimierungsstufe arbeiten, um die modulare Darstellungzurückzukonvertieren.In einem Beispiel würdeein derartiges modulares arithmetisches Verfahren, um eine Kaskadevon 5 SINC-Filtern ohne unzulässigesAbkürzenmit einem Gesamtdezimierungsverhältnisvon 240 darzustellen, einen 72 Bit-Akkumulator erfordern. Obwohldieses Verfahren rechnerisch effizient ist, ist es für kleineRechenimplementierungen eines Dezimierungsfilters 5. Ordnung aufeinem 32 Bit-Prozessor aufgrund der Notwendigkeit eines 72 Bit-Akkumulatorsungeeignet.Two available methods for calculating the frequency response of a SINC n filter in a digital signal processor (DSP) are the use of modular arithmetic, followed by a number of differentiators and the use of recursive filtering. The first method uses modular arithmetic for the adding process and is followed by a number of differentiators that operate after the decimation stage to convert the modular representation back. In one example, such a modular arithmetic method to represent a cascade of 5 SINC filters without impermissible abbreviation with a total decimation ratio of 240 would require a 72 bit accumulator. Although this method is computationally efficient, it is unsuitable for small computational implementations of a 5th order decimation filter on a 32 bit processor due to the need for a 72 bit accumulator.
    [0005] Daszweite Verfahren nutzt eine Kaskade eines rekursiven Filters mitunendlicher Impulsantwort (IIR). Ein derartiges Filter bietet einehochpräziseDarstellung eines SINCn. Eine einfache Differenzengleichungkann genutzt werden, um die Filterantwort für eine jede Stufe des Filterszu bestimmen: yn = yn-1 + xn – xn-N wo yn dieStromleistungsabgabe des Filters ist; yn-1 dervorherige Output des Filters ist; xn dieStromaufnahme des Filters ist und xn-N dieAufnahme des Filters, verzögertum N Abtastwerte, ist (wobei N das Dezimierungsverhältnis ist).The second method uses a cascade of a recursive filter with an infinite impulse response (IIR). Such a filter offers a high-precision representation of a SINC n . A simple difference equation can be used to determine the filter response for each stage of the filter: y n = y n-1 + x n - x nN where y n is the current output of the filter; y n-1 is the previous output of the filter; x n is the current consumption of the filter and x nN is the consumption of the filter, delayed by N samples (where N is the decimation ratio).
    [0006] Einderartiges Filter ist einmal wieder rechnerisch effizient. Da jedochdie Antwort rekursiv ist, werden jegliche Fehler in einem jedenWert währenddes Filterbetriebs summiert. Da ein jeder Prozessor eine begrenztePräzisionaufweist, wird die Rekursion Abbrechfehler verursachen, wenn dasFilter kontinuierlich betrieben wird. Diese Abbrechfehler führen zuVerstärkungsinstabilität im Filter.Mit einem 32 Bit-Prozessor werden diese Fehler zu groß für das IIR-Filter,um nützlichzu sein, da die Präzisiondes Prozessors nur 24 Bit (24 Bit-Mantisse mit 8 Bit-Exponent) beträgt.Onsuch a filter is once again computationally efficient. However, sinceThe answer is recursive, any mistakes in each oneValue duringof the filter operation summed up. Because each processor has a limitedprecisionthe recursion will cause cancellation errors if thatFilter is operated continuously. These cancellation errors lead toReinforcement instability in the filter.With a 32 bit processor these errors become too big for the IIR filter,to be usefulto be because of the precisionof the processor is only 24 bits (24 bit mantissa with 8 bit exponent).
    [0007] Deshalbist es erforderlich, die Filtermerkmale für die Darstellung von SINC-Dezimierungsfilternim digitalen Bereich zu verbessern, wenn sie in Geräten zurDetektion und/oder Lokalisierung von Kabeln oder sonstiger unterirdischeroder anderweitig unzugänglicherObjekte benutzt werden, insbesondere, wenn sie an einem Prozessormit niedrigem Stromverbrauch, beispielsweise einem 32 Bit-Gleitkommaprozessor,implementiert sind.It is therefore necessary to improve the filter features for the display of SINC decimation filters in the digital area if they are used in devices for the detection and / or localization of cables or other underground or otherwise inaccessible objects are used, especially if they are implemented on a processor with low power consumption, for example a 32 bit floating point processor.
    [0008] Gemäß einemersten Aspekt der Erfindung wird ein Gerät zur Detektion und/oder Lokalisierungvon Kabeln oder sonstiger unterirdischer oder anderweitig unzugänglicherObjekte bereitgestellt, das ein nichtrekursives Filter (FIR) nutzt,um ein SINC-Filter zu implementieren. Im allgemeinen erzeugt einSINC-Filter einen gleitenden Mittelwert der letzten N Inputs indas Filter. In einer Ausführungder Erfindung entspricht die Frequenzantwort des FIR-Filters derjenigeneines SINC-Filters. In einer Ausführung entspricht die Frequenzantwortderjenigen eines SINCm-Filters, d. h. einerKaskade von m in Serie geschalteten SINC-Filtern. In einer Ausführung derErfindung wirkt das FIR-Filter als dezimierendes Filter.According to a first aspect of the invention, a device for detecting and / or locating cables or other underground or otherwise inaccessible objects is provided, which uses a non-recursive filter (FIR) to implement a SINC filter. Generally, a SINC filter produces a moving average of the last N inputs into the filter. In one embodiment of the invention, the frequency response of the FIR filter corresponds to that of a SINC filter. In one version, the frequency response corresponds to that of a SINC m filter, ie a cascade of m SINC filters connected in series. In one embodiment of the invention, the FIR filter acts as a decimating filter.
    [0009] Ineiner Ausführungder Erfindung weist das Gerätein Filtersystem auf, das ein dezimierendes Filter umfasst. In einerweiteren Ausführungder Erfindung weist das Filtersystem auch ein frequenzselektivesFilter auf. In einer Ausführungsformder Erfindung ist das frequenzselektive Filter ein Tiefpassfilter,und in einer weiteren Ausführungist das frequenzselektive Filter ein weiteres FIR-Filter.Inan executionthe invention has the devicea filter system that includes a decimating filter. In afurther executionAccording to the invention, the filter system also has a frequency selectiveFilter on. In one embodimentAccording to the invention, the frequency-selective filter is a low-pass filter,and in another versionthe frequency selective filter is another FIR filter.
    [0010] Ineiner Ausführungder Erfindung weist das Gerätauch eine Detektionsstufe auf, die ein Detektionssignal erzeugtund die in einer Ausführungauch das Detektionssignal vorverarbeitet. In einer Ausführung weist dasGerät aucheine Endstufe auf, die ein Signal vom Filtersystem empfängt, dasdann als ein Anzeigesignal ausgegeben wird, das auf dem Filterausgangssignalbasiert und Hinweis auf jedwede Detektion oder Lokalisierung einesKabels ist.Inan executionthe invention has the devicealso has a detection stage that generates a detection signaland in one versionalso preprocessed the detection signal. In one version, this showsDevice tooa power amplifier that receives a signal from the filter system thatthen output as a display signal based on the filter output signalbased and reference to any detection or localization of aCable.
    [0011] Inder Fourieranalyse wird die Faltung in der Zeitdomäne mit derMultiplikation in der Frequenzdomäne gleichgesetzt. Deshalb kannin einer Ausführungder Erfindung durch Nutzen der Faltung in der Zeitdomäne zur Berechnungder Koeffizienten die Antwort leicht durch Multiplikation berechnetwerden. In einem modernen DSP kann die Multiplikation genauso schnelldurchgeführtwerden wie eine jede andere Operation. Deshalb bietet die Nutzungder Prinzipien der Faltungstheorie ein rechnerisch effizientes Instrumentzur Berechnung der Parameter des Filters.InFourier analysis uses convolution in the time domainMultiplication equated in the frequency domain. Therefore canin one versionof the invention by using convolution in the time domain for calculationthe coefficient the answer is easily calculated by multiplicationbecome. In a modern DSP, multiplication can be just as quickcarried outbecome like any other operation. Therefore, the usage offersa computationally efficient instrument of the principles of convolution theoryto calculate the parameters of the filter.
