Цифровой полосовой фильтр с конечной длительностью весовой функции

 

О Il И С A "Ì"ÊÉ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Соеетскии

Социалистинескик

Республик (я) дополнительное к авт. свил-ву.(22) Заявлено01.03.77 {21) 2457498/18-24 (51) М. Кл

Q 06 Р- 15/34 с присоединением заявки №Гюаударатееииай кенитат

СССР в делан изоаретеиий и етирмтий (23) Приоритет

Опубликовано 15.07.79,Бюллетень № 26 (53) УДК 681,14 (088.8) Дата опубликования описания 18.07,79 (У2) Автдры изобретения зоб ения В. В, Витязев, Д. И. Колядко, А. И. Стецашкин и Л. А. Змих

Рязанский радиотехнический институт (Щ Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ПОЛОСОВОЙ ФИЛЬТР С КОНЕЧНОЙ

ДЛИТЕЛЬНОСТЬЮ ВЕСОВОЙ ФУНКЦИИ

Изобретение относится к специалиэиро» . ванным средствам вычислительной техни ки и может быть исаользовано s системах обработки радиолокационных, акустйческих и гидроакустических сигналов.

Известен цифровой фильтр, реализую- . щий аппроксимацию частотной характерно тики функциями отсчета посредством цо следовательного соединения гребенчатого фильтра с равномерным расположением ну лей в М -плоскости и набора параллель ных резонаторов, полюсы которых совме- . щены с соответствующими нулями гребен чатог фи ь р ГЦ.

Недостатком фильтра является большой бжм оператиной мяти. . 35

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является цифро вой полосовой фильтр с конечной длитель.ностью весовой функции, содержащий первый и второй блоки памяти, первый и вто» 2В рой адресные счетчики, регистры,. элементы И, умножитель, сумматор и аналого цифровой преобразователь, причем первый

2 вход первого. блока:памяти соединен с as формационным входом устройства, вторМ вход - с в{тходом nepsoro адресжого счет» чиха, а выход - с входом первого регис ра, выход которого соединен с первым входом умножителей, второй вход умножителя соединен с выходом элемента И, а выходс входом второго регистра, выход которо го соединен с первым входом сумматора, выход второго адресного счетчика -подклю чен к первому входу второго блока памяти, выход которого соединен со входом третьего регистра соединен с первыми входами элемента И,и четвертого регист ра, выход которого соединен с вторым вхо дом сумматора, выход сумматора соединен со входом аналого цифрового преобразователя, выход последнего является информа ционным входом устройства (2 ь

Недостатком этого фильтра является большой обьем оперативной памяти для хранения предыдущих значений входного сигнала, а также большое число арифметических операций на период квантования

3 4 входного сигнала, определяемых длитель где - весовая функция интерполятора ерполятора; костью весовой функции. квад ратурная модуляция, ос ушвствляюЦель изобретения - упрощение фильтра. щая обратный перенос спектра отфильтро

Поставленная цель достигается тем, ванного сигнала Vp в область централь что в фильтр введены пятый, шестой. 5 ной частоты wð, причем первый вычис седьмой и восьмой регистры, причем вы»: лительнь1й такт начинается с записи текуход сумматора соединен с входами пятого ш го отсчета входного сигнала Х i +

/ф Р1 и шестого регистров, с вторым входом . + щодщ, поступающего на вход 17, в второго блока памяти и с первыми входа регистр памяти 7 и текущего отсчета мо ми седьмого и восьмого регистров, выхо 10 дулируюшей функции ccf w k в регистр дй которых подключены соответственно к 5 из блока памяти 1 при исходном соото третьему и четвертому входам элемента янки адресного счетчика 3. С открываниИ, выходы пятого и шестого регистров ем элемента И 13 содержимое регистров . соединены соответственно с вторлм и тре- 5 и 7 подводится к соответствующим плв« тьим входами четвертого регистра, а вто 15 чам умножителя 14. Результат произведе

Рые входы седьмого и восьмого Регист ния записывается в регистр памяти 10.

Ров оДклЮчепы к выходУ УмножИтелЯ,вто В регистр 5 записывается текущий отсчет рые вхожей третьего и шестого Регистров модулируюшей функции $inw у из блока подк"ю юны к инфоРмационным хдам Уст па а ти 1 при соответствующ адресного счетчика 3. Результат произ

На чертеже йредставлена блок-схема ведения с выхода уъщо 14

ыхода у-множителя записы

Фи

° вается в регистр . олученные квадрату 1е сост ляющие входного сигнала элемент И 13, умножитель 14, сумматор всего интервала вре, об всего интервала времени, необходимого

Х5, аналого-.цифровой преобразователь 16, для их обработки. информационные входы 17, 18, информа Согласно рина и ру уп адве ционный выход 19.

