Многочастотный цифровой фильтр

 

Изобретение относится к вычислительной технике и м.б. использовано в системах передачи и обработки дискретной информации, в электросвязи, гидролокации и т.д. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения фильтрации сигналов, частоты которых кратны частоте дискретизации. Для достижения цели в фильтр введены определитель 6 номера канала, определитель 7 времени задержки и блок 12 буферной памяти. Принцип работы фильтра основан на том, что полоса пропускания и центральная частота цифрового фильтра изменяются с изменением тактовой частоты его работы (обычно равной частоте дискретизации входного сигнала), что обеспечивается с помощью прореживания потока отсчетов выходного сигнала АЦП 3. В этом случае для полосовой фильтрации на различных частотах м.б. использован лишь один набор коэф. фильтра. Положительный эффект достигается путем обеспечения возможности фильтрации одного и того же отсчета в нескольких частотных каналах за счет установления определенной очередности обработки в различных частотных каналах и поиска свободных временных интервалов для обработки отсчетов каждого канала. 10 ил.

ССЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

< 11 4 Н 03 Н 17/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

/ !!

1 ЮЭЮ1ОЯК ЬЛВМИИИЕ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4267059/24-09 (22) 22.06.87 (46) 23.04.89. Бюл. N 15 (72) И.О. Охлобыстин (53) 621.372.544 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1095357, кл . Н 03 Н 17/04, 1984 (54) МНОГОЧАСТОТНИЙ ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР (57) Изобретение относится к области вычислительной техники и м.б. использовано в системах передачи и обработки дискретной информад и, в электросвязи, гидролокации и т.д.Цель изобретения — рас шире ние функционал ьных возможностей за счет обеспечения . фильтрации сигналов, частоты которых кратны частоте дискретизации. Для достижения цели в фильтр введены определитель 6 номера канала, определитель 7 времени задержки и блок 12

„„Я0„„1474827 А1 буферной памяти. Принцип работы фильтра основан на том, что полоса пропускания и центральная частота цифрового фильтра изменяются с изменением тактовой частоты его работы (обычно равной частоте дискретизации входного сигнала), что обеспечивается с помощью прореживания потока отсчетов выходного сигнала АЦП 3. В этом случае для полосовой фильтрации на различных частотах м.б. использован лишь один набор коэф.:"ильтра.

Положительный эффект достигается путем обеспечения возмсжности фильтрации одного и того же отсчета в нескольких частотных каналах за счет установления определенной очередности обработки в различных частотных каналах и поиска свободных временных интервалов для обработки отсчетов каждого канала. 10 ил.

1474827

Изобретение относится к вычислительной технике и может бьггь использовано в системах передачи и обработки дискретной информации, н электросвязи, гидролокации и т.д. для цифровой фильтрации сигналов в N частотных диапазонах.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения фильтрации сигналов, частоты которых кратны частоте дискретизации.

На фиг.1 приведена структурная схема многочастотного цифрового фильтра; на фиг.2 и 3 — временные диаграммы, поясняющие принцип работы многочастотного цифрового фильтра; на фиг. 4-8 - блок памяти отсчетов, определитель номера канала, опреде- 20 литель времени задержки, первого коммутатора и блок буферной памяти

I соответственно; на фиг. 9 — временные диаграммы, поясняющие принцип работы блока буферной памяти; на фиг.10 - блок синхронизации.

Многочастотный цифровой фильтр содержит фильтр 1 низких частот, блок

2 синхронизации, выходы с первого по десятый — 2. 1 "2. 10 блока 2 синхронизации, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 3, блок 4 памяти отсчетов, первый коммутатор 5, определитель 6 номера канала, определитель 7 времени задержки, уиножитель 8, блок 9 памяти коэффициентов, сумматор 10, второй коммутатор .11 и блок 2 буферной памяти.

Блок 4 памяти отсчетов содержит блок 13 совпадения, регистр 14 сдви- 4О

r а отсчетов, выходы 14.1-14. (Х+8) регистра 14 сдвига отсчетов,,первый коммутатор 15, выходы 15.1-15.N пер- вого коммутатора 15, регистры 16.116.N сдвига, второй коммутатор 17. 45

Определитель б номера канала содержит В-триггеры 18, одновибраторы

19, инверторы 20, элементы И 21,элементы задержки 22, элементы ИЛИ 23.

