Цифровой фильтр с дельта-модуляцией Советский патент 1988 года по МПК H03M3/02 H03H17/06 

оо со

о

СХ)

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для фильтрации сигналов с линейной дельта-модуляцией с преобразованием в импульсно-кодовую модуляцию.

Цель изобретения - повьшение точности фильтрации.

На фиг.1.представлена электричесгде е

(1

.i г О.

О,

vy

О, vb-,

О,

эффициентов. Та период дискретизации, поступают на счетный вход первого счетчика 19, на выходе переноса

Последовательности , |e V} еу являются одноразрядными кодовыми последовательностями и предг ставлены в формате линейной дельта- модуляции.

Тактовые импульсы (фиг,2,а) с выкая структурная схема цифрового филь-ю хода тактового генератора 15 с часто- тра с дельта-модуляцией; на фиг.2 -той М/Т, где М число весовых ковременные диаграммы.

Цифровой фильтр содержит линейный дельта-модулятор (ЛДМ) 1 первый блок 2 постоянной памяти, элемент 3 эквива з которого формируется импульс частотой лентности, реверсивный счетчик 4, пер- Тп(фиг.2б). По его переднему

вый блок 5 переключателей, первыйфронту производят считьшание вькодблок 6 оперативной памяти, второйного сигнала h , линейного дельтаблок 7 постоянной памяти, первыймодулятора 1. На интервале дискретирегистр 8, третий сумматор 9, второй 20 зации О, Тд (фиг.2,в) с ЛДМ 1 сиг- leгиcтp 10, управляемый сумматор 11,нал поступает на один из входов элевторой блок J 2 переключателей, второй мента 3 эквивалентности, выполненного блок 13 опёратганой памяти, первый ив виде элементов ИСКЛЮЧАЮРШЕ ИЛИ-НЕ,

второй сумматоры 14 и 15, цифроанало- на второй вход которого последователь- говый преобразователь 16, блок 1725 но подаются в циклическом порядке с

управления, содержащий тактовый гене- выхода первого блока 2 постоянной.па- ратор 18, первый и второй счетчики 19 и 20, элемент ИЛИ-НЕ 21, сумматор 22, формирователь 23 импульсов.

Цифровой фильтр с дельта-модуляци ЗО изменения коэффициентов постоянный и ей работает следующим образом.задается первым счетчиком 19.

мяти все весовые коэффициенты , k О, К-1 (каждый на протяжении времени То/М (фиг.2,г). Порядок

Выходной сигнал цифрового фильтра с линейной дельта модуляцией в обычном формате импульсно-кодовой модуляции записывается в виде

Результат перемножения h i ® h

|,f... 1

kr1 m::0 M-1

k-m «n

m«1

V y, e

V-M

(tl

n

).(1)

шагов квантования входного сигнала на коэффициенты подается на управляющий 35 вход реверсивного счетчика 4.

В интервалы времени Ctg,, t , t, Jи т.п. производится чтение из первого блока 6 оперативной памяти и запись по установочньм входам в ре 40 версивный счетчик 4 сигнала, соответствующего неполной свертке, т.е. г свертке, содержащей менее М слагаемых. По заднему фронту тактового импульса (фиг.2,а) записанный в счетчике 4 сигнал суммируется с результатом перемножения шага квантования входного сигнала на коэффициент импульсной характеристики. В интервалы времени t,, tj 1 и т.д. производится запись ются тремя последовательными этапами, Q накопленной величины сигнала (соот- каждый из которых реализуется опера-ветствующего неполной свертке) в ту

где 1е, k - 0,М-1, г , г 1, М-1 - гааги квантования нерекурсивной и рекурсивной частей импульсной характеристики соответствен- дд но: , S О - шаги квантова 5- /1/1

го вуглгтчг т г г LTT-ил ГТЯ о 9Vl .

1,

НИЯ входного сигнала; e e o.li.

Вычисления no формуле (1) проверяциеи суммирования

же ячейку первого блока 6 оперативной памяти через первый блок 5 переключателей,

М-1

I

mi о

M-t

e. v4..

U-m

k-n.

- Sv - RV;

- II

V y.. у n

-I

V y ,

где е

(1

.i г О.

О,

2

vy

О, vb-,

О,

эффициентов. Та период дискретизации, поступают на счетный вход первого счетчика 19, на выходе переноса

Тактовые импульсы (фиг,2,а) с вы хода тактового генератора 15 с часто- той М/Т, где М число весовых ко

которого формируется импульс частотой Тп(фиг.2б). По его переднему

выхода первого блока 2 постоянной.па

изменения коэффициентов постоянный задается первым счетчиком 19.

мяти все весовые коэффициенты , k О, К-1 (каждый на протяжении времени То/М (фиг.2,г). Порядок

Результат перемножения h i ® h

же ячейку первого блока 6 оперативной памяти через первый блок 5 переключателей,

55Переключатели первого блока 5 находятся в первом положении U jj Up из-за отсутствия импульса (фиг,2,д) на выходе элемента ШШ-НЕ 21 . Номера

ячеек первого блока 6 оперативной памяти определяются вторым счетчиком 20 и сумматором 22, которые обеспечивают их рециркуляцию (фиг.2,г).

