Цифровой фильтр

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для фильтрации сигналов, задаваемых цифровым кодом. Цель изобретения - повышение точности фильтрации при одновременном упрощении и повышении точности перестройки центральной частоты цифрового фильтра (ЦФ). ЦФ содержит два сумматора 7,3, два алгебраических сумматора 2,6, два элемента задержки 13,11, три умножителя 17,15,16. Для достижения цели введены два сумматора 1,4, три алгебраических сумматора 5,8,9, два элемента задержки 12,10 и два умножителя 14,18. Крутизна АЧХ фильтра определяется степенью компенсации отсчетов на выходе алгебраического сумматора 1 за счет изменения величин коэффициентов умножения умножителей 14,16,17, которые определяют полосу режекций фильтра. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1478301 (51)4 Н 03 Н 17/04

М!ЙБ

Б,"1БЛ 1

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4 в 3

ОЭ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4329004/24-09 (22) 17.11.87 (46) 07. 05. 89. Бюл. Ф 17 (71) Воронежский политехнический институт (72) А.Г.Остапенко, С.И.Лавлинский, A.Á.Cóøêoâ и А,Н.Сбродов (53) 621.372.544(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1224979, кл. Н 03 Н 17/04, 1985. (54) ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР (57) Изобретение относится к радиотехнике и м.б. использовано для фильтрации сигналов, задаваемых циф ровым кодом. Цель изобретения — повышение точности фильтрации при одновременном упрощении и повышении точности перестройки центральной частоты цифрового фильтра (ЦФ). ЦФ содержит два сумматора 7, 3, два алгебраических сумматора 2, 6, два элемента задержки 13, 11, три умножителя 17, 15, 16. Для достижения цели введены два сумматора 1, 4, три алгебраических сумматора 5, 8, 9, два элемента задержки 12, 10 и два умножителя 14, 18. Крутизна АЧХ фильтра определяется степенью компенсации отсчетов на выходе алгебраического сумматора 2 за счет изменения величин коэффициентов умножения умножителей 14, 16, 17, которые определяют полосу режекции фильтра. 2 ил.

8301 2

1 147

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для фильтрации сигналов, задаваемых цифровым кодом.

Цель изобретения — повышение точности фильтрации при одновременном упрощении и повышении точности перестройки центральной частоты цифрового фильтра.

На фиг. 1 представлена электрическая структурная схема цифрового фильтра; на фиг. 2 — схема графа фильтра.

Цифровой фильтр (фиг. 1) содержит третий сумматор 1, первый алгебраический сумматор 2, второй и четвертый сумматоры 3 и 4. третий и второй алгебраические сумматоры 5 и 6, первый сумматор 7, четвертый и пятый алгебраические сумматоры 8 и 9, четвертый, второй, третий и первый элементы 13, 11, 12 и.10 задержки, четвертый> второй, третий, первый и пятый умножители 14, 15, 16, 17 и 18, вход 19 и выход 20 цифрового фильтра.

Цифровой фильтр работает следующим образом.

На низких частотах, где изменение

l0

15 ницы, проведя суммирование по пере20

55 сигналов в пределах нескольких периодов квантования незначительно, коэффициенты передачи первого, второго, третьего и четвертого элементов 13, 1 1, 12, 10 задержки можно приближенно считать равными единице. Значение сигнала на выходе первого алгебраического сумматора 2 будет в основном определяться суммой коэффициентов по следующим ветвям: вход 19-первый алгебраический сумматор 2; четвертый умножитель 14-третий сумматор 1 первый алгебраический сумматор 2; четвертый умножитель 14 — третий алгебраический сумматор 5 — второй сумматор 3 — второй элемент 11 задержки — второй умножитель 15-третий сумматор 1 — первый алгебраический сумматор 2; четвертый умножитель 14— второй алгебраический сумматор 5-второй элемент 11 задержки — четвертый элемент 10 задержки — первый алгебраический сумматор 2; четвертый умножитель 14 — второй алгебраический. сумматор 6 — пятый умножитель 18 первый сумматор 7 — третий элемент 12 задержки — второй алгебраический сумматор 5 — второй сумматор 3 — второй элемент 11 задержки — второй умножитель 15 — третий сумматор 1 — первый алгебраический сумматор 2; четвертый умножитель 14 — второй алгебраический сумматор 6-пятый умножитель 18 — первый сумматор 7 — третий элемент 12 задержки — третий алгебраический сумматор 5 — второй сумматор 3 — второй элемент 11 задержки — четвертый элемент 10 задержки - первый алгебраический сумматор 2.

Учитывая, что значение коэффициента умножения четвертого умножителя 14

F невелико, так как нормировано по частоте квантования, а также, что значение коэффициента умножения пятого умножителя 18 всегда меньше едичисленным выше ветвями, получают суммарный коэффициент передачи, примерно равный единице. На высоких частотах (близких к половине частоты дискретизации) коэффициенты передачи четвертого, второго, третьего и первого элементов 10, 11, 12 и 13 задержки устремляются к минус единице.

Суммирование коэффициентов передач по укаэанным выше ветвям и в этом случае дает общий коэффициент, значение которого примерно равно единице.