    [0012] Zusätzlich wirdin einer Ausführungder Erfindung das FIR-Filter des Geräts, das als dezimierendes Filterwirkt, wobei ein SINCm-Filter emuliert wird,vorzugsweise bei, der dezimierten Datenübertragungsgeschwindigkeitbetrieben als bei der Abtastfrequenz. Eine derartige Verringerungder Verarbeitungsgeschwindigkeit bedeutet, dass der Prozessor wenigerBerechnungen pro Sekunde und somit einen geringeren Stromverbrauchaufweist, so dass mehr Prozessorzeit für andere Prozesse verfügbar ist.In addition, in one embodiment of the invention, the FIR filter of the device, which acts as a decimating filter, emulating a SINC m filter, is preferably operated at the decimated data transmission rate than at the sampling frequency. Such a reduction in processing speed means that the processor has fewer calculations per second and thus less power consumption, so that more processor time is available for other processes.
    [0013] Ineiner Ausführungwerden die Koeffizienten des FIR-Filters berechnet, indem eine rechtwinklige Aperturmit einer dem Dezimierungsverhältnis(N) des Filters entsprechenden Breite so viele Male, wie der Ordnungder Kaskade von SINC-Filtern auf sich selbst entspricht, gefaltetwird. In einer Ausführungder Erfindung werden die Koeffizienten der Verzögerungsstufen oder Abgriffedes FIR-Filters bestimmt durch den Einsatz folgender Gleichung:
    [0014] DieKoeffizienten könnenquasistatisch sein, d. h. nur beim Starten des Geräts berechnetwerden oder nur bei Änderungder Konfiguration des Geräts.Alternativ könnendie Koeffizienten berechnet werden bei bestimmten Zeitintervallen,beispielsweise Zeitvielfachen der Abtastfrequenz, die so niedrigwie die Abtastfrequenz sein können.Die Zeitintervalle könntensogar niedriger als die Abtastfrequenz sein. Die Koeffizienten alseine Funktion der Position innerhalb der Apertur (d. h. die Anzahlvon Verzögerungsstufenvon der Stromzufuhr) liefern die normalisierte Impulsantwort desFilters.TheCoefficients canbe quasi-static, d. H. calculated only when starting the devicebecome or only when changethe configuration of the device.Alternatively, you canthe coefficients are calculated at certain time intervals,for example time multiples of the sampling frequency that are so lowwhat the sampling frequency can be.The time intervals couldeven lower than the sampling frequency. The coefficients asa function of the position within the aperture (i.e. the numberof delay levelsfrom the power supply) provide the normalized impulse response of theFilter.
    [0015] Ineiner Ausführungder Erfindung ist die Frequenzantwort des Filters festgelegt durch:
    [0016] Gemäß einemAspekt der Erfindung wird das FIR-Filter an einem Prozessor implementiert.In einer Ausführungist der Prozessor ein 32 Bit-Gleitkommaprozessor, der sowohl für die Berechnungder Koeffizienten als auch zur Implementierung der Filtermerkmalegeeignet ist. In einer Ausführungder Erfindung werden die Koeffizienten des FIR-Filters berechnetund in einem Speicher gespeichert und während des Betriebs des Prozessorsals dezimierendes Filter zurückgegeben.Derartige FIR-Filter weisen keine Abbrechproblemen auf aufgrundder finiten Historie von Inputs, die innerhalb des Filters mitgeführt werden,und könnenauch auf einem 32 Bit-Prozessor bei Aufrechterhaltung eines 140dB-Dynamikbereichsberechnet werden. Der hohe Dynamikbereich macht diese Anwendungvon Ausführungender Erfindung vorteilhaft. Das dezimierende Filter erhöht den Dynamikbereichdes Detektionssignals derart, dass ein nachfolgendes Tiefpassfiltereiner Ausführungder Erfindung die Empfindlichkeit und Selektivität des gefilterten Detektionssignalsmaximieren kann.According to oneIn one aspect of the invention, the FIR filter is implemented on a processor.In one executionThe processor is a 32 bit floating point processor that is used for both calculationof the coefficients as well as for the implementation of the filter featuressuitable is. In one executionAccording to the invention, the coefficients of the FIR filter are calculatedand stored in memory and during the operation of the processorreturned as a decimating filter.FIR filters of this type do not have any termination problems due tothe finite history of inputs carried within the filter,and caneven on a 32 bit processor while maintaining a 140dB dynamic rangebe calculated. The high dynamic range makes this applicationof executionsthe invention advantageous. The decimating filter increases the dynamic rangeof the detection signal such that a subsequent low-pass filteran executionthe sensitivity and selectivity of the filtered detection signalcan maximize.
    [0017] Gemäß einemweiteren Aspekt der Erfindung kann das Gerät an ein Kommunikationsnetzangeschlossen werden und Daten, die Befehle an den Prozessor zurBerechnung der Koeffizienten darstellen oder die Parameter des Algorithmuserzeugenden Koeffizienten darstellen, werden heruntergeladen undim Gerätgespeichert. In einer Ausführungist der Algorithmus nicht fest verdrahtet im Gerät, was gestattet, dass dieFilterparameter und der Algorithmus leicht und aus der Ferne abgeändert werdenkönnen,da die Koeffizienten bei der Initialisierung des Geräts oderin regelmäßigen Intervallenwährenddes Betriebs des Gerätsberechnet werden könnenunter Verwendung der aktuell innerhalb der Geräts gespeicherten Daten. DasKommunikationsnetz kann das Internet oder gegebenenfalls ein anderesNetzwerk sein, das den Datentransfer an das Gerät unterstützt. Gemäß einer Ausführung kanndas Gerät über dasKommunikationsnetzwerk fernkonfiguriert werden.According to oneAnother aspect of the invention, the device can be connected to a communication networkbe connected and data that commands to the processorCalculate the coefficients or represent the parameters of the algorithmgenerating coefficients are downloaded andin the devicesaved. In one executionthe algorithm is not hardwired into the device, which allows theFilter parameters and the algorithm can be changed easily and remotelycan,since the coefficients when initializing the device orat regular intervalswhileoperation of the devicecan be calculatedusing the data currently stored within the device. TheCommunication network can be the Internet or possibly anotherNetwork that supports data transfer to the device. According to one embodiment,the device over theCommunication network can be configured remotely.
    [0018] Nunmehrerfolgt die rein beispielhafte Beschreibung von Ausführungender Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen:Nowthere is a purely exemplary description of designsof the invention with reference to the accompanying drawings, in which:
    [0019] 1 ein schematisches Blockdiagrammeines endlichen Impulsantwort-Filters (FIR) für den Einsatz in einem Gerät gemäß einerAusführungder Erfindung zeigt; 1 Figure 3 shows a schematic block diagram of a finite impulse response filter (FIR) for use in a device according to an embodiment of the invention;
    [0020] 2 eine typische normalisierteImpulsantwort fürein FIR-Filter von 1 unterVerwendung berechneter Filterkoeffizienten zeigt; 2 a typical normalized impulse response for a FIR filter from 1 using calculated filter coefficients;
    [0021] 3 eine typische Frequenzantwortfür dasFIR-Filter von 1 und 2 unter Verwendung der Impulsantwortvon 2 zeigt; 3 a typical frequency response for the FIR filter from 1 and 2 using the impulse response of 2 shows;
    [0022] 4 ein Flussdiagramm zeigt,das ein Verfahren zur Berechnung der Koeffizienten des FIR von 1 veranschaulicht; 4 FIG. 14 is a flowchart showing a method of calculating the coefficients of the FIR of FIG 1 illustrated;
    [0023] 5 ein Flussdiagramm einesBetriebsverfahrens des FIR-Filters von 1 zeigt; 5 a flowchart of an operating method of the FIR filter of 1 shows;
    [0024] 6 ein schematisches Diagrammeines Gerätsgemäß einerAusführungder Erfindung ist; 6 Figure 3 is a schematic diagram of an apparatus according to an embodiment of the invention;
    [0025] 7 ein schematisches Diagrammeines Gerätsgemäß einerweiteren Ausführungder Erfindung ist und 7 FIG. 2 is a schematic diagram of an apparatus according to another embodiment of the invention; and
    [0026] 8 ein Diagramm ist, dasdas Fernupdaten und die Fernkonfiguration eines Geräts gemäß einer Ausführung derErfindung zeigt. 8th FIG. 12 is a diagram showing remote update and configuration of a device according to an embodiment of the invention.
