Устройство для частотного разделения трехканального цифрового сигнала Советский патент 1984 года по МПК H03H17/06 

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для выделения канальных сигналов из труп пового цифрового сигнала с частотным разделением каналов.

Известно устройство для частотного разделения группового цифрового сигнала, содержащ(е для разделения трехканального сигнала пять фильтров Двух типов, причем три - с пониженной частотой дискретизации Щ .

Недостатками такого устройства являются сложность и большие аппаратурные затраты.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является устройство для частотного разделения группового цифрового сигнала, содержащее для разделения трехканального сигнала шесть нерекурсивных фильтров нижних частот с заданной шириной полосы пропускания, каждый из которых состоит из линии задержки, нечетные выходы которой подключены К вхо. дам первого блока умножения, а четные выходы подключены к входам второго- блока умножения, а также первого сумматора, к входам которого подключены выходы первого блока умножения, второго сумматора, к входам которого подключены выходы второго блока ут1ножения, и третьего сумматора, к входам которого подключены выходы первого и второго сумматоров, и не менее четырех балансных модуляторов на входе и четырех балансных модуляторов на выходе 2J ,

Недостатком известного устройства т.акже являются сложность и большие аппаратурные затраты.

Целью изобретения является упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее блок задержки, i-й (,3,..) выход которого соединен с j-м (j (i-bl)/2) входом первого блока умножения, J-й выход которого соединен с J-M входом первого с тлматора, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, второй вход которого подключен к выходу третьэго сумматора, j-й вход которого соединен с J-M ВЫХОДОМ второго блока умножения, j-й вход которого подключен к ( i-ь )-му .выходу блока задержки, вход блока задержки и выход второго суг 1матора являются соответственно информационным входом и первым информационным выходом устройства, содержит четвертый сумматор, группу элементов НЕ, вычитатель, третий и четвертый блоки умножения, причем выходы разрядов первого сумматора соединены соответственно с входами элементов НЕ группы, выходы которых соединены с первым входом четвертого сумматора, второй вход которого подключен к выходу третьего сумматора, выход которого также соединен с первым входом третьего блока умножения, выход которого подключен к первому входу вычитателя, второй вход которого соединен с выходом четвертого блока умножения, первый вход которого подключен к (Н+1)/2-му выходу блока задержки, вторые входы третьего и четвертого блоков умножения являются соответственно входами задания первого и второго коэффициента устройства, выход четвертого сумматора и выход вычитателя являются соответственно вторым и третьим информационными выходами устройства.

Ка чертеже изображена блок-схеме устройства.

Устройство частотного разделения трехканального группового сигнала содержит нерекурсивный цифровой фильтр1 нижних частот, который состоит из блока 2 задержки, блока 3 умножения, блока 4 умножения, а также сумматоров 5-7; формирователь 8 час сотной характеристики фильтра верхних частот,состоящий из группы элементов НЕ и сумматора 10, и формирователь 11 частотной характеристики полосового фильтра, который состоит из блоков 12 и 13 умножения, вычитателя 14.

В данном устройстве частотное разделение трехканального цифрового сигнала осуществляется при помощи цифрового нерекурсивного фильтра нижних частот и двух формирователей частотных характеристик фильтра верхних частот и полосового фильтра следующим образом.

Нерекурсивный цифровой фильтр нижних частот работает по алгоритму прямой свеотки

,

U 11

N + K

где Xf( и х. - значение задержанного входного сигнала на выходах линии задержки , симметричных относительно ее центра;

К номер выхода линии задержки; К-ый коэффициент

ч нерекурсивногоцифрового фильтра .нижних частот;

2И длина линии задержки . .