Определитель 7 времени задержки содержит одновибраторы 24,9-триггеры 25, элементы 26 задержки, 1счетчики ?7, блок 28 совпадения и блок 29 элементов ИЗ%.

Первый комиутатор 5 содержит первый, второй и третий мультиплексоры 30-32.

Блок 12 буферной памяти содержит

N элементов 33 буферной памяти,каждый из которых содержит реверсинный счетчик 34, однонибратор 35, элементы 36 задержки, коммутатор 37 и регистр 38 сдвига.

Блок 2 синхронизации содержит тактовый генератор 39, делитель 40 частоты, счетчик 41, формирователь 42 частоты дискретизации, первый, второй и третий элементы 43-45 задержки, первый и второй RS-триггеры 46 и 47 и элементы ИЛИ 48.

Принцип работы многочастотного цифрового фильтра основан на том, что полоса пропускания и центральная частота цифрового фильтра изменяются с изменением тактовой частоты его работы (обычно равной частоте дискретизации входного сиrнала), что обеспечивается с помощью прорежинания потока отсчетов выходного сигнала

АЦП 3. Я этом случае для полосоной фильтрации на различных частотах может быть использован лишь один набор коэффициентов фильтра °

Снижению частоты дискретизации в отдельных частотных каналах должна предшествовать предварительная низкочастотная фильтрация для устранения.искажений, связанных с эффектом наложения низкочастотной части спектра и левой боковой спектральной полосы при первой гармонике частоты дискретизации. Низкочастотная фильт рация осуществляется теми же средствами, что и полосовая, причем частоты среза фильтра низких частот (ФНЧ) для каждого канала различны и определяются соответствующими частотами дискретизации.

Многочастотный цифровой фильтр работает следующим образом.

Исследуемый сигнал подается на вход фильтра 1 низких частот, подавляющего высокочастотные составлякицне, присутствие которых могло бы привести к искажениям из-за проявления эф фекта наложения при дискретизации сигнала в АЦП. Частота среза выбирается несколько больше наивысшей частоты f я, подлежащей выделению волосовым фильтром. Частота дискретизации Т„сигнала в АЦП 3 выбирается таким образом, чтобы после прореживания потока для полосовой фильтращ и на самой высокой частоте f осталось бы достаточное число свободных временных позиций, на которых можно было бы вести обработку в дру14 748 i гих частотных диапазонах. Частота

t дискретизации Т связана с наивысшей выделяемой ча< тотой fч следующим равенством:

Т = 2nfN

Л где п = 2.

Если необходима полос свая фильтрация на частотах f,,.... f.„, периоды которых относятся как Р : Р ....

P„(P, Р )...Р„) (Р, Р,, Р„. могут быть произвольными целыми числами), то периоды дискретизации в каждом частот ном ка нал е могут бьгг ь определены следуюшими соотношениями: тАМ = Рн ТА; (2) т 1„„

Г (и-il А !

Для обеспечения требуемого соотношения между периодами фильтровываемых частот необходимо обеспечить то же соотношение между периодами дискретизации сигнала в первом и втот, =Рт

При таких периодах дискретизации и постоянных весовых коэффициентах частоты настройки полосовых фильтров находятся между собой в требуемом со- 2 отношении. Величина P„, характеризуюшая степень прореживания выходного потока отсчетов АЦП 3 для обработки в самом высокочастотном канале (т.g) должна быть достаточно велика для того„ чтобы при данных P, N u при цикле обработки отсчетов в одном канале, равном Т4, после отведения части временных интервалов (периодов

Т1) на обработку отсчетов в самом высокочастотном канале (fz) осталось бы достаточное количество свободных временных интервалов для обработки в других частотных каналах. Это позволяет использовать один умножитель

8 и сумматор 10 для обработки во всех частотных каналах.

Пусть, например, требуется произвести полосовую фильтрацию на двух частотах (И=2), периоды которых относятся между собой как 2: 3 (этот случай иллюстрируется временными диаграммами на фиг.2), и дискретизация входного сигнала в АЦП 3 производится взятием отсчетов в моменты в соответствии с тактовой

50 частотой И ц„(фиг.2а), подаваемой на АЦП 3 с первого выхода 2.1 блока

2 синхронизации. ром частотных каналах, В ссответсT вии с (2) можно положить Р =2 Р =3

Э и таким образом использовать для полссовой фильтрации в перв м частот—

НоМ канале каждый третий отсчет, снимаемый в момент времени t,, t 4, (сигнал U фиг.?н), а Во втором канале — каждый второй о-.счет в момент времени, i, t ° ° ° (>

f >> и т.д. Это схематически изображено на фиг.2г, где цифрами обозначен номер частотного канала, в котором на данном интервале производится обработка.

