Цифровой фильтр
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВ ВТИЛЬСТВУ („)830634 (61) Дополнительмое к авт. сеид-ву (22) Заявлено 2?06.78 (21) 2632339/18-24 с присоединением заявки ¹ (51)М. Кл.з
Н 03 Н 17/04
Государственный комитет
СССР но делам изобретений н открытий (23) Приоритет—
Опубликовано 150581 Бюллетень ¹ 18
Дата опубликования описания 1505.81 (53) УДК 681.14 (088.8) (72) Авторы изобретения
В.Е.Куконин н P.Ô.Ìàðåöêèé
Институт технической кибернетики AH Бел русиной О:Р, (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь-, зовано для фильтрации электрических сигналов.
Известен цифровой фильтр, содержащий блок хранения весовых коэффициентов, запоминающее устройство, блок перемножения, накапливающий сумматор, коммутатор и блок Фиксации нереполне- 1О ния l1) .
Недостатком этого фильтра является наличие значительного количества сложных электронных узлов, Известен также цифровой фильтр, содержащий блок дискретизации, аналого-цифровой преобразователь, t элементов задержки, т умножителей на постоянный коэффициент, сумматор, преобразователь аналог-частота и счетчик (2).
Кроме того, каждый блок умножения содержит нуль-орган, генератор импульсов и элемент И, при этом первый и второй входы нуль-органа являются соответственно первым и вторыми входом блока умножения, выход нуль-органа соединен с первым входом элемента
И, второй вход которого соединен с
Однако из-за наличия таких сложных узлов, как аналого-цифровой преобразователь, цифровые элементы задержки, цифровые умножители на постоянный коэффициент н преобразователь аналог-частота, этот фильтр.оказыва-. ется черезвычайно сложным.
Цель изобретения — упрощение устройства, 30
Поставленная цель достигается тем, что цифровой фильтр, содержащий и последовательно соединенных элементов задержки, вход первого из которых является входом фильтра, п блоков умножения и сумматор, входы которого соединены соответственно с выходами и блоков умножения, при этом выходы элементов задержки подключены к первым входам соответствующих блоков умножения, содержит блок синхронизации и генератор пилообразного напряжения, выход которого соединен со вторыми входами блоков умножения, первый выход блока синхронизации соединен с первьени управляющими входами элементов задержки и входом генератора пилообразного напряжения, а второй выход блока синхронизации соединен со вторыьа.: управляющими входами элементов задержки.
830634 выходом генератора импульсов, а выход элемента И является выходом блока умножения. При этом каждый элемент задержки содержит три последовательно .соединенных дискретизатора, вход первого из которых является входом элемента, а выход последнего диск5 ретизатора является выходом элемента, управляющие входы нечетных по порядку дискретиэаторов являются первым управляющим входом каждого иэ элементов, а управляющие входы четных по порядку дискретиэаторов являются вторым управляющим входом каждого из элементов.
На фиг. 1 показана блок-схема фильтра на фиг. 2 и 3 - временные 15 диаграммы.
Цифровой фильтр содержит элемент
1 задержки, включающий дискретизаторы 2-4, умножители 5 и 6 на постоянный коэффициент, включающие нуль-op- QQ ганы 7 и 8, элементы И 9 и 10 и генераторы 11 и 12 импульсов, сумматор 13, генератор 14 пилообразного напряжения, блок 15 синхронизации.
На диаграммах-обозначены входной 25 сигнал 16 V„ (t), импульсы 17 и 18 на первом и втором выходах блока синхронизации, напряжения 19-21 на выходах первого, второго и третьего дискретизаторов соответственно (фиг, 2). На диаграммах (фиг. 3) обозначены импульсы 22 и 23 на выходах блока синхронизации, напряжение 24 на выходах нуль-органа, выходные напряжения 25-27 нуль-органа, генератора импульсов и элемента И.
Работа фильтра происходит по известному алгоритму для нерекурсивного фильтра:
Vg (КТ) =.z а ° Ч, (КТ- JT), где V< (KT) =входная последовательность;40
Ч (КТ) — выходная последовательность; а — весовые коэффициенты. Для реали5 зации этого алгоритма необходима дискретная задержка сигнала и суммиро:—
: вание взвешенных значений задержанно- 45
ro сигнала. В устройстве задержка сиг" нала осуществляется с помощью элементов l задержки, выполненных на дискретизаторах 2-4. Задержка получается потому, что моменты срабатывания четных по порядку дискретизаторов сдвинуты на половину периода дискретизации относительно моментов срабатывания нечетных дискретизаторов (фиг.2) .
Взвешивание задержанного сигнала осуществляется с помощью умножителей
5 и 6 на постоянный коэффициент,состоящих из нуль-органов 7 и 8, управляемых элементов И 9 и 10 и генераторов 11 и 12 импульсов. С этой целью амплитуды сигналов на выходах 40 дискретизаторов сначала преобразуются в длительность управляющих импульсов Последнее осуществляется с помощью генератора 14 пилообразного напряжения и нуль-органа (фиг,3), 65
Полученные сигналы открывают элементы И 9 и 10. На входы элементов И поступают .импульсы от генераторов
11 и 12 частота следования которых пропорциональна весовым коэффициен"1ам а . Поскольку длительность управляющих импульсов пропорциональна амплитуде задержанного сигнала, а частота следования импульсов от генератора пропорциональна весовому коэффициенту, то на выходе элемента
И образуются пачки импульсов, количество импульсов в которых пропорционально произведению амплитуды задержанного сигнала на соответствующий весовой коэффициент (фиг. 3) .
Суммирование взвешенных значений задержанного. сигнала осуществляется сумматором 13.
Таким образом, за счет исключения таких сложных узлов, как аналого-цифровой преобразователь, цифровая линия задержки, преобразователь ана-. лог-частота, предлагаемое устройство оказывается значительно проще известных. Максимальное значение входного сигнала определяется амплитудой пилообразного напряжения. Стоимость предлагаемого устройства в несколько десятков раэ ниже стоимости известных. Изобретение используется при создании бортовой аппаратуры для измерения ускорений автомобилей. формула изобретения
1. Цифровой фильтр, содержащий и последовательно соединенных элементов задержки, вход первого из которых является входом фильтра, и блоков умножения и сумматор, входы которого соединены соответственно с выходами и блоков умножения, при этом выходы элементов задержки подключены к первым входам соответствующих блоков умножения, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения устройства, он содержит блок синхронизации и генератор пилообразного напряжения, выход которого соединен со вторыми входами блоков умножения, первый выход блока синхронизации соЕдинен с первыми управляющими входами элементов задержки и входом генератора пилообразного напряжения, а второй выход блока синхронизации соединен со вторыми управляющими входами элементов задержки.
2. Фильтр по п, 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что каждый блок умножения содержит нуль-орган, генератор импульсов и элемент И, при этом первый и второй входы нуль-органа являются соответственно первым и вторым входами блока умножения, выход нульоргайа соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, ) 830634 а выход элемента И является. выходом, блока умножения, 3. Фильтр по п. 1, о т л и ч а ю-: шийся тем, что каждый элемент задержки содержит три последовательно соединенных днскретиэатора,. вход первого из которых является входом элемента, а выход последнего дискретнзатора является выходом элемента, управляющие входы нечетных по порядку днскретизаторов являются первым управляющим входом каждого нз элементов, а управляющие входы четных по порядку дискретизаторов являются вторым управляющим входом каждого иэ элементов.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
9 586459, кл. G 06 F 15/34, 1975.
2. Авторское свидетельство СССР
Р 557372, кл. G 06 F 15/34, 1974 (прототип).