    [0027] 1 zeigt ein typisches FIR-Filter.Das Filter umfasst n Verzögerungsblocks 100a , ..., 100n .Ein jeder Verzögerungsblockhat einen Eingangswert von xn und gibt dasselbeSignal aus, das er durch ihn empfängt, aber mit einer Verzögerung von Δt bei xn+1. Das Filter weist ferner j+1 Verstärkungsblocks 1100 , ...110j auf.Die Verstärkungeines jeden Verstärkungsblocks 1100 , ...110j wirdgeliefert durch einen Koeffizienten a0,...aj. Die Outputs aus den Verstärkungsblockswerden zusammenaddiert durch j Addierer 120a ,...120j. 1 shows a typical FIR filter. The filter comprises n delay blocks 100 a , ..., 100 n , Each delay block has an input value of x n and outputs the same signal that it receives through it, but with a delay of Δt at x n + 1 . The filter also has j + 1 gain blocks 110 0 , ... 110 y on. The reinforcement of each reinforcement block 110 0 , ... 110 y is supplied by a coefficient a 0 , ... a j . The outputs from the gain blocks are added together by j adders 120 a , ... 120 j.
    [0028] Ineiner Ausführungder Erfindung werden die Koeffizienten am,n (wobeim die Ordnung der Faltung und n eine ganze Zahl zwischen 0 und jsind) berechnet durch Verwendung folgender Formel:
    [0029] Indem Fall, dass m = 5, wird die Formel ausgeführt für m-5, m-4, m-3, m-2, m-1 undm, um das Ergebnis fürm = 5 zu erhalten. a0,N·m wird gleich 1 gesetzt,um den Summationsprozess zu induzieren. Die Formel stellt die Faltungeiner Apertur einer Breite N und einer Höhe N·m auf sich selbst m mal dar.Die Ergebnisse dieser Berechnung der Koeffizienten sind enthaltenin einer Verweistabelle nach Ableitung, um bei der Implementierungan dem Filter genutzt zu werden.In the case where m = 5, the formula is carried out for m-5, m-4, m-3, m-2, m-1 and m to get the result for m = 5. a 0, N · m is set equal to 1 to induce the summation process. The formula represents the folding of an aperture of a width N and a height N · m onto itself m times. The results of this calculation of the coefficients are contained in a reference table after derivation in order to be used in the implementation on the filter.
    [0030] Wennman das FIR-Filter von 1 betrachtet,kann man erkennen, dass die Wirkung des Filters darin besteht, einenMittelwertbildner einer beweglichen Summe zu bilden. Zu jeder Zeitsind j zeitverzögerteAbtastwerte xn innerhalb des Filters. Ineinem Schritt wird der neue jte Input x0 in dem Filter aufgenommen und mit dem Koeffizientena0 multipliziert. Dieser jte Inputx0 wird dann addiert auf den (j-1)ten Wert des Inputs x1,der um Δtverzögertwurde, multipliziert mit Koeffizient a1 usw.,bis der Input n = j/2 wurde. Dann wird der älteste Input xj,der noch im Filter aufbewahrt wurde, der um N·Δt verzögert wurde, mit Koeffizientaj multipliziert und zum Gesamtbetrag addiert,und die verbleibenden Ergebnisse werden für die Abgriffe ausgehend vonn = j abwärts bisn = j/2 + 1 berechnet. Die Summe von all dem wird anschließend alsAbtastwertoutput einer dezimierten Rate ausgegeben. Wenn ein Outputerzeugt wird und bei der dezimierenden Rate (d. h. jede Δt), werdendie Verstärkungsblöcke 1100 , ...110j undVerzögerungsblöcke 1000 , ... 100j ineiner kreisförmigenArt und Weise readressiert, derart, dass die Input-Werte und Koeffizientenjeweils um eine extra Δtverzögertwerden, wie nachfolgend ausführlicherbeschrieben.If you look at the FIR filter from 1 viewed, it can be seen that the effect of the filter is to form an average of a moving sum. At any time, j are delayed samples x n within the filter. In a step of the new j th input x is added to the filter 0 and multiplied by the coefficients a 0th This j th input x 0 is then added to the (j-1) th value of the input x 1 , which has been delayed by Δt, multiplied by the coefficient a 1 etc., until the input becomes n = j / 2. Then the oldest input x j that was still kept in the filter, which was delayed by N · Δt, is multiplied by coefficient a j and added to the total, and the remaining results are used for the taps from n = j down to n = j / 2 + 1 calculated. The sum of all of this is then output as a sample output of a decimated rate. When an output is generated and at the decimating rate (ie every Δt), the gain blocks 110 0 , ... 110 y and delay blocks 100 0 , ... 100 y Read addressed in a circular manner such that the input values and coefficients are each delayed by an extra Δt, as described in more detail below.
    [0031] Wievorstehend beschrieben, brauchen dezimierende FIR-Filter nur beider dezimierten Rate abzutasten, um bei der dezimierten Rate auszugeben.Deshalb müssenin dem Fall, wo m = 5 und N = 240 für einen jeden dezimierten Output1200 Befehle ausgeführtwerden, einer füreinen jeden der Verstärkungsblöcke oder Abgriffedes FIR-Filters. Deshalb gilt fürdiese Ausführungj = 1200. In einem jeden Befehlszyklus des Prozessors wird eineMultiplizier-Akkumulator-Operation ausgeführt. Deshalb beträgt für eine Abtastfrequenzvon 48 kHz die dezimierte Rate im vorstehenden Fall etwa 200 Hz,was der Prozessor bei 240.000 Befehlen pro Sekunde berechnet. Zusätzlich benutztdas FIR-Filter keine Rekursion. Deshalb wird ein jeder Abtastwert-Input nurendlich mal (N) benutzt, so dass erhebliche Abbrechfehler nichtauftreten und die zugehörigeVerstärkungsinstabilität beseitigtist.HowDescribed above, decimating FIR filters only needsample the decimated rate to output at the decimated rate.Therefore have toin the case where m = 5 and N = 240 for each decimated output1200 commands executedbecome one foreach of the reinforcement blocks or tapsof the FIR filter. Therefore applies tothis executionj = 1200. In each instruction cycle of the processor, oneMultiplier-accumulator operation performed. Therefore for a sampling frequencyof 48 kHz the decimated rate in the above case about 200 Hz,what the processor calculates at 240,000 instructions per second. Additionally usedthe FIR filter has no recursion. Therefore, each sample input onlyfinally used (N), so that significant abort errors are notoccur and the associatedGain instability eliminatedis.
