Синхронный N-канальный фильтр на основе приборов с зарядовой связью Советский патент 1988 года по МПК H03H19/00 

ФЗ.}

ВыгоЗ

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в устройствах частотной селекции.

Цель изобретения - увеличение динамического диапазона.

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема синхронного N-ка- нального фильтра на основе приборов с зарядовой связью; на фиг. 2 а-м - эпюры напряжений.

Синхронный N-канальный фильтр на основе приборов с зарядовой связью содержит генератор 1 тактовых импульсов, первый последовательный регистр 2, последовательно-параллельную секцию 3 регистров, второй последовательный регистр 4, первый 5 и второй 6 многоканальные коммутаторы, элемент ИЛИ 7, формирователь 8 импульсов управления накоплением, входной 9 и

выходной 10 элементы.

I,

Входной сигнал Ug с огибающей S(t) (фиг.2а) поступает на вход входного элемента 9 (фиг.1), на вход разрешения записи которого поступают сигналы и, разрешения записи с второго выхода генератора 1. В момент совпадения сигналов из и Uo формируются зарядо- вые пакеты в первом последовательном регистре 2. Величины зарядовых пакетов пропорциональны мгновенным значениям входного сигнала Uc. (фиг.2а, моменты заштрихованы). Для п-типа про водимости ПЗС запись информации осуществляется в момент действия низкого уровня в последовательности импульсов сигнала V (фиг.26). Зарядовые пакеты ступенчато перемещаются по ячейкам первого последовательного регистра 2 под воздействием сигналов Pj1, которые поступают с первого выхода генератора 1 на входы управления первого последовательного регистра 2. Напри- мер, в трехтактной схеме ПЗС последовательный стзтенчатый сдвиг зарядов в первом последовательном регистре 2 осуществляется сигналами с фазами Р1,1, Р2.1 и ФЗ.Г (фиг.2 в,г.д). Процесс записи и сдвига сигналов в первом последовательном регистре 2 повторяется N раз, где N - число ячеек (каналов) в первом последовательном регистре 2. Затем .N-зарядо- вых пакетов считьшаются из его N ячеек в первую строку последовательно параллельной секции 3 регистров под воздействием сигналов Pj 2, поступающих с третьих выходов генератора I н вход последовательно-параллельной секции 3 регистров.. Считывание происходит в момент t, (фиг.2 г,д,е) когда запрещается фаза сигнала .1 (фиг.2д), т .е. запрещается перемещение зарядов из потенциальных ям под вторыми электродами в потенциальные ямы под третьими элементами ячеек певого последовательного регистра 2 и разрешается передача зарядов в потенциальные ямы первых элементов ячеек 1-й строки последовательно-параллельной секции 3 регистров под воздействием фазы сигнала 1,2 (фиг.2е). Процесс заполнения зарядовыми пакетами первого последовательного регистра 2 и считывания зарядов в последовательно-параллельную секцию 3 регистров повторяется m раз, когда заряды из 1-й строки переместятся в т-ю строку секции 3 регистров. В этот момент (фиг.2, момент t,) на выходе формирователя 8 появляются сигнал Uu. управления коммутацией, под воздействием которого происходит отключение первого и второго выходов первого многоканального коммутатора 5 и подключеьше первого выхода формирователя 8 сигналов Pj ц управления накоплением через второй многоканальный коммутатор 6 к вторым входам элемента ИЛИ 7 (сигнал управления - единичный уровень импульса длительностью п 5,, где п - число зарядовых пакетов в столбце последовательно- параллельной секции 3 регистров, подлежащих суммированию). Под воздействием сигналов PjH и управления накоплением в ячейках второго последовательного регистра 4 накапливаются сз марные зарядовые пакеты. На фиг.2 приведен пример, когда заряды из под трех элементов т-й строки последовательно-параллельной секции 3 регистров переливаются в потенциаль- Hbie ямы под вторыми элементами ячеек второго последовательного регистра 4. Этот режим обеспечивают соответствующие уровни потенциалов сигналов с фазами Р 1.3 и Ф 3.3 - низкий уровень (потенциал барьерного запрещения), .3 - высокий уровень (потенциал хранения) (фиг.2 и,к,л момент ) Процесс накопления суммарных зарядов по столбцам каналам) происходит по линейному закону Qj- 2lQi - момент окончания процедуры накопления на