Другой пример распределения свободных временных интервалов для обработки в случае семи частотных каналов, в которых производится вьщеление частот с отношением периодов

2: 3: 4: 5: 6: 7: 8, иллюстрируется временными диаграммами, приведенными на фиг.За-з. Ка фиг. За показаны моменты появления отсчетов на выходе

АЦП 3, а частота дискретизации в самом высокочастотном канале (сигнал U ) с целью обеспечения доста7 точного количества свободных временных интервалов для обработки в шести более низкочастотных каналах выбрана в 4 раза ниже частоты следова14 74827

6 ния отсчетов Т на выходе АЦП 3 (Р в (2), равйое 4) . На фиг.3 б-э показаны временные метки U -U, показывающие, что данный отсчет должен быть обработан: в седьмом канале

5 (Uq фиг.Зб), в шестом (U фиг.Зв) и т.д.

Распределение свободных временных интервалов для обработки отсчетов в различных каналах схематически изображено на фиг.Зи, где цифрой обозначен номер канала, вертикальными стрелками указан отсчет, участвующий в. обработке на данном интервале, а 15 горизонтальные стрелки показывают задержку, имеющую место .при обработ" ке отсчета в данном канале. На фиг.Зк показаны моменты окончания обработки соответствующих отсчетов в одном из каналов (s первом — U1 ы ).

При обеспечении достаточного количества свободных временных интервалов, аналогично рассмотренному распределению циклов обработки отсче- 2б тов в разных частотных каналах, может быть использовано в случае произвольного числа каналов, если периоды центральных частот полосовых фильтров равны целому числу перио-. дов следования отсчетов иа выхо.де АЦП 3.

Обработке каждого отсчета канальным полосовым фильтром должна предшествовать дополнительная обработка

Зб фильтром низких частот, необходимость которой связана с введенным прореживанием потока отсчетов для обработки канальньпж нолосовыми фильтрами, что эквивалентно снижению частот дискретизации в каждом частотном канале. Значения частот среза

ФНЧ различны для различных каналов, соответствуют значениям частот дискретизации, используемых при полосовой фильтрации в различных каналах и определяются наборами И весовых коэффициентов, считываемых из блока

9 памяти коэФФициентов. Таким обра1 зом, для обработки появляющегося в момент времени t; выходного отсчета

АЦП 3 0 (t; ) полосовым фильтром

4И

К-го кайала необходимо предварительно сформировать новый отсчет U<„„< (t;) в соответствии с алгоритмом ис" пользуемой в устройстве нерекурсивной фильтрации:

U»„(t,) - U«„(t;) a,„

+ ... + 114„„(; „„) а<„,, - (3)

Ф

"4ч (с;) а

)=<-М+1 где а0„..., 1» -1к — весовые коэффициенты нерекурсивного ФНЧ к-ro канала, хранящиеся в блоке 9 памяти коэффици ент ов, ал, — порядок ФНЧ.

Однако, как показано на фиг.2,3, в предлагаемом устройстве тот же отсч ет U 4 к (й, ) может быть исполь зова н для обра 1отки в другом, например, R-м канале, где также предваритель" но должен быть сформирован новый отсчет U (t, ) в соответствии с (3), но с новым яабором весовых коэффициентов аое ° °... а(м,) Е определяющим ФНЧ R-ro канала, причем может понадобиться формирование U+„>„(t< ) не на интервале (t,, t1+,), а и на последующих интервалах, поскольку как показано на фиг.3, введение очередности обработки отсчетов в разных каналах приводит к тому, что обработка отсчета U4<>(t; ) в произвольном

К вЂ” м канале может производиться не на интервале (t t;+, ), а с. задери" кой на одном из последующих интервалов (t k, t +1... ), где k 1,2, 3.... Очевидно, что для этого необходимо иметь возможность считывать на умножитель 8 из зоны блока 4 памяти, отведенной под хранение выходных отсчетов АЦПЗ 04 „, И отсчетов

U „„„(t; „) ° 114цв только на интервале (t;, ;, ), но и на нескольких (S) последующих интервалах, где S — максимальная задержка, имеющая место при обработке отсчета в каком-либо канале, не превышающая обычно периода дискретизации в самом низкочастотном канале. Для обеспечения такой возможности B предлагаемом устройстве в зоне блока 4 памяти, отведенной под хранение выходных отсчетов АЦПЗ, запоминаются последние M+S отсчетов, причем группу И смежных отсчетов из (И+$) можно выбрать любым требуемьи образом.