    [0032] 2 zeigt die normalisierteImpulsantwort fürdas FIR-Filter mit den Koeffizienten, für deren Berechnung die vorstehendeFormel benutzt wurde. Die normalisierte Impulsantwort besteht inden Koeffizienten für allej, dividiert durch die Apertur N, erhöht auf die Potenz der Kaskadem. Die normalisierte Impulsantwort ist symmetrisch ungefähr n = jMax/2. Deshalb muss nur die Hälfte derAntwort in Nachschlage-Tabellen festgehalten werden, wodurch dieGröße des benötigten Speichershalbiert wird. Dennoch ist es wünschenswert,dass alle Koeffizienten gespeichert werden können. Bei dem hohen Dynamikbereichder Koeffizienten wie in 2 gezeigt,werden die Multiplizier-Akkumulator-Schritte in einer „nach innengerichteten" Artund Weise ausgehend von jeder hinteren Endkante hin zum Zentrumder normalisierten Impulsantwort durchgeführt. Dies verhindert, dassder zentrale Peak die Output-Antwort neutralisiert, und ermöglicht,dass die High-End-Koeffizienten einen adäquaten Beitrag zur Antwortleisten. 2 shows the normalized impulse response for the FIR filter with the coefficients, for the calculation of which the above formula was used. The normalized impulse response consists of the coefficients for all j divided by the aperture N, increased to the power of the cascade m. The normalized impulse response is symmetrical about n = j Max / 2. Therefore, only half of the answer needs to be recorded in lookup tables, which halves the amount of memory required. Nevertheless, it is desirable that all coefficients can be saved. With the high dynamic range of the coefficients as in 2 As shown, the multiplier-accumulator steps are performed in an "inward" manner from each trailing edge toward the center of the normalized impulse response. This prevents the central peak from neutralizing the output response and allows the high-end Koeffizi make an adequate contribution to the answer.
    [0033] 3 zeigt die Frequenzantwortfür dasFIR-Filter von 1 mitder normalisierten Impulsantwort von 2,berechnet mit der vorgenannten Formel. Die Frequenzantwort ist dieselbewie die theoretische Frequenzantwort aus einer Kaskade von 5 beweglichenMittelwertbildnern, festgelegt durch die rekursive Gleichung yn = yn-1 + xn – xn- N für eine jedevon 5 Kaskadenstufen, d. h. ein SINC5-Filter. Die Frequenzantwortin 3 wird berechnetunter Verwendung folgender Formel:
    [0034] DieFaltung in der Zeitdomäneist äquivalentzu einer Multiplikation in der Frequenzdomäne, was die erforderliche Frequenzantworterbringt, wobei dem FIR-Filter ermöglicht wird, bevorzugt beider dezimierten Rate anstelle der Abtastfrequenz zu arbeiten.TheConvolution in the time domainis equivalentto a multiplication in the frequency domain what is the required frequency responseprovides, whereby the FIR filter is made possible, preferably atthe decimated rate instead of the sampling frequency.
    [0035] 4 zeigt ein Flussdiagrammfür dieBerechnung der Koeffizienten der Abgriffe im FIR-Filter. Der Algorithmusist vorzugsweise in den Prozessor nicht hartcodiert, aber gespeichert,um bei der Initialisierung oder zu anderen Zeitpunkten durch denProzessor ausgeführtzu werden, und die Koeffizienten werden im Speicher nach der Berechnunggespeichert. Im vorliegenden Fall beträgt die Größe der Apertur, die dem dezimierenden Verhältnis entspricht,240. Die Ordnung des Filters beträgt 5. Man sollte sich dessenbewusst sein, dass verschiedene dezimierende Verhältnisseund Ordnungen des Fil ters genutzt werden können, um verschiedene Ergebnissezu erhalten. Die Formel von Gleichung [1] wird ausgeführt für m-5, wasdas einzige nicht-Null-Ergebnis von 1 für n = j = 1200 ergibt. DiesesErgebnis wird nun in dieselbe Formel eingespeist für m-4 beiS400, wobei die Ergebnisse im Speicher bei S402 gespeichert wurden,und dieser Prozess wird wiederholt für m-3 bei S404, S406, m-2 beiS408, S410, m-1 S412, S414 und m bei S416. Die Endergebnisse für m werdenim Speicher bei S418 zur Verwendung bei Laufzeit in der Filterantwortgespeichert. 4 shows a flow diagram for the calculation of the coefficients of the taps in the FIR filter. The algorithm is preferably not hard-coded into the processor, but is stored to be executed by the processor at initialization or at other times, and the coefficients are stored in memory after calculation. In the present case, the size of the aperture, which corresponds to the decimating ratio, is 240. The order of the filter is 5. One should be aware that different decimating ratios and orders of the filter can be used to obtain different results. The formula of equation [1] is carried out for m-5, which gives the only non-zero result of 1 for n = j = 1200. This result is now fed into the same formula for m-4 at S400 with the results stored in memory at S402 and this process is repeated for m-3 at S404, S406, m-2 at S408, S410, m-1 S412, S414 and m at S416. The final results for m are stored in memory at S418 for use at runtime in the filter response.
    [0036] 5 zeigt ein Flussdiagrammeines Betriebsverfahrens des FIR-Filters von 1. Im ersten Schritt S500 wird der ersteAbgriff-Koeffizient a0 aus dem Speicherentnommen und multipliziert mit dem Input x0 in denFIR-Filter. Bei S502 wird dann der zweite Abgriff-Koeffizient a1 entnommen und mit dem vorherigen Input x1 multipliziert, d. h. der von der erstenVerzögerungseinheit 100a ausgegebene Input-Wert und das multiplizierteErgebnis wird dann zu dem Ergebnis aus dem vorherigen Schritt beiS504 addiert. Bei S506, S502 und S504, d, h. der Multiplizier-Akkumulator,werden wiederholt füreinen jeden Abgriff bis zum mittleren Abgriff (wo n = j/2). BeiS514 werden die restlichen der Abgriffe multiplizier-akkumuliert,ausgehend von n = j abwärtszu n = j/2 + 1, in Reihenfolge durch Wiederholen der Schritte S508,S510 und S512. Bei S516 wird der dezimierte Abtastwert aus dem Filterausgegeben. Um einen Output zu erhalten, sind j Befehlszyklen desProzessors nötig.Wenn ein Output bei S516 erhalten wurde, werden alle Verzögerungenweiterverfolgt durch das Filter durch eine Verzögerungseinheit 100 beiS518. Dies kann implementiert werden, indem man einen kreisförmigen Bestandvon verzögertenInput-Werten in den Verzögerungseinheitenanordnet, wo die Adresse einer jeden Einheit um minus Eins geändert wird(100n+1, 110n+1–100n, 110n) bei jedemjten Befehlszyklus (d. h. bei jedem Output),wobei der ältesteInput-Wert durch den neuesten Wert ersetzt wird und die vorstehendenSchritte S500–S516wiederholt werden mit der neuen Adressierung der Verzögerungseinheitenund Abgriffe bei S518. 5 FIG. 11 shows a flowchart of an operating method of the FIR filter of FIG 1 , In the first step S500, the first tap coefficient a 0 is taken from the memory and multiplied by the input x 0 in the FIR filter. At S502, the second tap coefficient a 1 is then extracted and multiplied by the previous input x 1 , that is to say that from the first delay unit 100 a The input value output and the multiplied result are then added to the result from the previous step at S504. With S506, S502 and S504, i.e. the multiplier accumulator are repeated for each tap up to the middle tap (where n = j / 2). At S514, the rest of the taps are multiplied-accumulated, starting from n = j down to n = j / 2 + 1, in order by repeating steps S508, S510 and S512. At S516, the decimated sample is output from the filter. To get an output, j instruction cycles of the processor are necessary. When an output is received at S516, all delays are followed up by the filter through a delay unit 100 at S518. This can be implemented by arranging a circular inventory of delayed input values in the delay units where the address of each unit is changed by minus one (100 n + 1 , 110 n + 1 - 100 n , 110 n ) for each j th instruction cycle (ie for each output), the oldest input value being replaced by the newest value and the above steps S500-S516 repeated with the new addressing of the delay units and taps at S518.
