Многоканальное устройство фильтрации Советский патент 1985 года по МПК H03H19/00 

I 1 Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах цифровой обработки информации. Цель изобретения - повьппение точности фильтрации. На фиг.1 приведена структурная электрическая схема многоканального устройства фильтрации, на фиг.2 структурная электрическая схема анализатора скользящего спектра комплексных сигналов} на фиг.З - структурная электрическая схема формирования тактовых импульсов; на фиг.4 диаграмма работы блока формирования тактовых импульсов. Многоканальное устройство фильтрации содержит анализатор 1 скользящего спектра комплексных сигналов,М каналов 2 фильтрации, каждый из которых состоит из первого и второго перемножителей 3 и 4, блока 5 постоянной памяти, первых комбинационного и накапливающего сумматоров 6 и 7, первого выходного регистра 8, третьего и четвертого перемножителей 9 и 10, вторых комбинационного и накапливающего сумматоров 11 и 12, и второго выходного регистра 13, а также блок 14 формирования тактовых импульсов. Анализатор 1 скользящего спектра комплексных сигналов содержит первый и второй аналого-цифровые преобразова тели (АЦП) 15 и 16, первое и второе оперативные запоминающие устройства (ОЗУ) 17 и 18, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой сумматоры 19-24, первый, второй, третий и четвертый умножители 25-28, третье и четвертое ОЗУ 29 и 30 и цифровой ге нератор 31 гармонических функций. Блок 14 формирования тактовых импульсов содержит генератор 32 тактовых импульсов, счетчик 33, регистр 34 и формирователь 35 пачек импульсов. Многоканальное устройство фильтра.ции работает следунмцим образом. На вход анализатора 1 скользящего спектра комплексных сигналов поступает подлежащий фильтрации комплексный сигнал t(t) x(t)+j (t ) (фиг.4а, б). Блок 14 формирования тактовых импульсов вырабатывает импульсы i. , с , код сигнала р и пачки тактовых импульсов tf , ifj, Чз (Фиг.4в, е, ж, 3, и). В анализаторе 1 скользящего спектра комплексных сигналов происходит 8 дискретизация (и квантование) входного сигна.ча {(i) (с помощью первого и второго АЦП 15 и 16), в результате чего получаются отсчеты входного сигнала {(V) ((k)+j(k) (фиг.г, д), над которыми производится в скользящем режиме анализа спектра прямое спектральное преобразование. Анализатор 1 скользящего спектра комплексных сигналов реализует эффективную рекуррентную процедуру: Vp)(H(V-N), для получения отсчетов скользящего спектра , -jfHv P ) Z 1) bcv-NH R((P) . где N - размерность вектора наблюдения , р - номер гармоники, реО , р-1 , V текущий номер отсчета сигнала (с|, О, 1, 2 ...). Последовательность отсчетов спектра требуемой передаточной характеристики в каждом из { 0,1,2,...,М каналов 2 фильтрагщи задается в виде H.(p)ReH.() , реО.М-, iei, Цифровые фильтры с конечной импульсной характеристикой (КИХ-фильтры) формируют значения {,((V)21 .((V-41, i,0,,2,...,i6l,M, k( где 4, (К) импульсная характеристика t го канала 2 фильтрации. В соответствии с теоремой Царсеваля последнее выражение эквивалентно в спектральном представлении {,()ttp) , 3) где Н (р) - сопряженный спектр импульсной характеристики -го канала 2 фильтрации или его сопряженная пе редаточная характеристика. Разверну выражение (3), получаем - м 4) (((p)рсО,.(p)(,(p)(p) pso ())-R«P(p)) , v. ,2,...,ievA откуда составляющие комплексных отсчетов фильтрованных сигналов определяются следующим образом: N(P)«R«fi{ V).(p)-ReH5Cp pro ) . Р-1 ;Ы 3„РЛр)РеНаИр«в . -к«Ч(р) , где 0, 1, 2, ..., (С1,М, 7Ц() и (V) выходные сигналы f(i 1.,2,... ,A) канало Выражения (4) и (5) представляют собой запись алгоритмов многоканаль ной цифровой фильтрации на основе скользящего анализа спектра,реализуе мых предлагаемым ус тройством. Для этог на каждом шаге скольжения анализатор 1 скользящего спектра комплексных си налов последовательно во времени (в темпе поступления с блока 14 формиро вания тактовых импульсов (j,p) выдает отсчеты скользящего спектра (1) по каждой гармонике pc,p-t первые входы соответствующих первых, вторых третьих и четвертых перемножителей Зь 4|, 9, и 10,. Каждый импульс Л,р,вырабатываемый в блоке 4 с помощью формирователя35 одновременно подсчитывается счетчико 33,а также осуществляет запись в регистр 34с выхода счетчика 33 предыдущего значения номера гармоники р , которое подается на управляющие входы блоков 5 (фиг.4е), вьфабатьшающих последовательности отсчетов передаточных характеристик (2) и, синхронно с поступлением отсчетов спектра (О подающих их на вторые входы первых, вторых, третьих и четвертых перемножителей 3j , 4-,, 9 и 10, на выходе . которых формируются произведения Re F(p) РеК(р) - на выходе первых умножителей, ReF.(p) - (p) - на выходе вторых умножителей, 5 FA(P ) «J Н(р) на выходе третьих умножителей, J,nF,y(p) -ReH(p) - на выходе четвертых умножителей. Первое и третье произведения пода-. ются на входы первых комбинационных сумматоров 6. ,, а вторые и четвертоена входы вторых комбинационных сумматоров 11.л, где производится их алгебраическое суьоиофование в соответствии с выражениями (4) и (5) и каждая сумма последовательно во времени поступает соответственно на входы первых и вторых накапливающих сумматоров 7.1 и 12. i , которые управляются импульсами i и f, (фиг.4ж из) таким образом, что при поступлении импульса 1/ к содержимому первых и. вторых накапливающих сумматоров 7. и 12.1 добавляется очередная сумма . парного произведения для соответству-. кщего номера гармоники р , а при поступлении импульса 2 производится их сброс в нуль. Перед сбросом информация с выходов первых и вторых накапливающих сумматоров 7.1 и 12.i переписывается импульсом (Фиг.4и) в соответствующие первые и вторые выходные регистры 8. и 13.i . Импульсы Ч , и f вырабатываются формирователем 35 блока 14 формирования тактовых импульсов в соответствии с приведенной на фиг.4 временной диаграммой. Таким образом, на каждом последующем шаге скольжения + в каждом канале фильтрации будет представлено комплексное значение отсчета реакции фильтра ({|,) х()+ )з () (фиг.4к ил), полученное на предыдущем шаге скольжения ц, в соответствии с выражениями (4) и (5).