Рассмотрим более подробно работу отдельных блоков многочастотного цифрового фильтра.

Ограниченный по спектру в фильтре

1 входной сигнал подвергается дискретизации и преобразованию в цифровую форму в АЦПЗ после чего отсчеты следующие с частотой Т (04ц„,фиг.2а), 1474827 подаются на вход блока 4 памяти от30

Прежде чем качать обработку ка текущем интервале (t;, t;„), необходимо определить номер кайала К, .в котором производится обработка, и в соответствии с этим установить какие И из M+S хранящихся в блоке

4 памяти выходных отсчетов АЦПЗ, необходимо подать на ФНЧ К-го канала, для чего, в свою очередь, по определенному номеру К канала необходимо определить время задержки обработки (расстояние вдоль временной оси между ближайшими, предшествующим t,,моментом дискретизации

К-r î канала и началом t; текущего интервала (t,, t,+,) обработки).

55 счетов, в зону хранения выходных отсчетов А11ПЗ, емкость которой составляет M+S отсчетов где M — порядок

5 нерекурсинкых ФНЧ. Блок 4 памяти отсчетовов может быт ь выпол не н, например на базе регистров сдвига, как показано ка фиг.б. Регистр 14 сдвига служит для запоминания M+S выходных отсчетов АЦПЗ, а каждый из N регистров

16 сдвига — для хранения 1 выходных отсчетов каждого канального ФНЧ (1 — порядок полосового фильтра) . Выбор одного из регистров 16 сдвига, н который должен быть записан в соотнетстнуюикй момент времени, когда открывается блок 13 совпадения, выходкой сигнал сумматора 10, и из которого затем производится считывание ныходных отсчетов ФНЧ, прокзнодится соответственно коммутаторами

15 и 17, которые управляются выходным сигналом определителя 6 номера канала. Этот же сигнал используется и для тактирования регистров 16 сдвига, поскольку импульс, разрешающий сдвиг (в соответствии со структурой выходного сигнала определителя 6 номера канала), поступает только на один иэ регистров 16 сдвига, соответствующий номеру канала, обрабатываемого на данном тактовом интервале.

Сдвиг происходит только в этом регистре, остальные находятся в режиме хранения информации. Возможна также реализация блока 4 памяти на базе оперативных запоминающих устройств (ОЗУ), что, однако, требует введения в блок 2 синхронизации относительно сложных форьырователей адре40 сов записей и считывания из ОЗУ.

11чя этих целей н многочастотный цифровой фильтр внедекы определитель 6 номера канала и определитель 7 времени задержки. На их входы с девятого H десятого выходон блока

2 синхронизации подаются частоты дискретизации различных каналов (аналогично Н, U, (фиг.2б,н) или

U U, (фиг.36. з) с тай разницей, что каждый положительный импульс затянут на величину периода Т,, частоты дискретизации АЦП 3, соответстнуюшие сигналы 11,, U, показаны на фиг. 2д, е), В сcотнетствии с описанным алгоритмом обработка К-го какала на интервале (t,, t; ) произнодится лишь в том случае, если этот интервал не занят под обработку н более высокочастотных каналах. Определитель 6 номера канала может быть построен, например, как показано на фиг.5. Часть схемы для (N-2)-го какала, обведенная пунктиром, повторяется и для более низкочастотных каналов,причем на иннертор 20 в (И-i)-и канал е подается сиг нал Г и F я, ... и

VF,+, сформированный ка соответствующем элементе ИЛИ 23. Передним

< фронтом„например сигнала U>, D-триггер 18 уст а нанли на е-, ся в единичное состояние, ко эта единица поступит на выход F лишь в том случае, если в данный момент ни один из выходных сигналов Гк, F ц, не равен единице, т.е. на ближайшем свободном временном интервале. Через элемент 22 задержки на Т и одновибратор 19 в конце текущего интервала длительностью ТА на 0-триггер 18 поступает сигнал, возвращающий его в нулевое состояние. Аналогичные процессы происходят. и в других каналах.