    [0037] 6 zeigt ein Gerät gemäß einerAusführungder Erfindung. Das Gerätweist eine Detektionsstufe 600, ein Filtersystem 610 undeine Endstufe 620 auf. Die Detektionsstufe 600 weisteinen Detektor 602 auf, der elektromagnetische Strahlungermittelt, die durch das zu suchende Objekt ausgesendet wird. DerDetektor 602 gibt ein Detektionssignal aus. Eine optionaleVorverarbeitungsstufe 604 kann zwischen dem Detektor 602 undeinem Eingang 612 zum Filtersystem 610 vorgesehensein. Die optionale Vorverarbeitungsstufe 604 kann selbstdas Detektionssignal aus dem Detektor filtern, oder gegebenenfallsein Verstärkeroder ein anderes Gerät.Die optionale Vorverarbeitungsstufe 614 erlaubt das Koppelnzwischen dem Detektor 602 und dem Filtersystem 610. 6 shows a device according to an embodiment of the invention. The device has a detection level 600 , a filter system 610 and a power amp 620 on. The detection level 600 has a detector 602 which determines electromagnetic radiation emitted by the object to be searched. The detector 602 outputs a detection signal. An optional preprocessing level 604 can be between the detector 602 and an entrance 612 to the filter system 610 be provided. The optional preprocessing level 604 can filter the detection signal itself from the detector, or possibly an amplifier or another device. The optional preprocessing level 614 allows coupling between the detector 602 and the filter system 610 ,
    [0038] DasDetektionssignal wird in den Eingang 612 des Filtersystems 610 eingegeben.Das Filter funktioniert wie vorstehend beschrieben. In einer Ausführung derErfindung weist das Filtersystem 610 ferner zumindest einfrequenzselektives Filter auf, das in einer Ausführung ein oder mehrere FIR-Tiefpassfilter istbzw. sind. Der Output aus dem dezimierenden Filter wird, nachdemer durch das bzw. die frequenzselektive(n) Filter durchgelassenwurde, in Phase und in Quadraturphase kombiniert, um eine komplexeDarstellung des gefilterten Detektionsoriginals zu erzeugen. DasFiltersystem 610 gibt dann ein dezimiertes Signal aus seinemAusgang 614 an die Endstufe 620 aus. Die Endstufe 620 musskein Endausgang sein, kann jedoch ein Signal liefern, das geeignetist zum Ausgeben an einen Benutzer über ein weiteres Gerät, das andas Gerätder Ausführungangeschlossen ist. Die Endstufe 620 kann also weitere Filterungs-und signalverarbeitende Schritte einschließen.The detection signal is in the input 612 of the filter system 610 entered. The filter functio as described above. In one embodiment of the invention, the filter system 610 furthermore at least one frequency-selective filter, which in one embodiment is or are one or more FIR low-pass filters. The output from the decimating filter, after passing through the frequency selective filter (s), is combined in phase and in quadrature phase to produce a complex representation of the filtered detection original. The filter system 610 then gives a decimated signal from its output 614 to the final stage 620 out. The final stage 620 does not have to be a final output, but can provide a signal that is suitable for output to a user via an additional device that is connected to the device of the execution. The final stage 620 can therefore include further filtering and signal processing steps.
    [0039] 7 zeigt eine alternativeAusführungeines erfindungsgemäßen Geräts zu derjenigen,die in 6 gezeigt ist.Die Detektions- und Endstufen 700, 720 sind dieselbenwie in der Ausführung,die in 6 gezeigt ist.Das FIR-Filter ist jedoch ausgeführtin einem Prozessor 710 und zugeordnetem Speicher 712.Der Prozessor hat zwei Eingänge 714, 716.Der erste 714 von ihnen empfängt das Detektionssignal vonder Detektionsstufe. Der zweite 716 empfängt die Koeffizienten für das FIR-Filteraus dem Speicher. Der zweite Eingang 716 ist ebenfallsein Ausgang, um zu ermöglichen,dass Daten aus dem Prozessor 710 im Speicher 712 gespeichertwerden können.In einer Ausführungder Erfindung wirkt der Prozessor auch zumindest als ein frequenzselektivesFilter, das in einer Ausführungein oder mehrere FIR-Tiefpassfilter ist bzw. sind. 7 shows an alternative embodiment of a device according to the invention to that shown in 6 is shown. The detection and output stages 700 . 720 are the same as in the version shown in 6 is shown. However, the FIR filter is implemented in a processor 710 and allocated memory 712 , The processor has two inputs 714 . 716 , The first 714 from them receives the detection signal from the detection stage. The second 716 receives the coefficients for the FIR filter from memory. The second entrance 716 is also an output to allow data from the processor 710 In the storage room 712 can be saved. In one embodiment of the invention, the processor also acts at least as a frequency-selective filter, which in one embodiment is or are one or more FIR low-pass filters.
    [0040] DerOutput aus dem Dezimierungsfilter wird, nachdem er durch das bzw.die frequenzselektive(n) Filter durchgelassen wurde, in Phase undin Quadraturphase kombiniert, um eine komplexe Darstellung des gefiltertenDetektionsorginals zu erzeugen. Der Ausgang des Prozessors 718 gibtein dezimiertes Signal an den Ausgang 720 aus.After passing through the frequency selective filter (s), the output from the decimation filter is combined in phase and in quadrature phase to produce a complex representation of the filtered detection organs. The output of the processor 718 gives a decimated signal to the output 720 out.
    [0041] 8 zeigt ein Gerät gemäß einerAusführungder Erfindung, das an ein Kommunikationsnetz angeschlossen ist,welches in dieser Ausführungdas Internet ist, obwohl jegliches Datenübertragungsnetz genutzt werdenkönnte, über welcheses upgedated oder konfiguriert werden kann. Da der Algorithmus desGerätsvorzugsweise gespeichert ist und entweder bei der Initialisierungin Antwort auf einen Befehl oder bei einer bestimmten Anzahl vonBefehlszyklen des Prozessors ausgeführt wird, anstelle, dass erim Prozessor hartcodiert wäre,kann er aus der Ferne modifiziert werden. Eine derartige Fernmodifikationkann einfach erreicht werden durch den Upload neuer Datenbefehlsvorräte, dieden Algorithmus repräsentieren,oder sonstiger Parameterdaten, wie das Dezimierungsverhältnis, dieAb tastfrequenz, die Ordnung des Filters, die Lokalisierungsbandbreiteoder die Frequenzen, in denen das Filter zu betreiben ist. Insbesonderedas Dezimierungsverhältnis wirktals eine hyperfeine Kontrolle überdie Lokalisierungsbandbreite. Diese Programmfunktion serienmäßig mitder Lokalisierungsbandbreitesteuerung (die in dieser Ausführung alsAuswahl von 3 diskreten Filtern in der Vorverarbeitungsstufe implementiertist), bewirkt eine kontinuierliche Bandbreitesteuerung von 10 mHzbis 35 Hz. Das Updaten kann aus der Ferne erfolgen, an einer individuellenGerätebasisdurch Anschließendes Gerätsan das Kommunikationsnetz (das in der vorliegenden Ausführung dasInternet ist) und durch Herstellen einer Datenverbindung mit einerDatenbank, die die erforderliche Information enthält. DasGerät kanndann fernkonfiguriert werden durch einen Operator auf Seiten derDatenbank des Internets, und der Benutzer des Geräts brauchtkeinerlei Input in den Updateprozess. 8th shows a device according to an embodiment of the invention, which is connected to a communication network, which in this embodiment is the Internet, although any data transmission network could be used via which it can be updated or configured. Because the device's algorithm is preferably stored and executed either at initialization in response to a command or at a certain number of command cycles by the processor, rather than being hard-coded in the processor, it can be modified remotely. Such remote modification can be easily achieved by uploading new data command stores that represent the algorithm or other parameter data such as the decimation ratio, the sampling frequency, the order of the filter, the localization bandwidth or the frequencies in which the filter is to be operated. The decimation ratio in particular acts as a hyperfine control over the localization bandwidth. This program function as standard with the localization bandwidth control (which in this version is implemented as a selection of 3 discrete filters in the preprocessing stage) effects a continuous bandwidth control from 10 mHz to 35 Hz. Updating can be done remotely, on an individual device base by connecting the Device to the communication network (which is the Internet in the present embodiment) and by establishing a data connection to a database containing the required information. The device can then be configured remotely by an operator on the Internet database side, and the user of the device does not need any input in the update process.