° ции весь объем памяти блока памяти 2

АлгоРитм Работы пРедлагаемого ЦФ разбит на четыре рав В вкпает в себя следующую поледоватеь.. ячей и и мяти ану рн яче и памяти анутри каждого из квадранность операций: квадратурная модуляция тos Нр8 помощи Gape задачУ полооовой фильтРации шиРокополоо- . Пу ть для а, „ усть для рассматриваемого момента . ной частоты ч, и р к задаче низкочастот чальном состоянии: — i что coors ной фильтрации комплвкснот. о сигйала ет j - му промежутоному циклу ет -м промежуточному циклу, кроме „, g (g ) . того, secosblB коэффициенты GocT T на

М У -;,: вход регистра 5 из блока памяти 1, низкочастотная фильтрация сигнала 9vp Последовательность из . вычислительс щ ореживанием отсчетов на выходе, ных тактов работы устройства s режиме фильтра . " . .. низкочастотной фильтрации с йрореживаниу, у,ели у= п я у ..:: . < . ем и восстановления промежуточных от» " р е < счетов начинается с вычисления текущего

4 значения промежуточной переменной У . о:; . если v4, ïK и начальнога значения, частичной суммы э ф гдв к «О, 1, 2, ... >: для текущего отсчета М на выходе ин» . ,m коэффициент,прореживания, крат терполятора. ный длительности N весовой Вычислительный такт включает в себя функции и С" низкочастотного фильт- следующую последовательность операций; "

i ра, определяемый отношением запись в регистр 5 весового коэффиширины спектра входйого сигнала циента h„> из блока памяти 1 при со" полосе првпУск ниЯ фильтрае, ответствуюшем состоянии адресного счет- .восстановление "щюмвжуточных отсчв-.:чика 3

0 тов сигнала с выхода низкочастотного запись в регистр 7 Pe fV 3 из

59 р-й фильтра ячейки памяти блока памяти 2; умножение содержимого регистра 5 на. содержимое регистра 10 при открывании элемента И 13;

674033

5 6 конце pacc arpasaevoro вычислитель» п -,, B результате выполнения ного такта на вход адресного счетчика 4 последовательности операций 1-13 в ячвй:подается управляющий импульс и в соог ках памяти {- - i+g a 3 -i+{ эанисыва

iv ° л ветствин с принятой системой адресации в ются новые значения действительной и

:следующем вычислительном такте с выхо» 5 мнвмой частей промежуточной переменда блока памяти 2 последовательно пере- ной Ч„ ., соответствующие рассматрпва;записывается в регистр 7. числа емому момейту времени. В последующей последовательности операций 14-25 для

° 1-4 всех вычислительных тактов фФО вмес» у-f r », д-g r 3N+(i-l)rn r 1О то. установки в нуль регистра 6 выполня, ются следующие операции: перезапись содержимого регистра 11

Ронзведении f. " {- в е 6 в регистр с выхода умножителя 14 в регистр 8; перевались содержимого регистра 12 . перезапись содержимого регистра 7 в д

™ в регистр 6. В этом случае в результате регистр 6; выполнения последовательности операций сумм ванне содержимого Р яс ро . 14 " 5 в регистрах 1, эаписывают6 и 8 на комбинационном сумматоре 15; ся соответственно действительная н мни» запись полученной суммы в ячейку мая части нового значения частичной сумпамяти Ч вЂ” - j блока 2 памяти; 2{) запись в регистр 7rmlyz <) из ячейки памяти 3 — „,-> блока памяти 2; умножение содержимого Регистра Б на содержимое регистра 9 прн открывании . элемента И 13; .. .25 запись произведения Im(Ny)h+>,{ По окончании последнего вычислительнос выхода умножителя 14 в регистр 8; го такта с -- вычислены и записаны в

hl перезапись содержимого регистра 7 в соответствующих ячейках памяти блока парегистр 6; .. мяти 2 текущие значения вух Д просуммирование содержимого регистров . 30 . межуточных переменных ф, а в регист»

6 и 8 на комбинационном сумматоре 15 рах 11, 12 записаиы соответственно дей запись полученной суммы в ячейку па- ствительная и мнимая часты текущего зна

Я е. 1 мяти 3 - r блока 2 памяти; -.. чения восстанавливаемого сигнала Уу на запись в регистр 7 числа ..выходе интерполятора.

Й из ячейки памяти 2 — -х блока памяти 2; Зз В заключительном вычислительном такумножвине содержимого регистра 5 aa те выполняетси квадратурная модуляция содержимое регистра 7 при открыванию: сигнала Y . С этой целью в вычислиэпемента И 13; ., тельном такте ф= Д-3 действительная и запивь произведениями (У к+4 3И{ -у, „мнимая части текущего значения сигнала с выхода умножнтеля 14 в регистр 8, 4О фф полученные на выходе комбинационно установка в нуль регистра 6; .. го сумматора 15, параллельно с записью суммирование содержимого регистров s рвгйстсы 11, 12 записываются в регист

6 и 8 йа комбинационном сумматоре .15; Рь{ 9, 10. Завершающий вычислительный запись полученной суммы в регистр такт открываетса записью в регистр 5 иэ

ll; 4> блока памяти 1 текущего отсчета модули запись в регистр 7 числаХщ(Ф „д„Д ..Рующей функции os%»Y. Одновременно

