Рекурсивный полосовой фильтр

 

(72) Автор изобретения

А. Г. Остапенко (73) Заявитель

Воронежский политехнический институт (54) РЕКУРСИВНЫМИ ПОЛОСОВОЙ ФИЛЬТР

1 .Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в тех1 нике связи, автоматике, измерительной технике и т.д.

Известен рекурсивный фильтр второго порядка, содержащий последовательно включенные первый сумматор, первую линию задержки, второй сумматор, вторую линию задержки и третий сумматор, причем выход второй линии задержки подключен к входам первого и второго сумматоров, а выход первого сумматора соединен с входом второго сумматора, выход которого подключен к входу третьего сумматора tlat .

Однако в данном цифровом фильтре .. регулировка параметров амплитудночастотной характеристики представля- . ет собой сложный процесс. 20

Цель изобретения - независимая регулировка параметров амплитудночастотной характеристики.

Для этого в рекурсивном полосовон фильтре, содержащем последовательно включенные первый умножитель., первый сумматор и второй умножитель, последовательно включенные первую линию задержки, второй сумматор, вторую линию задержки и третий сумматор, а также третий умножитель, между входом второго умножителя и входом первой линии задержки включен первый дополнительный сумматор, а между выходом третьего сумматора и неинвертирующими входами второго сумматора включен второй дополнительный сумматор, причем выход второго. умножителя подключен к неинвертирующему входу третьего сумматора, выход которого соединен непосредственно с инвертирующими входами первого и первого дополнительного сумматоров и через третий умножитель - с инвертирующими входами третьего, первого дополнительного и второгодополнительного сумматоров

944078

Н . чертеже представлена структурнал электрическая схема рекурсивного полосового фильтра.

Фильтр содержит первую 1 и вторую 2 линию задержки, первый 3 второй 4 и третий 5 сумматоры, первый б и второй 7 дополнительные сумматоры, первый 8, второй 9, третий

10 умножители. Вход первого умножителя 8 является входом фильтра, а сигнал с выхода умножителя 8 подается на неинвертирующий вход сумматора 3, с выхода которого через умножитель 9 — на инвертирующий вход сумматора 5. Своим неинвертирующим входом сумматор 5 непосредственно соединен с выходом линии задержки 2.

Сигнал с выхода умножителя 10 подается на инвертирующие входы сумматоров 3, б и 7. Выход сумматора 5 подключен к неинвертирующему входу сумматора 7, к входу умножителя 10 и инвертир ющим входам сумматоров

3 и б. Выход сумматора 6 через линию задержки 1 подключен к неинвертирующему входу сумматора 4, выход которого соединен с входом линии задержки 2. Выход сумматора 7 подключен к двум неинвертирующим входам сумматора 4. Выходом фильтра служит выход сумматора

На низких частотах, где два следующих друг за другом с интервалом дискретизации значения входного сигнала мало отличаются друг от дру" га, работу устройства можно пояснить следующим образом. Сигнал, прошедший умножитель 8, сумматор 3 и умножитель 9 поступает как на инвертирующий вход сумматора 6, так и неинвертирующий вход сумматора 5. Учитывая низкочастотный характер сигнала и изложенное можно утверждать, что, пройдя линии задержки 1 и 2, а также сумматор 4 и поступив на неинвертирующий вход сумматора 5, сигнал мало отличается по величине от того противофазного сигнала, который поступает на неинвертирующий вход сумматора 5. В результате суммирования двух этих противофазных сигналов на выходе сумматора 5 получается сигнал, близкий по величине к нулю. Соответственно близки к нулю значения сигнала во всех ветвях обратных связей. Таким образом, для низких частот фильтр обеспечивает ослабление сигнала, На высоких частотах противофазные сигналы, поступающие на сумматор 5 с выходов ли нии задержки 2 и умножителя 9, су" щественна отличаются друг от друга по величине и порождают на выходе сумматора 5 некоторый сигнал, который за счет цепей отрицательной обратной связи, порождаемых умножителем 10 и. сумматорами 5, 6 и 7 компенсируется. Уровень затухания на

10 низких и высоких частотах, определяющий крутизну срезов амплитудно-частотной характеристики и ее полосу пропускания, управляется коэффициентом умножителя 9. При этом коэффи15 циент передачи на резонансной частоте регулируется коэффициентом умножителя 8. Что же касается частоты резонанса амплитудно-частотной характеристики, то ее положение на оси

2g частот зависит от передачи в цепи компенсирующей отрицательной обратной связи фильтра, т.е. от коэффициента умножителя 10. Все описанные операции суммирования с различными знар ками и операции умножения выполняются s предлагаемом фильтре в промежуток времени между двумя соседними . значениями сигнала, т.е. в период его дискретизации. Причем время зазв держки линий задержки 1 и 2 равно периоду дискретизации сигнала. Для оценки частотных свойств фильтра используется передаточная функция фильтра в р-плоскости (Р/ -) ь Р!ц (Pi ) из которой находятся нормированные по частоте квантования полоса пропускания Ь(л7 =а, частота резонанса с,ЭР =Ь и коэффициент передачи на резонансной частоте Кр=h. С учетом того, что а, Ь, h — коэффициенты умножения соответственно умножителей 9, 10 и 8, то параметрыЬЫДРи

Кр могут быть взаимно независимо регулируемы этими коэффициентами умножения. И для изменения одного из параметров АЧХ достаточно изменения значения одного из коэффици1 ентов умножителей, что в сравнении . с известными фильтрами свидетельствует о простоте регулировки в предлагаемом. техническом решении.

Формула изобретения

Рекурсивный полосовой фильтр, содержащий последовательно включенные

Составитель Т. Афанасьева

Редактор К. Волощук Техред И.Гергель Корректор Ю. Иакаренко

Заказ 5153174 Тираж 959 Подписное

ВНИИНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 11t-35, Раушская наб., д. 4/5

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

5 94 первый умножитель, первый сумматор и второй умножитель, последовательно включенные первую линию задержки, второй сумматор, вторую линию задержки и третий сумматор, а также третий умножитель, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью независимой регулировки параметров амплитудночастотной характеристики, между выходом второго умножителя и входом первой линии задержки включен первый дополнительный сумматор, а между выходом третьего сумматора и неинвертирующими входами второго сумматора включен второй дополнительный сумматор, причем выход вто4078 б рого умножителя подключен к неинвертирующему входу третьего сумматора, выход которого соединен непосредственно с инвертирующими вхо дами первого сумматора и первого дополнительного сумматора и через третий умножитель - с инвертирующими входами третьего, первого дополнительного и второго дополнительiî ного сумматоров.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Финкельштейн M. И. Гребенча тые фильтры. M., "Советское радио", 1969, с.72-73, рис. 2.7.3 (прототип),