Для N=2 выходные сигналы Fz, Р показаны на фиг.2ж,з. Таким образом, на ныходе определителя б появляется номер канала, подлежащего обработке на . данном интервале (t;, t, ), в виде позиционного кода Ря,...,F . (При

4 больших N выходной сигнал определителя б перед подачей на управлякшще входы блоков 4 и 9 памяти выгодно преобразовать иэ позиционного кода в двоичный) .

Определитель 7 времени задержки формирует на своем выходе код, соответствующий числу периодов дискретизации АЦПЗ, расположенных между моментом С;„дискретизации сигнала

1474827

10 для К-ro канала и началом ближайшего свободного интервала, предназначенного для обработки отсчета в К-м канале. Выходной код определяет, таким образом, задержку обработки в

К-м канале в виде некоторого числа периодов Т, В соответствии со сказанным, определитель 7 времени задержки может бьггь выполнен, напри- 10 мер, в виде набора схем, одна из которых (для одного канала) обведена пунктиром на фиг. 8.

Передний фронт сигнала, например, U„,,, установит D -триггер 25 в еди- 15

t ничное состояние, после чего счетчик

27 считает число периодов сигнала (фиг.2а) до тех пор, пока пришедиий с выхода определителя 6 номера канала сигнал Ря, через одновиб- 20 ратор 24 не возвратит В-триггер 25 в исходное состояние, остановив тем самым счетчик 27. Появившаяся на инверсном выходе П-триггера 25 единица с задержкой ТА сбросит счетчик 25

27, но в течение данного интервала

Т>, пока сигнал сброса не поступил, двоичный код. с выхода счетчика 27 через блок 28 совпадения и блок 29 .элементов ИЛИ поступает на выход, определяя величину задержки (число периодов Т ) между моментом дискреА тизации сигнала в (Ы-i)-и канале и ближайшим интервалом, на котором можно провести обработку в этом канале.

Выходной сигнал определители 7 времени задержки подается на дополнительный управляющий вход первого коммутатора 5, определяя, какие именно М смежных отсчетов из И+Я выход- 40 ных отсчетов АЦПЗ, хранящихся в блоке 4 памяти (а именно, в регистре

14 сдвига (фиг.4), должны бьггь обработаны канальным ФНЧ в текущем интервале. На управляющий вход первого 45 коммутатора 5 с второго выхода 2.2 блока 2 синхронизации поступают управляющие сигналы Пь (фиг.2к) и

U и (фиг.2м), определяющие из какой эойы блока 4 памяти отсчетов (зоны выходных отсчетов АЦПЗ или зоны выходных отсчетов канальных ФНЧ) должно производится считывание. Пример реализации первого коммутатора 5 для случая М = 4, S = 1 приведен на фиг.7..

При этом каждый иэ мультиплексоров

30 н 31 обеспечивает последовательное подключение определенных М из

М+8 входных отсчетов. Выбор одного из выходных сигналов мультиплексоров

30.и 31 для подачи на выход первого коммутатора 5 задается выходным сигналом определителя 7 времени задержки. Аналогично может быть построен первый коммутатор 5 при любых М и S.

Выходной сигнал определителя 6, задающий код обрабатываемого канала К, поступая на второй управляющий вход блока 9 памяти коэффициентов, определяет последовательное считывание из этого блока на умножитель 8

М коэффициентов ФНЧ, соответствующих выбранному К-му каналу, и коэффициентов полосового фильтра. Одновременно на второй вход умножителя 8 поступают выбранные М из М+Я выход ных отсчетов АЦПЗ. В течение М тактов в начале текущего временного интервала (t,, г.;„) в сумматоре 10 происходит накопление взвешенных значений отсчетов по алгоритму работы нерекурсивного ФНЧ К-го канала и

М-го порядка в соответствии с равенством (3), после чего управляющий сигнал, поступающий с третьего выхода 2.3 блока 2 синхронизации на блок

4 обеспечивает запись накопленного значения в зону хранения выходных отсчетов ФНЧ К-ro канала блока 4. В следующем такте с пятого 2.5 выхода блока 2 на управляющий вход сумматора 10 поступает сигнал "Сброс" (U, фиг. 2и), подготавливающий сумматор

