Цифровой перестраиваемый фильтр

 

Союз Советских

Социал исти церих

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРИтЯНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ "646340 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 10.01.77 (21) 2439338/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 05 pg 79Бюллетень № 5

Дата опубликования описания 08 02 7 (51) M. Кл.

G 06 F 15/34

Государственна|й квинтет

СССР нв делам нзвбрвтвннй и вткритнй (53) УДК 681..325 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Ю. С. Ицкович, Д. Т. Линие, 10. С. Парижский, Л. П. Свиридов, И. A. 0апкин и A. Н. Шпопянский (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ПЕРЕСТРАИВАЕМЫЙ ФИЛЬТР

Изобретение относится к вычислитепьной технике и может испопьзовать сь дпя цифровой обработки сигнапов> в частности, дпя цифровой фильтрации в разпичных цифровых комппексах.

Известен цифровой фипьтр,который содержит запоминающее устройство, .блок умножения и накапливающий сумматор, соединенные в кольцо, а также блок коэффициентов, и выполняет дискретное пинейное преобразование сигнапа в соответствии с разностным уравнением.

Выдепение необходимой полосы частот в таком фипьтре обеспечивается за счет умножения значений незадержанного входного сигнала, а также ряда значений задержанных входного и выходного сигнапов, записанных в запоминающем устройстве на соответствующие весовые коэффициенты,-, хранящиеся в блоке весовых коэффициентов с поспедуюшим накоппением произведений в накапливающем сумматоре. Чиспо, накопленное в сумматоре, представляющее выходное

2 (отфипьтрованное) значение сигнала, заносится вновь в запоминающее устройство дпя использования в спедуюшем такте работы фипьтра 11). Недостатком такого фильтра является низкая точность

5 перестройки частотной характеристики и недостаточно широкий диапазон перестройки.

Из известных цифровых фипвтров наиболее близким по технической суш10 ности к изобретению является фильтр, содержащий квантующий генератор, управпяюший вход которого соединен с управпяюшим входом фильтра, первый выход подкпючен к первому входу аналого-цифрового преобразоватепя, второй вход которого соединен со входом фильтра, блок памяти коэффициентов, выход KoTopoFo подкпючен к первому входу бпока умножения, выход которого через накаппивающий сумматор соединен с выходом фипьтра, запоминающее уст.ройство, соединенное двухсторонними связями с бпоком переключения диапа I

646340 4, -. пивающего сумматора, а выход одключен ко второму входу блока умножения, второй вход бпока памяти коэффициентов соединен со вторым выходом квантую5 щего генератора, Схема фильтра лредставпена на чертеже. B схему включены: квантующий генератор 1, аналого-цифровой преобразоватепь 2, кольцевые сдвиговые регистры

10 3, элементы ИЛИ 4, бпок 5 памяти коэффициентов, блок 6 умножения, накапливающий сумматор 7, блок 8 переключения диапазонов, запоминающее устройство 9, входы 10, 11 и выход 12

15, фильтра.

Принцип работы фильтра заключается ис- в следующем.

Сигн и со входа 11 поступает на аналого-цифровой преобразователь 2,где

20 квантуется по времени и амплитуде под воздействием импульсов низкочастотного выхода квантуюшего генератора 1, следующих с частотой квантования. С выхода аналого-цифрового преобразователя

25 2 сигнал поразрядно проходит через элементы 4 ИЛИ на информационные вх, ды кольцевых сдвиговых регистров 3, куда он записывается под воздействием тех же импульсов низкочастотного выхода квантуюшего генератора 1. В каждый кольцевой сдвиговый регистр 3 записывается один разряд входного сигнала. зонов, выходы которого подкпючены соответственно ко входу квантующего генератора и к первому входу блока памяти коэффициентов.

Блок переключения диапазонов дискретно изменяет частоту квантования квантующего генератора, а измеритель внешнего параметра, имеющийся в известном фильтре, изменяет ее плавно.

При этом изменяется положение частотной характеристики фипьтра на частотной оси. Кроме того, с помощью блока переключения диапазонов можно передать.в блок памяти коэффициентов весовые коэффициенты, записанные за- ранее в запоминающее устройство и определяющие форму частотной характер тики.

В указанном фильтре очередные знаI чения входного и выходного сигналов должны записыватья в те ячейки запоминающего устройства (ЗУ), которые к соответствующему моменту времени заняты самыми старыми значениями сигналов (уже ненужными дпя дальнейшей работы цифрового фильтра). Адреса этих ячеек изменяются с каждым новым периодом квантования. Э о приводит к тому, что в каждом новом,. риоде кван тования изменяется порядок ячеек ЗУ, содержимое которых подается на блок умножения, что требует сравнительно спожного управления работой запоминающего устройства. Кроме того, при изменении частоты квантования сигнала должна из",меняться и частота выдачи значений сигналов из запоминающего устройства в блок умножения, что еще более усложняет управление цифровым фильтром (2).

Сложность управления цифровым фильтром вызывает необходимость применения специапьных узлов дпя управления, например, распределителя адресов, что снижает надежность его работы.

Пепью изобретения является повыше .ние надежности работы фильтра.

