Цифровой фильтр нижних частот Советский патент 1987 года по МПК H03H17/04 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для обработки сигналов, задаваемых циф- .ровым кодом.

Цель изобретения - упрощение технической реализации путем использования умножителей с коэффициента- ми умножения меньше единицы и упрощения регулировки частоты среза.

На чертеже представлена электри- ческая структурная схема цифрового фильтра нижних частот.

Цифровой фильтр нижних частот содержит второй и первый умножители 1 и 2, третий, четвертый, пятый, второй и первый сумматоры 3-7, первый и второй элементы 8 и 9 задержки

Цифровой фильтр нижних частот работает следующим образом.

Отсчеты входного сигнала поступают на первый вход пятого сумматора 5, с выхода которого они поступают на вход второго умножителя 1. Затем отсчеты входного сигьала и отсчеты, взвешенные во втором умножителе 1, поступают на входы первого сумматора 7. Просуммированные в первом сумматоре 7 отсчеты поступают на вход второго сумматора 6. Просуммированные и вновь взвешенные в первом умг- ножителе 2 отсчеты поступают на входы третьего сумматора 3, Значение отсчетов сигнала на выходе третьего сумматора 3 записьшается в первом элементе 8 задержки. Эти отсчеты взвешиваются во втором умножителе 1 и с выхода первого сумматора 7 поступают на вход второго сумматора 6, с выхода которого они поступают в первый умножитель 2. Вновь взвешенные отсчеты в первом умножителе 2 и отсчеты, взвешенные во втором умножителе 1, склсодываются в третьем сумматоре 3.

В четвертом сумматоре 4 происходит сложение отсчетов, поступаюш;1-1х с выхода третьего сумматора 3, с удвоенным значение отсчетов сигнала, хранящихся в первом элементе 8 за- держки. Результат сложения записьта ется во второй элемент 9 задержки. С выхода второго сумматора. 6 проин- вертированные отсчеты сигнала, хранящиеся во втором элементе 9 задержки, поступают на вход первого умножителя 2, где производится их умножение на соответствукнций коэффициент умножения. Затем отсчеты с выхода третьего сумматора 3 поступают на вход четвертого сумматора 4, где складываются с отсчетами сигнала, хранящимися во втором элементе 9 .

задержки. Результат сложения записывается в первом элементе 8 задержки, а отсчеты сигнала, хранящиеся в нем ранее, перезаписываются во второй

элемент 9 задержки.

Для вычисления следующего отсчета выходного сигнала необходимо хранить отсчеты сигнала, записанные в первом и втором элементах 8 и 9 задержки.

С вновь поступающими отсчетами входного сигнала производятся следующие операции. В пятом сумматоре 5 складываются проинвертированные новые отсчеты входного сигнала с отсчетами, хранящимися в первом элементе 8 задер жки. Результат сложения, взвешенный во втором умножителе 1, складывается с новыми отсчетами входного сигнала в первом сумматоре 7.

Отсчеты сигнала с выхода первого

сумматора 7 поступают во второй сумматор 6, где складываются с проин- вертированными отсчетами, записанными во BtopoM элементе 9 задержки.

Результат сложения взвешивае тся в первом умножителе 2 и поступает в : третий сумматор 3, который производит его сложение с отсчетами сигнала, поступающими с выхода первого

сумматора 7. Отсчеты, поступающие с выхода третьего сумматора 3, складываются в четвертом сумматоре 4 с отсчетами, хранящимися в первом элементе 8 задержки, и с отсчетами

сигнала, хранящимися во втором эле- : менте 9 задержки. Затем производится перезапись отсчетов сигнала, хранящихся в элемента 8 и 9 задержки, а результат последнего сложения поступает на выход цифрового фильтра нижних частот.

Передаточная функция цифрового фильтра нижних частот, являющегося низкочастотным звеном второго порядка, равна

H(Z)

(1-B)(H-A)(1+2Z

+Z-M

1-B(1+A)Z- +AZгде A, В - коэффициенты умножения первого и второго умножителей 2 и 1 соответственно. Из условий устойчивости /А/ /В/ 1 видно, что значения А и В не превьш1ают единицы

по абсолютной величине, что приводит к упрощению технической реализации умножителей.

Бели выразить коэффициент В через параметры собственной частоты аналогового фильтра нижних частот Uo и параметр перестройки

В

l-foV-r iTwJr

то видно, что этот коэффициент .не зависит от добротности фильтра, что позволяет упростить регулировку частоты среза, используя для этого только коэффициент В.

.Форм-ула изобретения

Цифровой фильтр нижних частот, содержащий последовательно соединенные первый сумматор, первьй вход ко- -торого является входом фильтра ниж- них частот, второй сумматор, первый умножитель, третий сумматор, второй

Редактор И.Касарда

Составитель Э.Борисов Техред И.Попович

Заказ 3979/56

Тираж 901Подписное

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.

5

0

5

вход которого соединен с выходом первого сумматора, и четвертый сумматор, выход которого является .выходом фильтра нижних частот, последовательно соединенные первый элемент задержки, вход которого соединен с выходом третьего сумматора, и второй элемент задержки, выход ко- соединен с вторыми входами второго и четвертого сумматоров, отличающийся тем, что, с целью упрощения технической реализации путем использования умножителей с коэффициентами умножения меньше единицы и упрощения регулировки частоты среза, дополнительно введены последовательно соединенные пятый сумматор, первый вход которого объединен с первым входом первого сумматора, а второй вход соединен с выходом первого элемента задержки, объединенного с третьим и четвертым входами четвертого сумматора, и второй умножитель, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора.

Корректор А.Тяско

Изобретение относится к радио-, технике. Цель изобретения - упрощение технической реализации путем использования умножителей с коэффициентами умножения меньше единицы и упрощения регулировки частоты среза, фильтр содержит умножители 1 и 2, сумматоры 3-7 и элементы задержки 8 и 9. Цель достигается введением сумматора 5 и умножителя 1, с помощью которых осуществляется сложение проинвертированных новых отсчетов входного сигнала с отсчетами, хранящимися в элементе - задержки 8, и взвешивание этого результата сложения . 1 ил. (Л с Вход SoMOff 00 СлЭ о;: Со Од 0