Многоканальный нерекурсивный фильтр
Союз Советских
Социалистических
Республмм
Опубликовано 05.11.79. Бюллетень М 41 Дата опубликования описания О8, 1 1.7 g (51) М. Кл. 6 О6 Э 3/ОО Гвщдерстынньй хватит СССР вв делам нзобретеннй к открытнй (5З) УЙ 681,325 { 088.8} В. Г. Осипенко, Л. Б. Мулеванов, B. H. Тимофеев и N. E. Бочарова (72) Авторы изобретения Таганрогский радиотехнический институт иь В. Д. Калмыкова (71) Заявитель (64) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ НЕРЕКУРСИВНЫЙ -;. ФИЛЬТР Изобретение относится к вычислитель ной технике и может быть использовано в качестве оптимального фильтра в устройствах обнаружения, распознавания и обработки сигналов конечной длительности, 5 а также в системах передачи информации, Известен аналого-цифровой фильтр, содержащий блок дискретизации, аналого-. цифровой преобразователь, линии задержки, умножители, сумматор, счетчик, соединенный с преобразователем, аналогчастота и с сумматором 1), Недостатком этого устройства является отсутствие воэможности моделирования знаконеременной функции цепи. Наиболее близким по технической су цности к данному является дискретноаналоговый оптимальный фильтр, содержащий генератор тактовых импульсов, подключенный к дискретно-аналоговой линии задержки, выполненный в виде ряда последовательно соединенных звеньев задержки, каждое из которых включает в себя ключ-дискретизатор с.накопительной емкостью, выход которого соединен через резисторы блока взвешивания, ключи Коммутирующей матрицы и накопители с выходной суммирующей схемой, и ключи считывания выборки, а между выходом каждого из ключей считывания и входами ключей коммутирующей матрицы включены запоминающие конденсаторы, при этом управляющие входы ключей коммутируто щей матрицы соединены с временным распределителем, управляемым генератором тактовых импульсов 12). Недостатками этого фильтра являют-. ся низкая точность воспроизведения динамических свойств моделирующих обьектов ввиду малого быстродействия дискретноаналоговой линии задержки, обусловленная относительно большим временем заряда и разряда накопительной емкости каждого запоминающего звена, а также отсутствие возможности моделирования двухполярной функции цепи. Целью изобретения является повыше,ние точности при воспроизведении дика- 696499 мических свойств моделирующих oR åêтов и обеспечение возможности моделирования двухполярной функции. Это достигается тем, что в многоканальный нерекурсивный фильтр, содержащий распределитель импульсов, четыре выхода которого соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым управляющими входами каждого из последовательно соединенных каналов дискретно-аналогового блока задержки, два блока взвешивающих резисторов и сумматор, введены преобразователь аналогчастота, преобразователь "частота-аналог", блоки согласования и инвертирования, вы, ходы которых через сумматор подключены к первому входу преобразователя "частота-аналог", выход которого соединен с выходом фильтра, вход фильтра соединен со входом преобразователя аналог-часУ 20 тота, выходы которого подключены соответственно ко входу первого канала дискретно-аналогового блока задержки и ко второму входу преобразователя час25 тота-аналог, выходы каналов дискретноаналогового блока задержки через пер-- . вый блок взвешивающих резисторов соединены со входами блока согласования и через второй блок взвешивающих резисто30 ров соединены со входами блока инвертирования. Кроме того, каждый канал дискретноаналогового блока задержки содержит два конденсатора, шесть коммутирующих эле35 ментов и операционный усилитель, выходы которого подключены соответственно к выходам канала, параллельно первому и второму конденсаторам подключены соответственно первый и второй коммутирую- 40 щие элементы, управляющий вход первого коммутирующего элемента соединен с первым управляющим. входом канала, управляющий вход второго коммутирующего элемента соединен с третьим управляющим, входом канала, входы третьего и четвертого коммутирующих элементов подключены ко входу канала, управляющие входы третьего и четвертого коммутирующих элементов соединены соответственно со вторым и четвертым управляющими вхос дами канала, выход третьего коммутирующего элемента соединен с первым конденсатором и через пятый коммутирующий элемент соединен со входом операционного усилителя, выход четвертого коммутирующего элемента соединен со вторым конденсатором и через шестой коммутирующий элемент подключен ко входу операционного усилителя, управляющие входы пятого коммутирующего элемента соединены с третьим и четвертым управляющими входами канала, управляющие входы шестого коммутирующего элемента соединены с первым и вторым управляющими входами канала. Схема фильтра представлена на чертеже. Фильтр содержит распределитель 1 импульсов, дискретно-аналоговый блок 2 задержки состоящий из каналов 31 32 3, блоки 41, 4 взвешивающих резисторов, блок 5 согласования, блок 6 инвертирования, сумматор 7, преобразователь аналог-частота 8, преобразователь "частота-аналог" 9, каждый канал блока 2 включает две ячейки 101, 10я> содержащие конденсаторы 11, 11, коммутирующие эле менты 1 2, 1 2, 1 3<, 13, 14, 14 и операционный усилитель 15 вход 16 и выход 17 фильтра. Фильтр работает следующим образом. Входной аналоговый