Поставпенная цель достигается тем, что в фильтр введены элементы ИЛИ и кольцевые сдвиговые регистры по числу

50 разрядов отфильтрованного сигнала, причем управляющие входы каждого кольцевого сдвигового регистра соединены соответственно с первым и вторым выходами квантующего генератора, информа55 ционный вход через соответствующий элемент ИЛИ соединен с выходами аналого-цифрового преобразователя и накапВ кольцевых сдвиговых регистрах 3 хранятся также соответствующие разряды предыдущих значений входного и выходного сигналов, расположенные в порядке их поступления. 3а время одного периода квантования соответствующие разряды всех значений входного и выходного сигналов сдвигаются по кольцу под воздействием импульсов высокочастотного выхода квантующего генератора 1, поступающих на управляющие входы сдвига регистров 3. При этом они поочередно проходят через выходной разряд кольцевых сдвиговых регистров

3 таким образом, что на выходных разрядах всех сдвиговых регистров 3 по- очередно оказываются сформированными все значении входного и выходного car налов, хранящиеся в кольцевых сдвиговых регистрах 3.

Соотношение частот следования импульсов на низкочастотном и высокочастотном выходах квантуюшего генератора

1, подобрано таким образом, что все

646340 значения входного и выходного сигнацов проходят через выходные разряды сдвиговых регистров 3 точно за один период квантования входного сигнала.

С выходных разрядов регистров 3 5 значения входного и выходного сигналов поступают на бпок 6 умножения, на вход которого синхронно поступают соответствующие весовые коэффициенты с блока

5 памяти коэффициентов, работа кото- 10 рого по управляющему входу также синхронизирована импульсами высокочастотного выхода квантующего генератора 1.

С выхода блока 6 произведения значений входных и выходных сигнапов на 15 соответствующие коэффициенты поступают в накапливающий сумматор 7, где производится их сложение, в резупьтате чего формируется очередное значение выходного сигнала, Сформированное значение выходного сигнапа поступает на выход цифрового фильтра и одновременно поразрядно подается на входы эпементов 4 ИЛИ, через которые оно поступает Н8 информационные входы копьцеBbJx сдвиговых регистров 3 и записывается в них на место наибопее старого, уже ненужного для дальнейшей обра ботки, значения выходного сигнапа. Поспе этого начинается следующий такт работы цифрового фипьтра, и очередное значение входного сигнала записывается в кольцевые сдвиговые регистры 3 на место наиболее старого значения 5 входнorо сигнапа.

Перед начапом обработки входного сигнала производится настройка цифрового фильтра на требуемую поносу пропускания, для чего по сигналу, поступаю- 4о щему от блока 8 перектпочения диапа- зонов на управпяющий вход запоминающего устройства 9, в блок 5 памяти коэффициентов через блок 8 перекпючения диапазонов производится запись весовых коэффициентов из запоминаюmего устройства 9. Кроме этого, произв водится дискретное переключение частоты квантующего генератора 1 по сигнапу от блока 8 перекпючения диапазонов. В процессе работы цифрового фильтра плавная перестройка его частотных характеристик производится управпяюшим сигналом, поданным на вхЬд плавной перестройки частоты квантующего генератора 1 (вход 10 фильтра).

Таким образом, дпя обработки сигналов требуется всего две поспедовательности управляющих импульсов, подавае-— мых из генератора 1 на кольцевые сдвиговые регистры 3. Одна иэ нихнизкочастотная, следующая с частотой квантования. Импупьсы этой последовательности поступают на управпяюшие входы записи копьцевых сдвиговых регистров 3 и обеспечивают запись в регистры 3 предыдущего значения выходного сигнала из накапливаюшего сумматора 7 и очередного значения входного сигнала иэ аналого-цифрового преобразователя 2. llpyres поспедоватепьность импупьсов — высокочастотная, следующая с частотой, кратной частоте квантования. Импупьсы этой последовательности поступают на управляющие входы сдвига регистров 3 и обеспечивают поочередную в течение периода квантования выдачу на бпок 6 всех значений входного и выходного сигнапов, хранящихся в сдвиговых регистрах 3.

Возможность управления обработкой сигнапов с помощью топько двух последоватепьностей упр&впяюших сигнапов позвопяет существенно упростить управление фильтром и даст воэможность управпять обработкой сигналов, не прибегая к испопьзованию специальцых блоков для распределения адресов в запоминающем устройстве, При этом сокращается оборудование, повын ается его надежность и соответственно, достоверность резупьтатов обработки сигнапов.

Формула изобретения цифровой перестраиваемый фильтр, содержащий квантуюший генератор, уп- равляющий вход которого соединен с управляющим входом фипьтра, первый выход подкпючен к первому входу аналого-цифрового преобраэоватепя, второй вход которого соединен со входом фильтра, блок памяти коэффициентов, выход которого подкпючен к первому входу блока умножения, выход которого через накаппиваюший сумматор соединен с выходом фипьтра, запоминающее устройство, соединенное двухсторонними связями с бпоком переключения диапазонов, выходы которого подкпючены соответственно ко входу квантуюшего генератора и к первому входу блока памяти коэффициейтов, о т и и ч а ю ш и йс я тем, что с целью повышения надежности работы, в него введены эпементы

7 6463

ИЛИ и"койьцевые сдвиговые регистры пО числу разрядов отфильтрованного сигнала, причем управляющие входы каждого кольцевого сдвигового регистра соединены соответственно с п8рвым и вторым выходами квантующего генератора, информационный вход через соответству юший елемент ИЛИ соединен с выходами аналого-цифрового преобразователя и нака ливающего сумматора, а выход под-. щ к почен ко второму входу блока умножения, 40 второй вход блока памяти коэффициентов соединен со вторым выходом квантующего генератора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. Патент США No3703632, кп. 235-152 1972.

2. Заявка %2311866/18-24, 1976, по которой вынесено положительное решение о выдаче авторского свидетельства.

Составитель A. Жеренов.

Редактор С. Равва Техред С. Мигай: Корректор Н. Петрик

Заказ 113/39 Тираж 779 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскаи иаб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, уп. Проектная, 4