Л

ViC)

.3

МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ФИЛЬТРАЦИИ, содержащее входной анализатор скользящего спектра, блок, формирования тактовых импульсов, М каналов фильтрации, каждый из которых состоит из последовательно соединенных первого комбинационного сумматора, первого накапливакяцего сумматора и первого выходного регистра, первого и второго перемножителей, включенных между первым и вторым выходами анализатора скользящего спектра и входами первого комбинационного сумматора соответственно и блока постоянной памяти, первый и второй выходы которого соединены с вторыми входами первого) и второго перемножителей соответственно, первые входы первых перемножителей и вторых перемножителей соответственно объединены между собой, входы управления блоков постоянной памяти, первые и вторые. входы управления первых накапливаннцих сумматоров и входы управления первых выходных регистров всех М каналов соответственно объединены между собой и подключены к адресному выходу, выходу записи, сброса и перезаписи блока формирования тактовых импульсов соответственно, тактовый выход которого соединен с первым входом управления анализатора скользящего спектра, о тличающееся тем, что, с целью повышения точности фильтрации, в каждый из М каналов фильтрации введены последовательно соединенные второй комбинационный сумматор, второй., накапливающий сумматор и второй выходной регистр, входы управления которых объединены с входами управления первого комбинационного сумматора, первого накапливающего сумматора и первого выходного регистра соответственно, третий и четвертый перемножители, включенные между первым и вторым выходами анализатора скольСО 00 зящего спектра и входами второго комбинационного сумматора соответствен но, вторые входы третьего и четвертого перемножителей соединены с вторым 00 и первым выходами блока постоянной памятисоответственно, а анализатор скользящего спектра выполнен в виде анализатора скользящего спектра комплексньсх сигналов, второй вход управления которого подключен к выходу управления блока формирования тактовых импульсов.