Трансверсальный фильтр на приборах с зарядовой связью с фиксированными весовыми коэффициентами

 

Изобретение относится к области радиотехники и автоматики, в частности к устройствам обработки информационных сигналов, и может быть использовано в прямопередающей аппаратуре. Цель изобретения - повьшение точности фильтрации - достигается за счет увеличения точности реализации амплитудно-частотной характе истики в траневерсальных фильтрах на приборах с зарядовой связью и фиксированными весовыми коэффициентами. Устройство содержит фильтры, тактовый генератор, источник информационного сигнала, . источник опорного напряжения, входные инжекционные диоды, управляющие электроды, мерные емкостные элементы, фазовые передающие электроды задержки и суммирования, передающие электроды регистра сдвига второго фильтра, экстрагирзпощий электрод, дифференциальный измеритель тока. Изобретение обеспечивает более высокую точность реализации амплитудно-частотной характеристики , выхода годных устройств за счет снижения требований к точности выполнения весовых коэффициентов, сокращение взвешивающих электродов трансверсального фильтра. 1 ил. (Л 00 :л ю 35 ю

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (58 4 Н 03 Н 15/00

„в l3 „ц;

ЬЕЬЛИЯЩЯ, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3780970/24-21 (22) 15.08.84 (46) 15.11.87. Бюл. Р 42 (72) Х.И.Кляус, А.Н.Малютин, Г.А.Пешков, Н.А.Сартасов, M.M.Тарасов и E.È.×åðåïoâ (53) 621.318 (088.8) (56) Хоувза M. и др. Приборы с заряд" ной связью, М.: Энергоиздат, 1981, рис. 10, с. 81.

Барба Д.Ф. Приборы с зарядной связью, М.: Мир, 1982, с ° 133-134.

Segin С.Н. Antcaliaging unputs for

charge — Conplid Devices. IEEE.

Journal of Lolid — State Circucte vol, У 6, December, 1977.. (54) ТРАНСВЕРСАЛЬНЫЙ ФИЛЬТР НА ПРИБОРАХ С ЗАРЯДОВОЙ СВЯЗЬЮ С ФИКСИРОВАННЬКИ ВЕСОВЫИИ КОЭФФИЦИЕНТАМИ. (57) Изобретение относится к области радиотехники и автоматики, в частности к устройствам обработки информационных.сигналов, и может быть использовано в прямопередающей аппаратуре.

Цель изобретения — повышение точности фильтрации — достигается за счет увеличения точности реализации амплитудно-частотной характеристики в трансверсальных фильтрах на приборах с зарядовой связью и фиксированными весовыми коэффициентами. Устройство содержит фильтры, тактовый генератор, источник информационного сигнала, . источник опорного напряжения, входные инжекционные диоды, управляющие электроды, мерные емкостные элементы, фазовые передающие электроды задержки и суммирования, передающие электроды регистра сдвига второго фильтра, экстрагирующий электрод, дифферендиальный измеритель тока. Изобретение обеспечивает более высокую точность реализации амплитудно-частотной характеристики, выхода годных устройств С за счет снижения требований к точности выполнения весовых коэффициентов, сокращение взвешивающих электродов трансверсального фильтра. 1 ил.

620 2 чении напряжения частоты тактового генератора 3 поступающие на инжекционный диод 6i электроды стекают обратно на диод до тех пор, пока квазипотенциал Ферми в пустом канале под управляющим электродом 7i не станет равным квазипотенциалу Ферми под электродом 8i. Для предотвращения растекания заряда по ПЗС каналу при инжекции заряда передающий электрод

9i должен находиться под напряжением низкого уровня фазы Ф, . Значение инжектированного заряда Ц „„„ равно:

1352

Изобретение относится к радиотехнике и автоматике, в частности к устройствам обработки информационных сигналов, и может быть использовано в различной прямопередающей аппаратуре.

Целью изобретения является повышение точности фильтрации за счет повышения точности реализации амплитудно10 частотной характеристики в трансферсальных фильтрах на приборах с зарядовой связью с фиксированными весовыми коэффициентами.

На чертеже представлена функци- 15 опальная схема предлагаемого фильтра.

Устройство содержит первый и второй фильтры 1 и 2, тактовый генератор 3, источник 4 информационного сигнала, источник 5 опорного напря- 20 жения, входной инжекционный диод

6-1-6-п управляющие электроды 7-17-n„ мерные емкостные элементы 8-,18-n„ первые, вторые, третьи и четвертые 9-1-9-п, 10-1-10-п, 11-1- i1"n и 12-1-12-и соответственно фазовые передающие электроды задержки и суммирования, первый, второй, третий и четвертый 13-1-13-п, 14-1-14-п, 15-1-15-и и 16-1-16-и передающие 30 электроды сдвига второго фильтра, экстрагирующий диод 17, дифференциальный измеритель 18 тока и i-й номер ПЗС секции.

Трансверсальный фильтр на прибо35 рах с зарядовой связью (ПЗС) с фиксированными весовыми коэффициентами работает следующим. образом.

Входное напряжение информационного сигнала от источника 4 сигнала по- 40 ступает на каждую ПЗС секцию первого фильтра 1. При положительном значении весового коэффициента импульсной характеристики напряжение сигнала поступает на электрод мерного емкосткого элемента 8-i. а на управляющий электрод 7-i этой же i-й ПЗС секции подается напряжение от источника 5 опорного напряжения. При отрицательном значении весового коэффициента

50 напряжение сигнала поступает на управляющий электрод 7-i, а опорное напряжение — на электрод мерного емкостного элемента. Инжекция заряда в потенциальную яму под электродом 8

55 происходит при подаче на инжекционный диод 6i каждой -й ПЗС секции напряжения низкого уровня тактового генератора 3; При положительном зна и Сохну; в т где S — площадь мерного емкостного элемента 8iC „ — емкость NOII структуры на единицу площади;

Б — напряжение, приложенное к управляющему электроду

7i-й ПЗС секции;

Б@ — напряжение, приложенное к электроду мерного емкостного элемента 8i-й ПЗС сек-, ции.