    [0042] Dievorliegende Erfindung kann in Hardware, Software, Firmware und/oderKombinationen davon implementiert werden, einschließlich ohneEinschränkungGate-Arrays, programmierbare Arrays („PGAs"), Field PGAs („FPGAs"), anwendungsspezifische integrierteSchaltungen („ASICs"), Prozessoren, Mikroprozessoren, Mikrokontrollerund/oder sonstige integrierte Schaltungen, Prozesse und/oder digitaleSignalprozessoren und diskrete Hardwarelogik. Die vorliegende Erfindungkann implementiert werden mit digitaler Elektronik, mit analogerElektronik und/oder Kombinationen digitaler und analoger Elektronik.Thepresent invention can be in hardware, software, firmware and / orCombinations of these can be implemented, including withoutrestrictionGate arrays, programmable arrays ("PGAs"), field PGAs ("FPGAs"), application-specific integratedCircuits ("ASICs"), processors, microprocessors, microcontrollersand / or other integrated circuits, processes and / or digitalSignal processors and discrete hardware logic. The present inventioncan be implemented with digital electronics, with analogElectronics and / or combinations of digital and analog electronics.
    [0043] Dievorliegende Erfindung wurde vorstehend rein beispielhaft beschrieben,und es könnenModifizierungen im Geiste der Erfindung vorgenommen werden. DieErfindung wurde beschrieben unter Zuhilfenahme funktionaler Baueinheitenund Verfahrensschritte, die die Leistung ihrer spezifizierten Funktionenund Beziehungen veranschaulichen. Die Grenzen dieser funktionalenBaueinheiten und Verfahrensschritte wurden hier willkürlich ausGründender Zweckmäßigkeitder Beschreibung festgelegt. Alternative Grenzen können festgelegtwerden, sofern die spezifizierte Funktionen und Beziehungen zweckmäßig ausgeführt werden.Derartige alternative Grenzen sind somit innerhalb des Umfangs undGeistes der beanspruchten Erfindung. Ein Fachmann wird erkennen,dass diese funktionalen Baueinheiten implementiert werden können durchdiskrete Komponenten, anwendungsspezifische integrierte Schaltkreise,zweckdienliche Software abarbeitende Prozessoren oder jegliche Kombinationdavon.Thethe present invention has been described above purely by way of example,and it canModifications are made in the spirit of the invention. TheInvention has been described with the help of functional unitsand procedural steps that affect the performance of their specified functionsand illustrate relationships. The limits of this functionalModules and procedural steps were arbitrarily chosen hereestablishthe expediencythe description. Alternative limits can be setprovided that the specified functions and relationships are carried out appropriately.Such alternative limits are thus within the scope andSpirit of the claimed invention. One skilled in the art will recognizethat these functional building blocks can be implemented bydiscrete components, application-specific integrated circuits,Appropriate software processing processors or any combinationfrom that.
    [0044] Fernerbesteht die Erfindung in jeglichen individuellen beschriebenen oderdarin impliziten Merkmalen oder in jeglichen in den Zeichnungengezeigten oder impliziten Merkmalen oder jeglicher Kombination jeglicher derartigerMerkmale oder jeglicher Verallgemeinerung jeglicher derartiger Merk maleoder Kombination, was sich auf deren Äquivalente ausdehnt. Folglichsollten die Breite und der Umfang der vorliegenden Erfindung nichtauf irgendeine der vorstehend beschriebenen exemplarischen Ausführungenbeschränktwerden. Ein jedes Merkmal, das in der Beschreibung, einschließlich denAnsprüchen,der Zusammenfassung und Zeichnungen offenbart ist, kann durch alternativeMerkmale ersetzt werden, die demselben, einem äquivalenten oder ähnlichenZweck dienen, auch wenn nicht ausdrücklich anderweitig erwähnt.Furtherthe invention consists in any individually described orfeatures implicit therein or any in the drawingsfeatures shown or implied, or any combination of any suchFeatures or any generalization of any such featuresor combination, which extends to their equivalents. consequentlyshould not be the breadth and scope of the present inventionto any of the exemplary implementations described abovelimitedbecome. Any feature that is included in the description, including theclaims,the abstract and drawings may be disclosed by alternativeFeatures are replaced, the same, an equivalent or similarServe the purpose, even if not expressly stated otherwise.
    [0045] JeglicheDiskussion des Standes der Technik in der Beschreibung ist keinEingeständnis,dass derartiger Stand der Technik allgemein bekannt ist oder Bestandteildes allgemeinen Fachwissens ist.AnyDiscussion of the prior art in the description is noneAdmission,that such prior art is generally known or part of itof general knowledge.
    [0046] Wennes der Kontext in der Beschreibung und den Ansprüchen nicht anderweitig klarerfordert, sind die Wörter „aufweisen", „umfassen" und Ähnlichesin einem pauschalen Sinne im Gegensatz zu einem ausschließlichenoder erschöpfendenSinn auszulegen, d. h. im Sinne von „einschließlich, aber nicht darauf beschränkt".Ifthe context in the description and claims is not otherwise clearrequires, the words "comprise", "comprise" and the likein a general sense as opposed to an exclusive oneor exhaustingTo interpret meaning, d. H. in the sense of "including but not limited to".
    权利要求:
    Claims (25)
    [1]
    Kabelsuchgerät,aufweisend: eine Detektionsstufe, um ein Detektionssignal zuerzeugen; einen Speicher, um Koeffizienten zu speichern; einenProzessor, um als Filtersystem zu wirken, wobei der Prozessor einenersten und zweiten Eingang und einen Ausgang aufweist, wobei dieEingängean die Detektionsstufe bzw. den Speicher gekoppelt sind, um das Detektionssignalzu filtern und ein dezimiertes gefiltertes Signal mit einem Dezimierungsverhältnis Nin Phase und Quadraturphase auszugeben; und eine Endstufe,die an den Ausgang des Prozessors gekoppelt ist, um ein Anzeigesignalauszugeben, das auf dem dezimierten gefilterten Signal basiert, wobeider Prozessor angeordnet ist, um als nichtrekursives Filter (FIR-Filter)und zumindest als ein frequenzselektives Filter zu wirken, wobeidas FIR-Filter eine Frequenzantwort aufweist, die derjenigen einerKaskade von m SINC-Filtern entspricht, wobei m eine ganze Zahl größer als1 ist und das FIR-Filter N.m Abgriffe aufweist, wobei die Koeffizientenfolgendermaßenberechnet wurden:
    [2]
    Kabelsuchgerätnach Anspruch 1, wobei der Prozessor ein 32 Bit-Gleitkommaprozessorist.Cable Avoidance ToolThe claim 1, wherein the processor is a 32 bit floating point processoris.
    [3]
    Verfahren zum Dezimieren eines in einem Kabelsuchgerät erfasstenSignals, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Empfangeneines Eingangssignals; Durchlassen des Eingangssignals durcheinen Prozessor, der als nichtrekursives Filter (FIR) und zumindest alsein frequenzselektives Filter wirkt, wobei das FIR-Filter eine Frequenzantwortaufweist, die einer Kaskade von m SINC-Filtern entspricht, wobeim eine ganze Zahl größer als1 ist und das FIR-Filter N·mAbgriffe aufweist, wobei das FIR-Filter das Eingangssignal dezimiertund ein dezimiertes Signal in Phase und Quadraturphase ausgibt,ferner umfassend das Berechnen der Koeffizienten des FIR-Filtersunter Verwendung der Gleichung:
    [4]
    Kabelsuchgerät,aufweisend: eine Detektionsstufe, um ein Detektionssignal zuerzeugen; ein Filtersystem, das ein Dezimierungsfilter aufweist,wobei das Filtersystem einen Eingang und einen Ausgang aufweist,wobei der Eingang an die Detektionsstufe gekoppelt ist, wobei dasFiltersystem angeordnet ist, um das Detektionssignal zu filternund ein dezimiertes gefiltertes Signal mit einem Dezimierungsverhältnis N auszugeben,und eine Endstufe, die an den Ausgang des Filtersystems gekoppeltist, um ein Anzeigesignal auszugeben, das auf dem dezimierten gefiltertenSignal basiert, wobei das Dezimierungsfilter ein nichtrekursivesFilter (FIR) ist, das eine Frequenzantwort aufweist, die derjenigen einerKaskade von m SINC-Filtern entspricht, wobei m eine ganze Zahl größer als1 ist.A cable locator, comprising: a detection stage to generate a detection signal; a filter system having a decimation filter, the filter system having an input and an output, the input being coupled to the detection stage, the filter system being arranged to filter the detection signal and output a decimated filtered signal with a decimation ratio N, and an output stage coupled to the output of the filter system to output a display signal based on the decimated filtered signal, the decimation filter being a non-recursive filter (FIR) having a frequency response that is that of a cascade of m SINC filters corresponds, where m is an integer greater than 1.