10 к накоплению следующих взвешенных отсчетов. Далее по сигналу с второго 2. 2. выхода блока 2 на управляющий вход первоГо коммутатора 5 поступает сигнал У„(фиг,2м), разреJ шающии последовательное считывание из блока 4 хранящихся там выходных отсчетов ФНЧ К-го канала в блок 9, которые перемножаются в нем с последовательно поступающи м с выхода блока 9 1 весовыми коэффициентами полосового фильтра с последующим накоплением результатов умножения в сумматоре 10. В отличие от М коэффициентов канальных ФНЧ, 1 коэффициентов полосового фильтра одинаковы для всех каналов, поскольку, как указывалось выше, различия в частотах настройки полосовых фильтров определяются разными частотами обработки отсчетов (частотами дискретизации) в отдельных частотных каналах.

После накопления 1 результатов произведений на выходе сумматора 10

14 74827

12 формируется отсчет UÄ+Ä (t, ), являющийся результат ом абра ботки отсч ета

U „(t; ) ни з кочас тот ным и полос оным фильтром К-го канала, н соотнетстнии с аналогичным (3) раненстном, определяющим алгоритм нерекурсивной фильтрации

U„„(t ) =,> U „„„(t ) В (4)10

1 =1-041 где  — весовые коэффчциенты по1-J лосоного фильтра.

По окончанию цикла обработки в соответствии с определенчым номером канала К отсчет U „,„(t } адресуется на К-й выход второго коммутатора 1 l соответствуюший К-му каналу, а сумматор 10 сбрасывается управляющим сигналом Unto (фиг.2и} с пятого 2.5 20 выхода блока 2 синхронизации. В следующем цикле (временном интервале . длительностью Т4) происходит аналогичная описанной обработка н следующем канале, номер которого снова эа- 25 дается выходным сигналом определителя 6 номера канала.

В соответствии с фиг.3 б-к появлеННе обработанных отсчетов на любом выходе второго коммутатора 11, кроме 30 выхода, соответствующего самому высокочастотному каналу, может происходить нерегулярно, и расстояние между смежными обработанными отсчетами далеко не всегда равно периоду дискретизации в данном канале. Это является некоторым недостатком, например, н тех случаях, когда требуется восстановление отфильтрованных сигналов на выходе второго коммутатора 40

11 н исходной аналоговой форме. Для устранения нерегулярности потоков отсчетов выходы второго коммутатора

11 подкпючены к входам блока 12 буферной памяти, который может быть 45 выполнен, например, н виде набора из

И одинаковых элементов 33, один из которых для произвольного (>-i)-го канала показан на фиг.8, где на входы прямого и обратного счета реверсивного счетчика подаются соответственно выходной сигнал F ; (фиг.9а) определителя 6 и частота о„, (фиг.95) дискретизации (N-i)-го канала, про-: шедшая обра ботку последовательно включенными однонибратором 35 и эле55 ментом 36 задержки на 1,5 Т, выходные сигналы которых показаны соответственно на фиг.9 в,г. Заштрихованными прямоугольниками на фиг.9 н, r. Заштрихованными прямоугольными на фиг,9а показаны моменты появления обработанных отсчетов 1,2,, на (N-i) è выходе второго коммутатора

11, р,, U„,, U„Ô г.9,д,е,ж двоичное число на выходе ренерсивного счетчика 34 и содержимое (и-1)-й и и-й ячейки регистра 33 сдвига.Исходное состояние ренерсивного счетчика 34 принято за U = 011 (фиг.9д) .

Каждый положительный импульс сигнала P„; (фиг.9а) увеличивает U на

1t I I

1 и каждый импульс ныходного сигнала элемента задержки 36 (фиr.9г) уменьшает U«на "1" и вызывает сдвиг информации в регистре 38 сдвига на одну ячейку вправо. Из фиг.9а, ж видно, что в результате описанной обработки имевшая место нерегулярность следования отсчетов устранена и выходные отсчеты Б„(фиг.9ж),снимаемые с последней ячейки регистра

38 сдвига следуют с периодом, равным периоду дискретизации Т п,1 н данном канале.