Таким образом, операция взвешивания осуществляется модуляцией инжектированного заряда путем изменения глубины потенциальной ямы.

Под воздействием четырехфазного напряжения„ поступающего с тактового генератора на передающие электроды

9ii, 10ii, 11ii и 12ii, происходит последовательное перемещение взвешенного заряда. На передающем электроде

9:i каждой i-Й ПЗС секции производится уммирование заряда, поступившего с входа этой секции, и заряда, перемещенного с предыдущей секции.

Взвешенный заряд с выхода первого фильтра через передающие электроды

9i, 10i, 11i и 12i, обеспечивающие зарядовую связь между первым и вторым фильтром, поступает на вход второго фильтра 2. Фильтр 2 реализован на

ПЗС регистре сдвига и дифференциаль" ном измерителе 18 тока. Передающие электроды t4i этого регистра сдвига разрезаны в соответствии с заданными весовыми коэффициентами. Под действием фазового напряжения, поданного с тактового генератора 3 на передающие электроды 13i 14i 15i и 16i зарядовые пакеты перемещаются по

ПЗС регистру второго фильтра 2. 3арядовые пакеты, проходя под взвеши26

13526 вающих.и разрезными электродами 14i индуцируют в них напряжение, пропорциональное величине зарядового пакета и значению весового коэффициента импульсной характеристики. Так как взвешивающие электроды 14 подключены к соответствующим фазовым шинам Ф и Ф, то сумма индуциролс+ ванных напряжений по шинам rz и

9 поступает на соответствующие вхоz ды дифференциального измерителя 18 тока. Дифференциальный измеритель тока 18 работает как интегратор. Он выполняется обычно на операционных усилителях, работающих в режиме высокого коэффициента усиления из-за больших паразитньгх емкостей на считывающих шинах, к которым подключены взвешивающие электроды. На выходе

20 измерителя получают сформированный выходной сигнал i-й последовательности информационного отфильтрованного сигнала.

Таким образом, трансверсальный фильтр на ПЗС с фиксированными весовыми коэффициентами обеспечивает более высокую точность реализации амплитудно-частотный характеристики, процент выхода годных устройств за счет снижения требования к точности выполнения весовых коэффициентов и сокращение взвешивающих электродов трансверсального фильтра за счет снижения подавления в полосе заграждения путем оптимального выбора числа взвешивающих электродов первого фильтра.

Формула изобретения

Трансверсальный фильтр на приборах с зарядовой связью с фиксированными весовыми коэффициентами, выполненный на полупроводниковом кристалле и содержащий шину входного сигна- 4 ла, шину опорного сигнала, генератор управляющих импульсов, дифференциальный усилитель тока, два последовательно включенных фильтра, имеющих N взвешивающих электродов, из которых четыре первых (n<) взвешивающих электрода реализуют первый фильтр со взвешиванием на входе, содержащий четыре секции приборов с зарядовой связью, запараллеленные по входу и включенные последовательно по выходу, состоящие из последовательно расположенных инжекционного диода, сое20

4 диненного с выходом генератора управляющих импульсов, первого и второго электродов, из которых первый является управляющим электродом, а второй — мерным емкостным элементом, причем при положительных весовых коэффициентах шина входного сигнала подключена к второму электроду, а первый электрод подключен к шине опор. ного сигнала, а при отрицательных весовых коэффициентах первый электрод подключен к шине входного сигнала, а второй электрод подключен к шине опорного сигнала, и передающих электродов задержки и суммирования, а остальные и взвешивающих электродов выполнены во втором фильтре со взвешиванием на выходе, реализованных в виде разрезных электродов регистра сдвига и соединенных с выполненными на том же кристалле шинами суммирования отрицательного и положительного сигналов и экстрагирующий диод, при этом экстрагирующий диод подключен параллельно последнему передающему электроду, а шины суммирования отрицательного и положительного сигналов соединены с прямым и инвертирующим входами дифференциального усилителя тока, один из прямых входов дифферен" циального усилителя тока соединен с выходом второй фазы генератора управляющих импульсов, выход первого фильтра с помощью передающих электродов зарядно связан с входом второго фильтра, отличающийся тем, что, с целью повышения точности фильтрации за счет повышения точности реализации амплитудно-частотной характеристики, в нем при неизменном общем числе N взвешивающих электродов количество взвешивающих электродов и и и в первом и втором фильтрах выбирают из условия достижения максимума функции D(n,,n ) — минимального подавления в полосе заграждения амплитудно-частотной характеристики при изменении и,:

D(n,,ï ) = -20 1д(6 п;1дп;

I w$

1 -1 5-1 4ьЕ

+ —; 10 — — -+-— --- (n — 1)

5 f (t

1 т где п — число взвешивающих элект1 родов в i-м фильтре;

5-, вЂ, среднеквадратичная ошибка реализации весовых

1352620

Составитель В.Якимов

Техред. М.Ходанич Корректор N,ÌàêñèìèøèíåÍ .

Редактор А.Лежнина

Заказ 5575/55 Тираж 900 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

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

5 коэффициентов в -м фильтре;

В; - пульсации в полосе пропускания i-го фильтра;

6 йЕ; — ширина переходной полосы

i-ro фильтра;

f — тактовая частота.