втором выходе формирователя 8 сигналов управления накоплением изменяется потенциал сигнала с единичного на нулевой уровень (фиг.2, момент t). В результате второй многоканальный коммутатор 6 отключает сигналы PjlH, а первый коммутатор 5 разрешает прохождение сигналов j 3 и U на входы управления второго последовательного регистра 4. Через N тактов сигнала (pj3 на выходе второго последовательного регистра 4 под воздействием сигнала (фиг.2 м, начиная с момента t) формируется N импульсных сигналов характеризуемых более высоким по сравнению с рекурсивными фильтрами отношением сигнал/шум J . Действительно, в синхронном N-канальном фильтре введен режим накопления зарядо- вых пакетов во втором последовательном регистре 4. Это позволяет исключить рециркуляционную обратную связь которая в рекурсивных фильтрах накладывает ограничения на допустимое от- ношение сигнал/шум у 12 дБ, при максимально-допустимом числе отсчетов . В предложенном фильтре эти ограничения снимаются, поскольку сигнал накапливается в фильтре по ли- нейному закону и при увеличении п до 100 J 20 дБ.

Формула изобретения

Синхронный N-кандпьный фильтр на основе приборов с зарядовой связью, содержащий генератор тактовых рмпуль- сов, первый последовательный регистр, последовательно-параллельную секцию регистров, второй последовательньй регистр, входной элемент, выходной элемент, причем входом N-канального синхронного фильтра является вход ВХОДНОГО элемента, выход которого соединен с входом первого последовательного регистра, выходом N-канального синхронного фильтра является

выход выходного элемента, вход кото- рого соединен с выходом второго последовательного регистра, N параллельных выходов первого последовательного регистра соединены с N входами последовательно-параллельной секции регистров, N выходов которой соединены с N входами второго последовательного регистра, первые выходы генератора тактовых импульсов соединены с входами управления первого последовательного регистра, второй выход генератора тактовых импульсов соединен с входом записи входного элемента, а третьи выходы генератора тактовых импульсов соединены с входами управления последовательно-параллельной секцией регистров, о т л с я тем, что, с целью намического диапазона.

и ч а ю щ и й- увеличения ди- введены перс(О 15 0 5 0

5

0

5

вый и второй многоканальные коммутаторы, элемент ИЛИ и формирователь сигналов управления накоплением, вход которого соединен с четвертым выходом генератора тактовых импульсов и с первым входом первого многоканального коммутатора, вторые входы которого соединены с пятыми выходами генератора тактовых импульсов, выход второго многоканального коммутатора и первый выход первого многоканального коммутатора соединены соответственно с первыми и вторыми входами элемента ИЛИ, выходы которого соединены с входами управления второго последовательного регистра, а второй выход первого многоканального коммутатора соединен с входом записи выходного элемента, при этом первые выходы формирователя сигналов управления накоплением соединены с первыми входами второго многоканального коммутатора, а второй выход формирователя сигналов управления накоплением соединен с вторьм входом второго многоканального коммутатора и с третьим входом первого многоканального коммутатора.

Vli

a S Ь

2 9

e ж

3

u к

/J /f

ГП

g

и

/

sft)

.

HTi

n П П r.

nz z z z z

/7

/Я

-

ФЗН

НП

::qn

П Гiri

/7

/Я

НП

-

ФЗН

::qn

П Гiri

Изобретение относится к радиоэлектронике. Цель изобретения - увеличение динамич.диапазона. Устр-во содержит г-р 1 тактовых импульсов, последовательные регистры (ПР) 2 rf 4, последовательно-параллельную секцию 3 регистров, многоканальные коммутаторы 5 и 6, эл-т ИЛИ 7, формирователь 8 импульсов управления накоплением, входной зл-т 9, выходной эл-т 10. Б фильтре введен режим накопления зарядовых пакетов в ПР 4. Это позволяет исключить рециркулярную обратную связь, к-рая в рекурсивных фильтрах накладывает ограничения на допустимое отношение сигнал/шум g - 12 дБ при максимально допустимом числе отсчетов . Б данном фильтре эти ограничения снимаются, поскольку сигнал накапливается в фильтре по линейному закону, и при увеличении п до 100 у -20, дБ. 2 ил. с S (Л

t,ti

VUZ2