Рассмотренный алгоритм работы предлагаемого устройства в совокупности с временными диаграммами фиг.2 а-м позволяет построить соответствующую структуру блока 2 синхронизации. В качестве примера реализации блока 2 синхронизации на фиг.10 приведена функциональная схема этого блока. После понижения частоты f p тактового генератора 39 делителем

40 частоты формируется сигнал Пдцп (фиг.2а), определяющий частоту T дискретизации сигнала в АЦПЗ. Этот же сигнал используется для стробиронания выходных сигналов второго коммутатора 11 и подается на счетчики 27 (фиг.6), входящие в состав определителя 7. В схеме имеются также элементы 43-45 задержки (нносимые ими задержки обозначены на фиг.2 и, л соответственно как CÄ I., qj, Выходной сигнал элемента 45 задержки U pp (фиг.2л) подается на блок 4 и опреде- ляет момент записи последнего выходного отсчета канального ФНЧ в соответствующий регистр 16 (фиг.4). Объединенные по ИЛИ выходные сигналы элементов 43 и 44 задержки образуют сигнал П„ (фиг.2и), используемый для сброса сумматора 10. Устанавли" вая RS-триггеры 46 и 47 в единицу (по входу S) или в ноль (по нходу

14

1474827

R) выходными сигналами 43-45 элементов задержки Легко получить сигналы U» (фиг. 2к) и У„ (фиг. 2м), определяющие интервалы времени в пре5 делах периода Т, когда происходит обработка отсчетов соответственно канальным ФНЧ и полосовым фильтром.

Эти сигналы подаются на управляющий вход первого коммутатора 5 (на третий 1п мультиплексор 32, фиг. 7), определяя будут ли считываться на умножитель 8 накопленные в блоке 4 М выходных отсчетов АЦПЗ или 1 выходных отсчетов канального; «ьЧЧ. Счетчик 41 циклически просчитывает число (И+1+?) выходных импульсов генератора 39 и формирует на своем выходе двоичный код, который используется для организации последовательного считывания весовых 2О коэффициентов (из блока 9) и отсчетов, хранящихся в блоке 4 через первый коммутатор 5.

В соответствии с приведенным описанием работы предлагаемое устройст" во.представляет собой многочастотный нерекурсивный цифровой нолосовой фильтр с предварительной низкочастотной фильтрацией в каждом частотном канале. ЗО

Формула иэ обр ет ения

Многочастотный цифро вой фильтр, содержащий фильтр нижними частот, вход которого является входом многочастот35 ного цифрового фильтра, аналого-цифровой преобразователь, вход которого соединен с выходом фильтра нижних частот, блок памяти отсчетов, блок синхронизации, блок памяти коэффициентов, первый коммутатор и последовательно соединенные умножитель, сумматор и второй коммутатор, причем выходы блока синхронизации с первого по седьмой соединены с управляющими входами аналого-цифровогс преобра з оват еля, пер вог о коммутатора, блока памяти отсчетов, умножителя,сумматора и с первыми управляющими входами второго коммутатора и блока памяти коэффициентов соответственно, выход которого соединен с первым входом умножитедя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения фильтрации сигналов,час-,oòû которых кратны частоте дискретизации, введены блок буферной памяти, выходы которого являются выходами многочастотного цифрового фильтра, определитель номера канала и определитель времени задержки, выход которого подключен к дополнительному управляющему входу первого коммутатора, выход которого соединен с вторым входом умножител ., а первый и второй информационные входы первого коммутатора соединены с первым и вторым выходами блока памяти отсчетов соответственно первый и второй информационные входы которого соединены с выходами аналого-цифрового преобразователя и сумматора соответственно, а дополнительный управляющий вход блока памяти отсчетов соединен с выходом определителя номера канала,первым входом определителя времени задержки, первым. управляющим входом блока буферной памяти и вторыми управляющими входами блока памяти коэффициентов и второго коммутатора, выходы которого соединены с информационными входами блока буферной памяти, второй управляющий вход кото,рого соединен с восьмым выходом блока синхронизации, девятый и десятый выходы которого соединены с входом определителя номера канала и вторым входом определителя времени задержки соответственно.

14 74827

1474821

) 474827 ат дим

Жни 2 мимию

Ут ощипал

14 748 27

Ф.ю

Составитель С. Музычук

Редактор С. Патрушева Техред Л.Сердюкова Корректор С, Черни

Заказ 1 91 0/56 Тираж 88О Подписное

ВНИМАЛИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113Î35, Москва,,Ж-35, Раувская наб., д. 4/5

В Ф (Ю Ю

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101