В данном случае операция суммирования выполняется на нескольких сумматорах: сумматор 5 вычисляет сумму

i«|i,

где m - нечетное значение К;

, йумматор 6 вьлчисляет сумм

,hetH-e N.e),

где е - четные значения К; на выходе сумматора 7 формируется выходной сигнал цифрового фильтра нижних частот

УФчА ЧпЧпЧастотная характеристика фильтра верхних частот может быть получена из частотной характеристики .фильтр нижних частот путем смещения ее на по оси нормированных частот (или на половину частоты дискретизации по оси частот

U f. ti p-i-

(В4Л j : kq 84eJ

где - частотная характеристика цифрового нерекурсивного фильтра низних частот 1;

Чф84 Ь,.е(ч.и ..

Таким образом коэффициенты цифро-. вого фильтра верхних частот могут быть получены из коэффициентов цифрового фильтра нижних частот h. путем изменения знаков при нечетных коэффициентах.

Выходно. сигнал фильтра верхних частот опеределяется выражением

N .N

.,v.(vN.Y,XNtn l X heCxн-e

.e -y,C/

;Ормирователь 8 Частотной характеристики фильтра верхних частот построен в соответствии с этим выражением: умножение на минус единицу осуществляет группа элементов НЕ, а суммирование осуществляется сумматором 10.

Частотная характеристика полосового фильтра может быть получена из частотных характеристик фильтров нижних частот и верхний частот

H.,U-N.e««-i b.ei--t b,,.,.-«,

где|( jcos- частотная характе8ристика всепропускающего фильтра.

H„,Чei). Ь,Ч-.)е-

N .

-V i, p-lwK

. 7

откуда следует, что полосовой фильтр должен иметь следующие коэффициенты ГА при .

4nsp - (-1) +1 h при

. 1 А при или 1 Р и к - нечетное

L-2hK при и К-четное ааким образом, выходной сигнал полосового фильтра должен определяться выра1жением.

.. ,.в-I.2helx,,etXн+eЬ где - сигнал на центральном выходе линии задержки.

Уппф Л-Хи.,в.-2у;. .

Формирователь 11 частотной характеристики полосового фильтра построен в соответствии с этим выражением: блок 12 умножения осуществляет умножение выходного сигнала сумматора б на два, блок 13 умножения осуществляет умножение сигнала, поступающего с центрального выхода блока 2 задержки, на величину А, и на вычитателе 14 осуществляется формирование выходного сигнала полосового фильтра.

Предлагаемое устройство наиболее эффективно при выделении канальных сигналов из группового сигнала, если число каналов кратно трем.

. в предлагаемом устройстве для разделения трехканального группового сигнала не требуются балансные модуляторы и используется только один фильтр, вследствие чего необходимый объем блока задержки втрое меньше.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЧАСТОТНОГО РАЗДЕЛЕНИЯ ТРЕХКАНАЛЬНОГО ЦИФРОВОГО СИГНАЛА, содержсодее блок задержки, i-й (,3...) выход которого соединен с ,1-м (j (i+l)/2) входом первого блока умножения, j-й выход которого соединен с ,1-м входом первого сумматора, выход которого подключен к первому входу второго сумматора; второй вход которого подключен к выходутретьего сумматора, j-й вход которого соединен с J-м выходом второго блока умножения, j-й вход которого подключен к (И-1)-му выходу блока задержки, вход блока Зсщержки и выход второго сумматора являются соответственно информационнъал входом и первым информационным выходом устройства, отличи ющ ее с я тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит четвертый сумматор, группу элег.гентов НЕ, вычитатель, третий и четвертый блоки умножения, причем выходы разрядов первого сумматора соединены соответственно с входами элементов НЕ группы, выходы которых соединены с первым входом четвертого сумматора, второй вход которого подключен к ВЫХОДУ третьего сумматора, выход § которого соединен с первым входом третьего блока умножения, выход которого подключен к первому входу вычитателя., второй вход которого соединен с выходом четвертого блока умножения, первый вход которого подключен к й+1)/2-му выходу блока задержки, вторые входы третьего и четвертого блоков умножения являются соответственно входами задания первого и второго коэффициентов устройства, выход четвертого сумматора и выход вычитателя являются сд соответственно вторым и третьим инсо ел формационными выходами устройства.