Цифровой рекурсивный полосовой фильтр Советский патент 1986 года по МПК H03H17/04 

1

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах цифровой обработки информации .

Цель изобретения - повышение быстродействия .

На фиг.1 приведена структурная ,электрическая схема цифрового рекурсивного полосового фильтра; на фиг.2 - его граф.

Цифровой рекурсивный полосовой фильтр содержит первый и второй бло 1 и 2 задержки, первый, второй и третий сумматоры 3-5, первый, второй и третий умножителя 6-8.

Цифровой рекурсивный полосовой фильтр работает следующим образом.

На низких частотах, где два следующих друг за другом с интервалом дискретизации значения входного сигнала мало отличаются друг от друга работу устройства можно пояснить следующим образом.

Низкочастотный сигнал, пройдя через первый умножитель 6 и первый сумматор 3, поступает на инвертирующий вход третьего сумматора 5, на неинвертирующий вход которого поступает практически без изменений тот же сигнал через первый блок 1 и второй блок 2 задержки. В результате суммирования на выходе третьег сумматора 5, формируется сигнал, близкий по величине к нулю. Таким образом, для низких част от цифровой рекурсивный полосовой фильтр будет обеспечивать ослабление сигнала.

На высоких частотах, близких к половине частоты дискретизации сигнала, два следующих друг за другом значения входного сигнала мало отличаются друг от друга по величине и противоположны по знаку. Пройдя через первый умножитель 6, первый сумматор 3, блоки 1 и 2 задержки дважды сменив знак, он поступает на инвертирующий вход третьего су пчато ра 5, на инвертирующий вход которо- г о поступает практически такой же по величине сигнал. Так1-1м образом, на выходе третьего сумматора 5, а следовательно, и на выходе цифрового рекурсивного поло сового фильтра, получается сигнал, близкий по величине к нулю.

Передаточная функция Б Z плоско- .сти для цифрового фильтра (фиг.2), исходя из этого графа, равна

2249801

н(7: )- i.

где Р, h(-l )(-);

(-1)7Г 7/ ;

Р,.,7;-;; ,

Z- /;

L BZ ;

.7/ ;

L o6Z Z (-l ),

где h, (V, и - коэффициенты умножения соответственно умножителей 6,7 и 8. Проведя необходимые подстановки,

имеем

H().( -)

;2)

1-р (l+oi)7r + ctZ/

Для оценки частотных свойств фильтра полученное выражение следует трансформировать в частотную область посредством преобразования

25

1 - tg -|-

(3)

Тогда квадрат модуля амплитудно-час- тотной характеристики фильтра будет иметь вид

(4)

bn.)4f()

H(jull

40-o.n3(fln,..(

Резонанс будет наблюдаться на частоте, определяемой из условия

l-f3-(l + pitgV -|-) О, откуда

45

2 М-Р

р -f- Нт-Тр(5

на этой частоте

Н(,1с.)| . ,

50

следовательно, коэффициент передачи на резонансной частоте

(6 )

$

Тогда д,г1я коорд1 гат полосы пропускания (ли со, - со, ) по уровню 3 дБ можно .- аписать

1

Н(.1 СО,)

1 -и

k h

тт / . ii ii

b(;«J| --...

Приравняв это выражение выражению (4) и решив полученное биквадрат- ,мое уравнение,получим значения

tg(jT) и )

С учетом ства

2 1 - 0 ДЫ --- arctg -----(7)

Из выражений (5), (6) и (7) следует, что есть возможность взаимно независимой перестройки фильтра по полосе пропускания изменением значения коэффициента d , по резонансной частоте с помощью коэффициента |3 и коэффициента передачи на резонансной частоте варьированием коэффициента h. При этом по сравнению с известным устройством, используют три умножителя, вместо четырех, что по- вьшает быстродействие.

Формула изобретения 30

Цифровой рекурсивный полосовой фильтр, содержащий последовательно сое25

30

249804

диненные первый умножитель и первый сумматор , последовательно соединенные второй умножитель , второй сумматор и первый блок задержки, последовательно сое- 5 диненные второй блок задержки и третий сумматор, а также третий умножитель, выход которого подключен к второму входу второго сумматора, причем первый вход первого сумматора и

10 второй вход второго сумматора являются неинвертируюищми, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия, первый вход первого сумматора соединен с первым

15 входом второго сумматора, выход которого подключен к второму входу третьего сумматора, выход первого блока задержки соединен с входом второго блока задержки и с входом третьего

20 умножителя, выход которого подключен к второму входу первого сумматора, выход третьего блока задержки соединен с третьим входом первого сумматора, вход первого умножителя явля25 ется входом, а выход третьег о сумматора - выходом цифрового рекурсивного полосового фильтра, причем второй вход первого сумматора и первые входы второго и третьего сумматоров являются неинвертирующими, а третьи входы первого и второго сумматора и второй вход третьего сумматора - инвертирующими.

Составитель А.Осипович Редактор И.Сегляник Техред л.Олейник Корректор М.Демчик

Заказ .1963/57Тираж 816Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

.2

Изобретение относится к радиотехнике и м.б. использовано в системах цифровой обработки информации. Повышается быстродействие. Устройство содержит блоки I и 2 задержки (ВЗ), сумматоры (с) 3-5 и умножители (у) 6-8.НЧ-сигнал через У6 и СЗ поступает на инвертирующий вход С 5. На неинвертирующий вход поступает тот же сигнал через БЗ 1 и 2. На выходе С 5 формируется сигнал, близкий к нулю. Для НЧ устройство обеспечивает ослабление сигнала. На ВЧ, близких к половине частоты дискретизации сигнала, два следующих др. за др. значения входного сигнала мало отличаются по величине и противоположны по знаку. На выходе С 5, а следовательно, и на выходе устройства, получается сигнал, близкий по величине к нулю. В сравнении с прототипом, используется три У вместо четырех, что повышает быстродействие, 2 ил. с € dJfOd Вь/год NP tC 4 О X)