    [5]
    Kabelsuchgerätnach Anspruch 4, wobei das Filtersystem zumindest ein frequenzselektivesFilter aufweist und das Filtersystem angeordnet ist, um das gefilterteSignal in Phase und Quadraturphase zu kombinieren, um eine komplexeDarstellung des Detektionssignals als dezimiertes Filtersignal zuerzeugen.Cable Avoidance Toolaccording to claim 4, wherein the filter system at least one frequency selectiveHas filter and the filter system is arranged to the filteredCombine signal in phase and quadrature to create a complexRepresentation of the detection signal as a decimated filter signalproduce.
    [6]
    Kabelsuchgerätnach Anspruch 4, wobei die Koeffizienten des Dezimierungsfiltersberechnet werden durch Faltung einer rechteckigen Apertur mit einerBreite N und HöheN × mauf sich selbst m mal.Cable Avoidance Toolaccording to claim 4, wherein the coefficients of the decimation filterare calculated by folding a rectangular aperture with aWidth N and heightN × mon yourself m times.
    [7]
    Kabelsuchgerätnach Anspruch 6, wobei das Dezimierungsfilter N·m Abgriffe aufweist, wobeidie Koeffizienten folgendermaßenberechnet wurden:
    [8]
    Kabelsuchgerätnach Anspruch 4, wobei die normalisierte Frequenzantwort derAntwort folgt, die vorgegeben ist durch:
    [9]
    Kabelsuchgerätnach Anspruch 4, wobei m = 5 ist.Cable Avoidance Toolaccording to claim 4, wherein m = 5.
    [10]
    Kabelsuchgerätnach Anspruch 4, wobei das Filtersystem in einem 32 Bit-Gleitkommaprozessorimplementiert ist.Cable Avoidance Toolaccording to claim 4, wherein the filter system in a 32 bit floating point processoris implemented.
    [11]
    Kabelsuchgerät,aufweisend: eine Detektionsstufe, um ein Detektionssignal zuerzeugen; einen Speicher, um Koeffizienten zu speichern; einenProzessor, der einen ersten und zweiten Eingang und einen Ausgangaufweist, wobei die Eingängean die Detektionsstufe bzw. den Speicher gekoppelt sind, um dasDetektionssignal zu verarbeiten und ein dezimiertes gefiltertesSignal mit einem Dezimierungsverhältnis N auszugeben, wobei derProzessor angeordnet ist, um als nichtrekursives Filter (FIR-Filter)zu wirken, das Koeffizienten benutzt, die in dem Speicher gespeichertsind, und das eine Frequenzantwort aufweist, die derjenigen einerKaskade von m SINC-Filtern entspricht, wobei m eine ganze Zahl größer als1 ist, und eine Endstufe, die an den Ausgang des Prozessorsgekoppelt ist, um ein Anzeigesignal auszugeben, das auf dem dezimiertengefilterten Signal basiert.Cable Avoidance Tool,comprising:a detection stage to receive a detection signalproduce;a memory to store coefficients;oneProcessor that has a first and second input and an outputhas, the inputsare coupled to the detection stage or the memory in order toProcess detection signal and a decimated filteredOutput signal with a decimation ratio N, where theProcessor is arranged to act as a non-recursive filter (FIR filter)to act using coefficients stored in the memoryand that has a frequency response that that of oneCascade of m SINC filters corresponds, where m is an integer greater thanIs 1, anda power amplifier connected to the output of the processoris coupled to output a display signal based on the decimatedfiltered signal based.
    [12]
    Kabelsuchgerätnach Anspruch 11, wobei der Prozessor ferner angeordnet ist,um zumindest als ein frequenzselektives Filter zu wirken und das gefilterteSignal in Phase und Quadraturphase zu kombinieren, um eine komplexeDarstellung des gefilterten Detektionssignals als das dezimiertegefilterte Signal zu erzeugen.Cable Avoidance Toolaccording to claim 11,the processor being further arrangedto at least act as a frequency selective filter and the filtered oneCombine signal in phase and quadrature to create a complexRepresentation of the filtered detection signal as the decimatedto generate filtered signal.
    [13]
    Kabelsuchgerätnach Anspruch 11, wobei der Prozessor angepasst ist, um dieKoeffizienten vor dem Filtern zu berechnen unter Benutzung der Gleichung:
    [14]
    Verfahren zum Dezimieren eines in einem Kabelsuchgerät erfasstenSignals, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen eines Eingangssignals; Durchlassendes Eingangssignals durch ein nichtrekursives Filter (FIR-Filter),wobei das FIR-Filter eine Frequenzantwort aufweist, die einer Kaskadevon m SINC-Filtern entspricht, wobei m eine ganze Zahl größer als 1ist, wobei das FIR-Filter das Eingangssignal dezimiert und ein dezimiertesSignal ausgibt, und Ausgeben eines Anzeigesignals, das aufdem dezimierten Signal basiert, wobei das Anzeigesignal Hinweisauf die Detektion eines Kabels ist.A method of decimating a signal sensed in a cable detector, the method comprising: receiving an input signal; Passing the input signal through a non-recursive filter (FIR filter), the FIR filter having a frequency response that corresponds to a cascade of m SINC filters, where m is an integer greater than 1, the FIR filter decimating the input signal and outputs a decimated signal and outputting a display signal based on the decimated signal, the display signal being indicative of the detection of a cable.
    [15]
    Verfahren nach Anspruch 14, ferner umfassend: Durchlassendes dezimierten Filtersignals durch zumindest ein frequenzselektivesFilter und dann Kombinieren von Komponenten in Phase und Quadraturphase,um eine komplexe gefilterte Darstellung des Detektionssignals alsdas dezimierte Signal zu erzeugen, bevor das Anzeigesignal ausgegebenwird.The method of claim 14further comprising:let throughof the decimated filter signal by at least one frequency selectiveFilter and then combining components in phase and quadrature phase,a complex filtered representation of the detection signal asgenerate the decimated signal before the display signal is outputbecomes.
    [16]
    Verfahren nach Anspruch 14, ferner aufweisend: Berechnender Koeffizienten des FIR-Filters unter Verwendung der Gleichung:
    [17]
    Verfahren zur Dezimierung eines Kabeldetektionssignalsin einem Kabelsuchgerät,wobei das Verfahren umfasst: Empfangen eines Eingangssignals; Verarbeitendes Eingangssignals durch einen Prozessor, der als nichtrekursivesFilter (FIR-Filter) wirkt, das eine Frequenzantwort aufweist, dieeiner Kaskade von m SINC-Filtern entspricht, wobei m eine ganzeZahl größer als1 ist, wobei das FIR-Filter das Eingangssignal dezimiert und eindezimiertes Signal ausgibt, und Ausgeben eines Anzeigesignals,das auf dem dezimierten Signal basiert, wobei das AnzeigesignalHinweis auf die Detektion eines Kabels ist.Method for decimation of a cable detection signalin a cable detector,the method comprising:Receiving an input signal;To processof the input signal by a processor that is called non-recursiveFilter (FIR filter) that has a frequency response thatcorresponds to a cascade of m SINC filters, where m is a wholeNumber greater than1, with the FIR filter decimating the input signal and onoutputs a decimated signal, andOutput of a display signal,which is based on the decimated signal, the display signalIndicates the detection of a cable.