На средних частотах за счет фазового сдвига в первом, втором, третьем и четвертом элементах 13, 11, 12 и 10 задержки изменяются глубина частотно-зависимых обратных связей, образованных ветвями: третий умножитель

116-четвертый сумматор 3-второй элемент 11 задержки-второй умножитель

15-третий сумматор 1-первый алгебраический сумматор 2 третий умножитель

16-четвертый сумматор 4-второй сумматор 3-второй элемент 11-задержкичетвертый элемент 10 задержки-первый алгебраический сумматор 2; первый умножитель 17-четвертый сумматор 4-второй сумматор 3-второй элемент 11 задержки — второй умножитель 15 " третий сумматор 1 — первый алгебраический сумматор 2; первый умножитель 17— четвертый сумматор 4 — второй сумматор 3 — второй элемент 11 задержки— четвертый элемент 10 задержки — первый алгебраический сумматор 2; третий умножитель 16 — четвертый алгебраический сумматор 8 — первый элемент 13 задержки — первый сумматор 7— третий элемент 12 задержки — третий алгебраический сумматор 5; первый умножитель 17 — второй алгебраический сумматор 6 †. пятый умножитель 18 первый сумматор 7 — третий элемент 12 з 1478301

4 задержки — третий алгебраический сум- MRTop 9, в который также подаются отматор 5. В результате на средних час- счеты сигнала с выхода первого сумматотах происходит ослабление коэффи- тора 2. B результате на выходе цевяциента передачи фильтра, а на некото- того сумматора 9 присутствуют отсчеты с

5 рой частоте, которая определяется выхода первого алгебраического суммазначением коэффициента умножения вто- тора 2, взвешенные на общий коэффирого и пятого умножителей 15 и 18, он циент, равный 1-А-В. Таким образом, принимает нулевое значение ° выход пятого алгебраического суммаКрутизна амплитудно-частотной ха- 10 тора 9 является выходом эллиптическорактеристики цифрового фильтра опре- го режекторного цифрового фильтра. деляется степенью компенсации отсчетов на выходе первого алгебраического Описанные операции суммирования сумматора за счет изменения величин и умножения выполняются в промежутке коэффициентов умножения четвертого, 15 времени между двумя соседними отсчетретьего и первого умножителей 14,16 тами входного сигнала, т.е ° в период и 17, которые определяют полосу ре- его квантования, равный времени зажекции цифрового фильтра. держки первого, второго, третьего и

После прохождения отсчетов сигна- четвертого элементов 13, 11, 12 и 10 ла через первый алгебраический сумма- 20 задержки. тор 2 они взвешиваются параллельно на Передаточная функция цифрового третьем и первом умножителях 16, 17 фильтра H(Z ), найденная с помощью и подаются в пятый алгебраический сум- графа (фиг. 2), в области Z имеет вид (1-А-В) (1+F-4o(FZ +2Z (F+2FJ -1) -4о(ГЕ + (1+F) Z )

1-2 ((2A+B) -1+2(2d A+2A+B 1) 2 — 20(2А — B) 2 — Я+(1-2Р) Z-4 э где А, — коэффициенты умножения соответственно первого и третьего умножителей 17 и 16.

Центральная частота ы, определяется лишь величной

ы =-arccos d. о T

Формула изобретения

Цифровой фильтр, содержащий последовательно соединенные первый алгебраический сумматор и первый умкожитель, второй алгебраический сумматор, последовательно соединенные первый элемент задержки и первый сумматор, последовательно соединенные второй сумматор и второй элемент задержки, также второй и третий умножители, отличающий с я тем, что, с целью повышения точности фильтрации при одновременном упрощении и повышении точности перестройки централькой частоты цифрового фильтра, введены последовательно соединенные четвертый умножитель, вход которого соединен с первым суммирующим входом первого алгебраического сумматора и является входом цифрового фильтра, и третий сумматор, второй вход которого соединен с выходом второго умножителя, а выход — с вторым суммирующим входом

56

1 первого алгебраического сумматора, выход которого соединен с входом третьего умножителя, последовательно соединенные третий элемент задержки, вход которого соединен с выходом первого сумматора, и третий алгебраический сумматор, выход которого соединен с первым входом второго сумматора, четвертый сумматор, выход которого соединен с вторым входом второго сумматора, четвертый алгебраический сумматор, первый и второй суммирующие входы которого соединены с выходом второго сумматора, а выход — с входом первого элемента задержки, пятый умножитель, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, четвертый элемент задержки, вход которого и вход второго умножителя соединены с выходом второго элемента задержки, а выход — с первым и вторым вычитающими входами первого алгебраического сумматора и с первым вычитающим входом четвертого алгеб раического сумматора, а также пятый алгебраический сумматор, первый вычитающий вход которого, первый вход четвертого сумматора и второй вычитающий вход четвертого алгебраического сумматора соединены с выходом первого умножителя, суммирующий вход и вход пятого умножителя соединены:

Составитель Э.Борисов

Техред А.Кравчук Корректор И.Муска

Редактор А.Мотыль

Подписное

Тираж 885

Заказ 2371/53

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям иям и отк ытиям при ГКНТ СССР р

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

П оизводственно-издательскии комбинат Пат

"П ент" г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 р

5 1478301 6 с выходом второго алгебраического является выходом цифрового фильтра, сумматора, второй вычитающий вход, выход четвертого умножителя соединен вычитающий вход второго алгебраичес- с суммирующим входом второго алгебкого сумматора и второй и третий вхо- раического сумматора и с первым н

5 ды четвертого сумматора соединены с вторым вычитающими входами третьего выходом первого умножителя, а выход алгебраического сумматора.