Цифровой прореживающий фильтр

 

Изобретение относится к радиотехнике и мо)тет использоваться в системах цифровой обработки информации . Цель изобретения - повышение точности и быстродействия. Входной . сигнал, частоту дискретизации которого требуется понизить в М раз, поступает на N элементов 1 задержки. Задержанные на п периодов частоты дискретизации входные сигналы поступают через соответствую1цие компрессоры частоты дискретизации (КЧД) 2 на блок 3 дискретного преобразования Фурье. В КЧД 2 оставляется каждый М-й отсчет, а М-1 отсчетов между ними отбрасываются . С блока 3 сигналы поступают на N перемножителей 4, на другие входы которых поступают частотные выборки. С перемножителей 4 сигналы поступают на сумматор 5, на выходе которого формируется выходной сигнал прореживающего фильтра. 1 ил. (/)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 Н 03 Н 17/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ВМ :)) (,, .

К ABTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (Z1) 3668304/24-09 (22) 25.11.83 (46) 15.04.86. Бюл. №- 14 (72) В.Ю. Ильиченко (53) 621.396.6(088.8) (56) ТИИЭР ¹ 3, т.69, 1981, с.23, рис. 1Зс.

Оппенгейм А.В. и Шафер P.Â. Цифровая обработка сигналов. M.: Связь, 1979, с. 416. (54) ЦИФРОВОИ ПРОРЕЖИВАК6(ИЙ ФИЛЬТР (57) Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в системах цифровой обработки информации. Цель изобретения — повышение точности и быстродействия. Входной сигнал, частоту дискретизации которого требуется понизить в M раз, поступает на N элементов 1 задержки.

Задержанные на п периодов частоты дискретизации входные сигналы поступа ют через соответствующие компрессоры частоты дискретизации (КЧД) 2 на блок 3 дискретного преобразования Фурье. В

КЧД 2 оставляется каждый M-й отсчет, а M-1 отсчетов между ними отбрасываются. С блока 3 сигналы поступают на N перемножителей 4, на другие входы которых поступают частотные выборки. С перемножителей 4 сигналы поступают на сумматор 5, на выходе которого формируется выходной сигнал прореживающего фильтра. 1 ил.

)22498) где 0 M 2 ii— нормализованная частота;

10 значения нормализованной частоты, в которых вычисляются частотные выборки, задаются выражением (3).

15 Иэ импульсной характеристики фильтра частотные выборки определяются следующим образом. н-<

H(k)= h(n)e, k=0, N-1, (5}

20 п=о где h(n) — импульсная характеристика фильтра;

Ю„ — определяются выражением (3).

25 С выходов перемножителей 4 сигналы †;, - Y„(z ) поступают на входы сум«Щ м матора 5, выходной сигнал которого

Я-| (.") = Q — — - „(.") (6)

tc-o является выходным сигналом цифрового прореживающего фильтра °

Таким образом предлагаемый цифровой прореживающий фильтр осуществляет операцию ь )1(к) ))- (")=Е Е е1"""Xï(Z) (7) к=о " и=о где сигналы Xn(z ) получены из сигна<О лов Xn(z ) = Z X(z) прореживанием с коэффициентом М.

Лпя случая линейной фаэовой харак-еристики фильтра выражение (7) можно упростить

Для фильтров вида 1, N — четное.

YÄ(z ) (2) где Y„(z ) 2 1

---k

2Г (!

5(j гд р (33 и к

1)к да 2.

Выходные сигналы блока 3 ДПФ по- 55 ступают на вторые входы 1) перемножителей 4, на первые входы которых поступают частотные выборки Н|)",,/11, .1

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах цифровой обработки информации.

Цель изобретения — повьппение точности и быстродействия.

На чертеже приведена. структурная, электрическая схема цифрового прореживающего фильтра.

Цифровой прореживающий фильтр содержит И элементов 1 задержки, )1 компрессоров 2 частоты дискретиэа" ции, блок 3 дискретного преобразования Фурье (ДПФ), N перемножителей 4 и сумматор 5.

Цифровой прореживающий фильтр работает следующим образом.

Отсчеты входного сигнала фильтра X(z), частоту дискретизации которого требуется понизить в М раэ, поступают на входы N элементов 1 задержки, в которых осуществляется задержка сигнала на и периодов час| оты дискретизации входного сигнала (n — номер входа блока 3 дискретного преобразования Фурье).

Выходные сигналы элементов 1 задержки

Xn(z) = z X(z), и =0; N-l, (1) поступают на входы N компрессоров 2, s которых осуществляются прореживание сигналов с коэффициентом М, т.е. оставляется каждый М отсчет, а М-l отсчетов между ними отбрасываются.

Выходные сигналы N компрессоров 2

Xn(z ), имеющие низкую частоту дискретизации выходного сигнала, поступа ют на входы блока 3 дискретного преобразования Фурье, который осуществляет операцию

jr „n

+ е Xn(z ), k=0; N-), сигнал íà k-см вьгходе блока 3; для фильтров вида 1, (3)

+--) — для фильтров ви2 где 1=0, N-1. Эти частотные выборки определяются иэ требуемой частотной характеристики фильтра Н(Я ) следуюпп|м образом

Н()с)=Н(|) )/Q =|)к k=O,N-1, (4) 1

22 N t

YiZ")= U, Е cos — "K(n+" ЛХ,() (8) к=с | =о ) ) 2 1.) н(О)1

К =0

1 1

2 (1), k=) — -1; к Ií(k)I N

Для фильтров вида 1, N — нечетное. м

К-!

Т(") = 0к 2: со4- -"к.(.+- 1)Хп(") . (9 к=о и=о

1224981

4 ся умножение на действительные значения U(k), а блок 3 дискретного преобразования Фурье должен осуществлять функцию, соответствующую второй сумме в выражениях (8) -(11). где — 1 = О; н(о)1 (к) к H(k)

2(-1)

k=1, 2

Для фильтров вида 2, N — четное °

Формула изобретения

Составитель А.Осипович

Редактор И.Сегляник Техред Л.Олейник Корректор M.Äåì÷èê

Заказ 1963/57 Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

"1г- н-1

Y(z") =L ы(1 -, мл — (к ° -)(и zl)xn(z"1 (10) где

U<„ = 2(-1) †. — —, k =О, — -1;

К (k) I . N

Для фильтров вида 2, N — нечетное. н-<

2 М-1

Y(z") =+ Ll(k) вп — "(к ° — )lî -))x„(K"), К=0 о=о (11) где к )Н(1)! И-3

2(— 1) †-- k=0

N 2

N-1 1 N-1

11 И(— -)I k = -- —.

2 2

В выражениях (8)-(11) )H(k)(обозначает модуль частотных выборок.

Основываясь на выражениях (8) (11) в каждом конкретном случае, фильтр можно упростить. А именно в перемножителях 4 должно осуществлятьЦифровой прореживающий фильтр, содержащий N элементов задержки, сумматор, выход которого является выходом цифрового прореживающего фильтра, и N перемножителей, выходы которых подключены к входам сумматора, а первые входы являются входами умножения на частотные выборки, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повьппения точности и быстродействия, в него введены блок дискретного преобразования Фурье, N выходов которого соединены с вторыми входами N перемножителей соответственно, между выходом каждого элемента задержки и соответствующими входами блока дис25 кретного преобразования Фурье включен компрессор частоты дискретизации, а входы элементов задержки объединены и являются входом цифрового прореживающего фильтра.