    [18]
    Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Prozessoraußerdemzumindest als ein frequenzselektives Filter wirkt und dann die Komponentenin Phase und Quadraturphase kombiniert, um eine komplexe gefilterte Darstellungdes Detektionssignals als das dezimierte Signal zu erzeugen.The method of claim 17, wherein the processorMoreoveracts at least as a frequency selective filter and then the componentscombined in phase and quadrature to create a complex filtered representationof the detection signal as the decimated signal.
    [19]
    Verfahren nach Anspruch 17, ferner umfassenddie Berechnung der Koeffizienten des FIR-Filters unter Benutzungfolgender Gleichung:
    [20]
    Verfahren zum Updaten des Filters des Kabelsuchgeräts gemäß Anspruch1, umfassend: Anschließendes Kabelsuchgerätsan ein Datenübertragungsnetz; Empfangenvon fürBefehle zum Berechnen der Koeffizienten des FIR-Filters repräsentativenDaten überdas Datenübertragungsnetzan das Gerät; Speichernder Daten im Gerät,um die Koeffizienten innerhalb des Geräts zu berechnen.Method for updating the filter of the cable locator according to claim1, comprising:Connectof the cable finderto a data transmission network;Receivefrom forInstructions to calculate the coefficients of the FIR filter representativeData aboutthe data transmission networkto the device;to savethe data in the device,to calculate the coefficients within the device.
    [21]
    Verfahren zum Updaten des Kabelsuchgeräts nachAnspruch 11, umfassend: Anschließen des Kabelsuchgeräts an einDatenübertragungsnetz; Empfängen vonfür Befehlezur Berechnung der Koeffizienten des Filters repräsentativenDaten überdas Datenübertragungsnetzund Speichern der Daten im Gerät, um die Koeffizienten desFilters durch den Prozessor zu berechnen.Procedure for updating the cable tracerClaim 11 comprising:Connect the cable finder to aData transmission network;Receiving fromfor commandsto calculate the coefficients of the filter representativeData aboutthe data transmission networkandSave the data in the device to the coefficients of theFilters calculated by the processor.
    [22]
    Kabelsuchgerät,aufweisend: einen Programmspeicher, der Befehle speichert,um einen Prozessor zu steuern, und einen Prozessor zum Lesenund Implementieren der in dem Programmspeicher gespeicherten Befehle; wobeidie Programmbefehle, die im Programmspeicher gespeichert sind, Befehleaufweisen, um den Prozessor zu steuern, um ein Eingangssignal zuverarbeiten durch den Prozessor als einem nichtrekursives Filter (FIR-Filter),das eine Frequenzantwort aufweist, die einer Kaskade von m SINC-Filternentspricht, wobei m eine ganze Zahl größer als 1 ist, wobei das FIR-Filterdas Eingangssignal dezimiert und ein dezimiertes Signal ausgibt.A cable locator comprising: a program memory that stores instructions to control a processor and a processor to read and implement the instructions stored in the program memory; the program instructions stored in the program memory having instructions to the process sor to process an input signal by the processor as a non-recursive filter (FIR filter) that has a frequency response that corresponds to a cascade of m SINC filters, where m is an integer greater than 1, the FIR -Filter decimates the input signal and outputs a decimated signal.
    [23]
    Ein Trägermedium,das einen prozessorlesbaren Code trägt zur Steuerung eines Prozessors,um ein Eingangssignal durch den Prozessor als nichtrekursives Filter(FIR-Filter) zu verarbeiten, das eine Frequenzantwort hat, die einerKaskade von m SINC-Filtern entspricht, wo m eine ganze Zahl größer als1 ist, wobei das FIR-Filter das Eingangssignal dezimiert und eindezimiertes Signal ausgibt.A carrier mediumthat carries a processor-readable code to control a processor,an input signal through the processor as a non-recursive filter(FIR filter) that has a frequency response that oneCascade of m SINC filters corresponds to where m is an integer greater than1, with the FIR filter decimating the input signal and onoutputs decimated signal.
    [24]
    Kabelsuchgerätnach Anspruch 4, wobei das Gerätangepasst ist, um Kabel zu lokalisieren.Cable Avoidance Toolaccording to claim 4, wherein the deviceis adapted to locate cables.
    [25]
    Kabelsuchgerät,aufweisend: Detektionsmittel zur Detektion eines Kabels undzum Erzeugen eines Detektionssignals; nichtrekursive Filtermittelzum Empfangen des Detektionssignals und Ausgeben eines dezimiertenSignals, das auf dem Detektionssignal basiert, und Mittel zumAusgeben eines Signals aus den nichtrekursiven Filtermitteln, dasauf dem dezimierten Signal basiert, wobei das Filtermitteleine Frequenzantwort aufweist, die einer Kaskade einer Vielzahlvon SINC-Filtern entspricht.Cable Avoidance Tool,comprising:Detection means for the detection of a cable andfor generating a detection signal;non-recursive filter mediafor receiving the detection signal and outputting a decimated oneSignal based on the detection signal andMeans toOutputting a signal from the non-recursive filter means, thebased on the decimated signal, wherethe filter mediumhas a frequency response that is a cascade of a pluralityof SINC filters.
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    Sweldens1996|The lifting scheme: A custom-design construction of biorthogonal wavelets
    Zelniker et al.1993|Advanced digital signal processing: theory and applications
    Bui et al.1998|Translation-invariant denoising using multiwavelets
    Middleton et al.1986|Improved finite word length characteristics in digital control using delta operators
    Baran et al.2009|Linear programming algorithms for sparse filter design
    DE102004007637B4|2008-10-09|A method of generating an enhanced resolution image using a plurality of low resolution images
    Edwards1991|Discrete wavelet transforms: Theory and implementation
    Roddeck1997|Einführung in die Mechatronik
    Haddad et al.1991|A class of fast Gaussian binomial filters for speech and image processing
    Lu et al.2003|Optimal design of frequency-response-masking filters using semidefinite programming
    DE102005021252B4|2014-07-10|Method for determining the derivative of an input signal
    De Bouard et al.1999|White noise driven Korteweg–de Vries equation
    Selesnick2001|Smooth wavelet tight frames with zero moments
    Steiglitz1965|The equivalence of digital and analog signal processing
    DE112014000124T5|2015-05-07|Element removal design for microwave filters
    DE60026239T2|2006-11-16|Method and arrangement for spectral Doppler imaging with adaptive time domain wall filter
    Lynn1977|Online digital filters for biological signals: some fast designs for a small computer
    DE112007002266B4|2018-08-16|Harmonic rejection mixer
    EP1224739B1|2003-06-18|Sigma-delta-modulator
    EP1655998B1|2014-10-15|Verfahren zur Erzeugung von Stereosignalen für getrennte Quellen und entsprechendes Akustiksystem
    Kovacevic et al.1995|Nonseparable two-and three-dimensional wavelets
    DE202016107439U1|2017-01-16|Prefetching weights for use in a neural network processor
    Golden et al.1964|Design of wideband sampled-data filters
    Melrose1988|Weyl asymptotics for the phase in obstacle scattering
    DE602005002618T2|2008-07-24|Half Bin linear frequency discriminator
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    GB2400994A|2004-10-27|
    US6968296B2|2005-11-22|
    GB0407367D0|2004-05-05|
    GB2400994B|2006-07-05|
    US20040215426A1|2004-10-28|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2011-05-12| 8110| Request for examination paragraph 44|
    2011-05-12| R012| Request for examination validly filed|Effective date: 20110218 |
    2018-06-08| R002| Refusal decision in examination/registration proceedings|
    2018-07-14| R003| Refusal decision now final|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    [返回顶部]