ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР Российский патент 1997 года по МПК H03H17/04 

Изобретение относится к цифровой обработке данных и может быть использовано в радиотехнике и системах связи.

Известен аппаратный цифровой фильтр (ЦФ) (Л.М. Гольденберг, Б.Д. Матюшкин, М.Н. Поляк. Цифровая обработка сигналов: Учеб. пособие для вузов. М. Радио и связь, 1990, с. 68 70), содержащий регистр сдвига, ПЗУ, умножитель и сумматор.

Недостатком такого ЦФ является его сложность.

Известен также ЦФ (авт. свид. СССР N 1314444, кл. H 03 H 17/04, 26.03.85), содержащий сумматор-вычитатель, сумматор и два блока памяти.

Недостатком такого ЦФ также является сложность и выполнение им только одной функции-низкочастотного фильтра.

В предлагаемом цифровом фильтре, содержащем вычитатель с подключенной к его входу уменьшаемой входной шиной данных, две выходные шины данных, введены преобразователь код-частота и реверсивный счетчик, кодовый выход вычитателя подключен к первой выходной шине данных и к входу преобразователя код-частота, выход которого подключен к счетному входу реверсивного счетчика, выход перенос вычитателя подключен к первой выходной шине данных и знаковому входу реверсивного счетчика, выход реверсивного счетчика подключен к второй выходной шине данных и к входу вычитаемое вычитателя.

На чертеже приведена структурная схема цифрового фильтра.

Цифровой фильтр содержит входную шину данных 1, вычитатель 2, преобразователь код-частота 3, реверсивный счетчик 4, первую 5 и вторую 6 выходные шины данных.

Цифровой фильтр работает следующим образом.

При подаче на вход уменьшаемое (+) вычитателя 2 кода K₁ разрядностью m с входной шины данных 1, а на вход вычитаемое (-) кода K₄ с выхода реверсивного счетчика 4 значение кода K₂ на кодовом выходе вычитателя будет определяться как
K₂ K₁ K₄,
В зависимости от знака полученной разности кодов K₁ и K₄ будет меняться также и знак на выходе перенос (+/-) вычитателя. Код K₂ с кодового выхода вычитателя подается на вход преобразователя код-частота 3 (ПКЧ), который вырабатывает последовательность импульсов с частотой f, пропорциональной коду K₂
f K₂F,
где F крутизна преобразователя код-частота.

Указанные импульсы накапливаются в реверсивном счетчике, режим работы которого по знаковому входу (+/-) устанавливается на суммирование выходом перенос вычитателя, если K₁≥K₄, и на вычитание, если K₁<K₄. При равенстве кодов K₁=K₄ частота f 0 и состояние реверсивного счетчика остается неизменным. С выхода реверсивного счетчика код K₄ выводится на вторую выходную шину данных 6.

При скачкообразном изменении кода K₁ на входной шине данных код K₄ на второй выходной шине данных плавно во времени будет изменяться с постоянной времени, обратно пропорциональной крутизне ПКЧ, до тех пор, пока значение кода K₄ не сравняется с новым значением кода K₁. Таким образом, ЦФ по второй выходной шине данных является низкочастотным фильтром.

На первую выходную шину данных выводится код K₂ и знак перенос с выходов вычитателя. Все приращения кода K₁ сразу же передаются на выходы вычитателя и, следовательно, по первой выходной шине данных ЦФ эквивалентен высокочастотному фильтру.

Использование: в радиотехнике и системах связи. Сущность изобретения: в цифровой фильтр, содержащий вычитатель 2, входную шину данных 1, две выходные шины данных 5, 6, введены преобразователь 3 код-частота и реверсный счетчик 4, что позволяет упростить и расширить функциональные возможности цифрового фильтра. 1 ил.

Цифровой фильтр, содержащий вычитатель с подключенной к его входу "Уменьшаемое" входной шиной данных, две выходные шины данных, отличающийся тем, что в него введены преобразователь код-частота и реверсивный счетчик, кодовый выход вычитателя подключен к первой выходной шине данных и к входу преобразователя код-частота, выход которого подключен к счетному входу реверсивного счетчика, выход "Перенос" вычитателя подключен к первой выходной шине данных и знаковому входу реверсивного счетчика, выход реверсивного счетчика подключен к второй выходной шине данных и входу "Вычитаемое" вычитателя.