М из ячейки памяти у-I блока памяти 2; открывается элемент И 13 и на соотввтумножение содержимого регистра 5 на " .ствующий вход умножитвля 14 цодвс днт» содержимое регистра 7 прн открйвании ся содержимое регистра 10 Йв fÓó2å

4 элемента И 13; .. о Полученное произведениеКе(У» 3со3юМ запись произведення рт (ч „„; {я„» с выхода умножителя 14: записывается в с выхода умножнтвпя 14 в регистр 8; Регистр 8. Регистр 6 устанавливается в установка в нуль Регистра 6; нулевое состояние, а содержимое perse» суммирование" содержимого регистров ра 8 переэаписывается через комбинаци6 и 8 иа к б п ном сумматоре 15 55 ой у м р15 в Реги р 11. При озапись полученной суммы в регистр 12. крывании элеьсвнта И 13 содержимое рв/ 4

Одновременно в регистр 5 нэ блока 1 на . гистра 9Т„,Р )подается на соотввтству. мяты эапись{вается весовой коэффициент юший вход умножителя 14, на второй вход

674033

7 8 которого подается теку ций отсчет модули pbf, элемент И, умножитель,. сумматор рующей функции $inw 9, записанный в ре- и аналого-цифровой преобразователь, пригистр 5. чем первый вход первого блока памяти

Полученное произведение1 И Ilslfl1hf,9 соединен с информационным входом устрой с выхода умножителя 14 записывается в 5 ства, второй вход - с выходом первого регистр 8. Одновременно содержимое ре- адресного счетчика, а выход «со входом гистра 11 перезаписывается в регистр 6. первого р истра, выход которого соедиТекущее значение выходного сигнала фильт» нен с первым входом умножителя, второй ра —.- . - " - " ", вход умножителя соединен с BbIxogoM зле=R« .tY 3eOS W W T (Ч 3 iIIW !

О мента И, а выход - с входом второго ре»

«i ю" о гистра, выход которого соединрн с пер» с выхода комбинационного сумматора 15, запис1вается во входной регистр цифр . Ресного счетчика поджючеи к первому аналового йреобразователя 1 6. входу второго блока памяти, выход кото15. pore coåäèíåí со Входом третьего регистИс, ользовЫие предложенной структур- Ра, выход тРетьего РегистРа соединен с ной реализ ции приводит к уменьшению . : первьва входами элемента И и четверто. обьема опвр тивной памяти и числа ариф- Го РегистРа, выход котоРого соединен с метьебках Оперций а Од Входной втоУм вход м УмматОРа выход У ат s сравнении с обычным sbIполнейи " т Ра с единен со входом аналогопифРОВО» ем операции вертки в . го пРеобРазователи, выход последнего Явт/М : ляется инфОрмациОниым выхОЫОм устройгде «и коэффициент прореживания от ства> О т л и ч а ю щ и и с и тем, что« с. е ов входного cIIiнала инт рйоля ора с целью УпРощенин фильтРа, в него введе»

1 .определяемый отношением ширины спектра ны пятый +8 4i седьмой " Восьмой ре. входного сигнала фильтра к полосе е|О, ги- Р "Ричем Выход СУмматОРа соеДинен

Фоуанм..:. - . с входами!йжж и шеФб р гир щ

Т аким образом ра ссма триза еMbI g ал» co В ТОРЫ м ВХОдом s70P ore блОка Йамй т и жритм фи ьтрыии наиблее - ффективей s с пеРвыми входами седьмого и восьмо при синтезе узкополосных фильтров с ко- го регистров, выходы которых подключе

30 нечной длительностью весовой функции., ны соответственно к третьему и чзтвер

Кроме того; введение структуры с квадра» тому входам элемента И„ВЫходЫ ПЯТОГО турной модуляцией позволяет свести" зада и шестого регистров coeniuteme соотвеФ . чу синтеза полосовых фильтров к синтезу ственно со Вторым и третьим входами чеи: соответствующего низкочастотного фильт- вертогО регистра,-а вторые входы седьмо35 ра, при этом обеспечивает легкую пере- .. го- и восьмож" регистров подключены к стройку фильтра по центральной частоте: Выходу умножйт зля, вторые Входы rperhe» полосы. пропускайия. — . го и шестого- рвгистров подключены i ин»

40 фоРмационяым ВхОд™ устройстВа

Источники информации, принятые во

Ф о p м у л -а и з. о б р е т е н и я внимание йр экспертизе

1. Б. Голд, И, Райдер Цифроваа обра-, Цифровой .полосовой фильтр с конечной . ботка сигналов, М., Советское радио, длительностью весовой функции, содержа-: 1 973.

45 щий первый и второй блоки памяти, пер- " 2.Авторское сэидетельствоМ516043, вый и второй адресные счетчики, регист- кл. О 06, "15/36, 1976, 674033

Составитель H. Палеева

Редактор Т. Янова ТекредС. Мигай Корректор . Назарова

Заказ 4080/46 Тираж 779 Подписное

11НИИПИ Государственного комитета СсСР по делам изобретений и открытий

113036, Москва, R G, Раушсиан наб., д. 4/б

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 !