Цифровой рекурсивный полосовой фильтр

 

Изобретение относится к радиотехнике и м.б. использовано в системах цифровой обработки информации. Повышается быстродействие. Устройство содержит блоки I и 2 задержки (ВЗ), сумматоры (с) 3-5 и умножители (у) 6-8.НЧ-сигнал через У6 и СЗ поступает на инвертирующий вход С 5. На неинвертирующий вход поступает тот же сигнал через БЗ 1 и 2. На выходе С 5 формируется сигнал, близкий к нулю. Для НЧ устройство обеспечивает ослабление сигнала. На ВЧ, близких к половине частоты дискретизации сигнала, два следующих др. за др. значения входного сигнала мало отличаются по величине и противоположны по знаку. На выходе С 5, а следовательно, и на выходе устройства , получается сигнал, близкий по величине к нулю. В сравнении с прототипом , используется три У вместо четырех, что повышает быстродействие, 2 ил. с € dJfOd Вь/год NP tC 4 О X)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Н 03 Н 17/04 ф 1

Ф е

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 38231 70/24-09 (22) 13.12.84 (46) !5.04.86. Бюл. Ф 14 (71) Воронежский политехнический институт (72) А.Г.Остапенко, А.Б.Сушков, M.Å.Êóðëoâ, А.П.Волоснов и К.С.Каталин (53) 621.372.544(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 944078, кл. Н 03 Н 17/04, 1982.

Авторское свидетельство СССР

N - 1169149, кл. H 03 H 17/04, 1983. (54) ЦИФРОВОЙ РЕКУРСИВНЫЙ ПОЛОСОВОЙ

ФИЛЬТР (57) Изобретение относится к радиотехнике и м.б. использовано в системах цифровой обработки информации.

Повьппается быстродействие. Устройст.Я0» 1224 О А во содержит блоки 1 и 2 задержки (БЗ), сумматоры (С) 3-5 и умножители (У) 6-8.НЧ-сигнал через У6 и СЗ поступает на инвертирующий вход С 5.

На неинвертирующий вход поступает тот же сигнал через БЗ 1 и 2. На выходе С 5 формируется сигнал, близкий к нулю. Для НЧ устройство обеспечивает ослабление сигнала ° На ВЧ, близких к половине частоты дискретизации сигнала, два следующих др. за др. значения входного сигнала мало отличаются по величине и противоположны по знаку. На выходе С 5, а следовательно, и на выходе устройства, получается сигнал, близкий по величине к нулю. В сравнении с прототипом, используется три У, вместо четырех, что повышает быстродействие.

2 ил.

1224980

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах цифровой обработки инфор+1г+Р +Р4

Н(Х )=T.„, — I. — 1. г мации.

Цель изобретения — повьпление быстродействия.

На фиг.l приведена структурная . электрическая схема цифрового рекурсинного полосового фильтра, на фиг.2 — его граф.

Цифровой рекурсивный полосовой фильтр содержит первый и второй блок

l и 2 задержки, первый, второй и третий сумматоры 3-5, первый, второй и третий умножителя 6-8.

Цифровой рекурсивный полосовой фильтр работает следующим образом.

На низких частотах, где два сле% дующих друг за другом с интервалом дискретизации значения входного сигнала мало отличаются друг от друга работу устройства можно пояснить следующим образом.

Низкочастотный сигнал, пройдя через первый умножитель б и первый сумматор 3, поступает на инвертирующий вход третьего сумматора 5, на неинвертирующий вход которого поступает практически без изменений тот же сигнал через первый блок 1 и второй блок 2 задержки. В результате суммирования на выходе третьего сумматора 5, формируется сигнал, близкий по величине к нулю. Таким образом, для низких частот цифровой рекурсивный полосовой фильтр будет обеспечивать ослабление сигнала.

На высоких частотах, близких к половине частоты дискретизации сигнала, два следующих друг за другом значения входного сигнала мало отличаются друг от друга по величине и противоположны по знаку, Пройдя через первый умножитель 6, первый сумматор 3, блоки 1 и 2 задержки дважды сменив знак, он поступает на

Ф инвертирующий вход третьего сумматора 5, на инвертирующий вход котороI o поступает практически такой же по величине сигнал. Таким образом, на выходе третьего сумматора 5, а следонательно, и на выходе цифроного рекурсивного полосового фильтра, получаетгя сигнал, близкий по величине к нулю.

Передаточная функция н ? плоско,сти для цифрового фильтра (фиг.2), исходя иэ этого графа, ранна где P

Р р 4

Ь1

Т где h, oL и (— коэффициенты умножения соответственно умножителей 6,7 и 8. lS Проведя необходимые подстанонки, имеем сд Т

1 — tp (3) ! + 3te--яТ.

Тогда квадрат модуля амплитудно-час30 тотной характеристики фильтра будет иметь вид

Резонанс будет наблюдаться на частоте, определяемой из условия

I— - p -(!+ pitp.(---- (л3 Т

2 откуда

2 1 — !".

4.11,= --- агс

Т - l +

1.,г на этой частоте Н(, ь )) (5) следовательно, коэффициент передачи на резонансной частоте

h . к

2 (6 ) Тогда для координат полосы про(S$ пускания,b(J =-(,!. — cJ,,по уровню 3 дБ

1 можно аписять

)<<1) ы,. = )к - с .,) ,.-г

Н(7, )=h . (2)

Р (14-м)К + Z

И

Для оценки частотных свойств фильтра полученное выражение следует трансформировать н частотную область посредством преобразования

)224

,г Qz7

tg(! ) Иtp(2).

2 2 5

С учетом тригонометрического тождества

1О можно определить, что (7) Щиг. Г

Составитель А.Осипович

Редактор И.Сегляник Техред Л.Олейник Корректор М.Демчик

Заказ .)963/57 Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1)3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Приравняв это выражение выражению (4) и решив полученное биквадрат,ное уравнение, получим значения

Из выражений (5),(6) и (7) следует, что есть возможность взаимно независимой перестройки фильтра по

20 полосе пропускания изменением значения коэффициента е, по резонансной частоте с помощью коэффициента /5 и коэффициента передачи на резонансной частоте варьированием коэффициента h. При этом по сравнению с известным устройством, используют три умножителя, вместо четырех, что повышает быстродействие. формула изобретения30

ЦиФровой рекурсивный полосовой фильтр,содержащийпоследовательно сое980 4 диненные первый умножптель и первый сумматор,последовательно соединенные второй умножитель,второй сумматори первый блок задержки, последовательно соединенные второй блок задержки и третий сумматор, а также третий умножитель, выход которого подключен к второму входу второго сумматора, причем первый вход первого сумматора и второй вход второго сумматора являются неинвертирующими, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения быстродействия, первый вход первого сумматора соединен с первым входом второго сумматора, выход которого подключен к второму входу третьего сумматора, выход первого блока задержки соединен с входом второго блока задержки и с входом третьего умножителя, выход которого подключен к второму входу первого сумматора, выход третьего блока задержки соединен с третьим входом первого сумматора, вход первого умножителя является входом а выход третьеГо сумматора — выходом цифрового рекурсивного полосового фильтра, причем второй вход первого сумматора и первые входы второго и третьего сумматоров являются неинвертирующими, а третьи входы первого и второго сумматора и второй вход третьего сумматора — инвертирующими. — 1