сигнал поступает в преобразователь 8, где происходит усиление и преобразование средней частоты сигнала, который затем поступает на вход дискретно-аналогового блока 2 задержки, в котором происходит преобразование аналогового сигнала в ступенчатую функцию с шагом ступеньки д, который определяется теоремой отсчета Котельникова, и задержка его в каждом канале на время b.t ,цля примера рассмотрим работу одного канала, так как работа . всех остальных каналов аналогична. В начальный момент импульс, снимаемый с первого выхода распределителя 1 импульсов открывает элемент 12 для 1 разряда конденсатора 111 через его малое сопротивление и элемент 14 для разряда конденсатора 11< через его малое сопротивление и через большое сопротивление операционного усилителя 15, с выхода которого напряжение поступает непосредственно на вход последующего канала. B следующий момент времени импульс, снимаемый со второго выхода распределителя 1 импульсов, открывает на время элемент 131 для заряда конденсатора 11 через его малое сопротивление и малое выходное сопротивление операционного усилителя предыдущего каскада до амплитудного значения напряжения с выхода операционного усилителя 15, одновременно открывается элемент 14 для про2 должения разряда конденсатора 11 че696499 Формула изобретения 4ЕЕ 1. Многоканальный нерекурсивный фильтр, содержащий распределитель импульсов, четыре выхода которого соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым управляющими входами каждого иэ последовательно соединенных каналов дискретно-аналогового блока задержки, два блока взвешивающих резисторов и сумматор, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены преобразователь аналог-частота", преобразователь частота-аналог, блоки согласования и инвертирования, выходы которых через сумматор подключены к первому входу преобразователя частота-аналог, выход реэ его малое сопротивление и через большое сопротивление операционного усилителя 15. Импульс, снимаемый с третьего выхода распределителя 1 импульсов, открывает элемент 12 для быстрого разряда конденсатора 11 через его малое сопротивление и через большое сопротивление операционного усилителя 15. Импульс с четвертого выхода распределителя 1 импульсов открывает на время элемент 13> для заряда конденсатора ll> через его малое сопротивление и малое выходное сопротивление операционного усилителя предыдущего канала до амплитудного значения напряжения с выхода операционного усилителя 15; одновременно открывается элемент 14 для продолжения разряда конденсатора 11 через его малое сопротивление и через большое сопротивление операционного усилителя 15. В результате этого будет образовано напряжение, представляющее собой ступенчатую функцию с шагом ступеньки At. и задержанную на интервал Ь (: в одном канале. Отсчетные значения напряжений, снимаемые с выходов дискретно-аналогового блока 2 задержки поступают на входы блоков 4 < и 4 взвешивающих резисторов, где про- 3 исходит взвешивание (умножение значения напряжения на величину сопротивления резистора) каждого сигнала в зависимости от вида моделируемой функции цепи. Через блоки 5,6 и сумматор 7 сигнал 35 поступает на вход преобразователя 9, где он преобразуется и усиливается. которого соединен с выходом фильтра, вход фильтра соединен со входом преобразователя "аналог-частота", выходы которого подключены соответственно ко входу первого канала дискретно-аналогового блока задержки и ко второму входу irpeобразователя "частота-аналог, выходы каналов дискретно-аналогового блока задержки через первый блок взвешивающих резисторов соединены со входами блока согласования и через второй блок взвешивающих резисторов соединены со входами блока инвертирования,. 2. Многоканальный нерекурсивный фильтр по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что каждый канал дискретноаналогового блока задержки содержит два конденсатора, шесть коммутирующих элементов и операционный усилитель, выходы которого подключены соответственно к выходам канала, параллельно первому и второму конденсаторам подключены соответственно первый и второй коммутирующие элементы, управляющий вход первого коммутирующего элемента соединен с пер- вым управля1ошпм входом канала, управляющий вход второго коммутирующего элемента соединен с третьим управляющим входом канала, входы третьего и четвертого комму-тирующих элементов подключены ко входу канала, управляющие входы третьего и четвертого коммутирующих элементов соединены соответственно со вторым и четвертым управляющими входами канала, выход третьего коммутирующего элемента соединен с первым конденсатором и через пятый коммутирующий элемент соединен со входом операционно-. го усилителя, выход четвертого коммутирующего элемента соединен со вторым конденсатором и через шестой коммутирующий элемент подключен ко входу операционного усилителя, управляющие входы пятого коммутирующего элемента соединены с третьим и четвертым управляющими входами канала, управляющие входы шестого коммутирующего элемента ,соединены с первым и вторым управляющими входами канала. Источники информации принятые во внимание прп экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Jh 557372, кл. 5 06 F 15/34, 1976. 2. Авторское свидетельство СССР М 369693, кл. Н 03 К 5/13, 1970 (прототип).