Такое накопление сигнала в виде неполной свертки происходит на протяжении всех интервалов времени Tq/M, кроме to,t,j, когда импульс (фиг.2,д) переводит переключатели первого блока А в другое положение, при котором и 13 Ujj 0.

В результате этого на протяжении интервала времени t ,, t происходит запись нуля в соответствующую ячейку первого блока 6 оперативной памяти, В момент времени t (по заднему фронту тактового импульса) из сигнала, записанного в реверсивный счетчик А, формируется сигнал, соот-

ветствующий полной свертке (ir,e, содержащий К слагаемых), В момент времени t яо переднему фронту импульса с второго выхода формирователя 23 импульсов (фиг,2,е) производится запись указанного сигнала в первый регистр 8

На протяжении интервала дискретизации до момента времени t-j следующего периода дискретизации значение сигнала S j из первого регистра 8 поступает на один из входов третьего сумматора 9,

В интервал времени t, t , J производится чтение из второго блока 13 оперативной памяти и подача на входы третьего сумматора 9 и управляемого сумматора 11 величины сигнала, соответствующего полной рекурсии R |.

По второму входу третьего сумматора 9 осуществляется преобразование в его дополнение, в результате чего на выходе третьего сумматора 9 формируется значение сигнала vy, которое записьюается в момент времени t по переднему фронту сигнала с первого выхода формирователя 23 импульсов (фиг,2, е) во второй регистр 10 и первый сумматор 1А, В результате этого производится суммирование в сумматоре 1А с накопленным в нем сигналом, а по заднему фронту импульса с первого выхода формирователя 23 (в момент времени t текущего периода дискретизации) суммирование выходного сигнала первого сумматора 1А с пре- дыдущим отсчетом выходного сигнала во втором сумматоре 15, Таким образом во втором сумматоре 15 формируется отсчет выходного сигнала фильтрации

в форме импульсно-кодовой ляции. При помощи ЦА11 16 сигнал преобразуется в аналоговую форму y(tl. По сигналу с второго выхода форми рователя 23 импульсов (фиг,2,е) пере ключатели второго блока 12 переводятся в положение, при котором Ujj Up г 0.

В результате этого на протяжении интервала времени tj, t происходит запись нуля в соответствующую ячейку второго блока 11 оперативной памяти. На протяжении интервала времени

(Тп-ТоК ) (от момента времени t текущего периода дискретизации до момента времени t, следующего периода дис

кретияации) значение сигнала у из второго регистра 10 поступает на первый вход управляемого сумматора И, на управляющий вход которого подаются в циклическом порядке с выхода второго блока 7 постоянной памяти все весовые коэффициенты i

0

5

0

5

5

k 1 , М - 1 ,

времени

каждый на протяжении .

(фиг,2,ж). Порядок

изменения коэффициентов постоянный и задается первым счетчиком 19, причем на протяжении интервала времени tj, t4 происходит чтение коэффици ей та h

Е интервалы времени t tc и,т.д, производится чтение из второго блока 13 оперативной памяти и подача на вторые входы управляемого сумматора 11 величины сигнала, соответствующего неполной рекурсии ,т,е, содержащей менее К-1 слагаемых.

Управляемый сумматор 11 выполняет операцию накопления значений рекурсии для К-1 последующих периодов дискретизации, причем при h 1 производится суммирование выходного сиг нала второго блока 13 оперативной

памяти ,(Я

k

значением вычитание

7 у;

, а при

значения

vy,

из выходного сигнала второго блока 13, По низкому уровню тактового импульса (фиг,2,а) производится запись результата суммирования в ту же ячейку второго блока 13 оперативной памяти через второй блок 12 переключателей. Переключатели второго блока 12 находятся в первом положении

(UD D,)В -этом случае отсутствует импульс

(фиг,2,е) с второго выхода формирователя 23 импульсов, Номера ячеек второго блока 13 оперативной памяти определяются вторым счетчиком 20 и сумматором 22, которые обеспечивают их рециркуляцию, и совпадают с номерами ячеек первого блока 6 оператив ной памяти (фиг.2,д)

Накопление значений рекурсий проис ходит аналогично накоплению значений неполных сверток и производится до момента времени tj следующего периода дискретизации, после чего цикл накоп- л|1йия и цикл работы повторяется (фиг.2,з).

Формула изобретения

Цифровой фильтр с делъта--модуляци jfl, содержащий последовательно соеди ненные линейный дельта -модулятор, . вход которого является входом цифрово го фильтра с дельта-модуляцией,и эле мент эквивалентности, первый блок постоянной памяти, выход которого соединен с вторым входом элемента эквивалентности, последовательно соеди- ненные реверсивный счетчик, первый управляющий вход которого соединен с выходом элемента эквивалентности, первый блок переключателей и первый блок оперативной памяти выход кото- рого соединен с информационным входом реверсивного счетчика, последовательно соединенные первый сумматор, второй сумматор и цифроаналоговый преобразователь, вход

выход которого являются соответственно цифровым и аналоговьм выходами цифрового фильтра с дельта-модуляцией блок управления, выполненный в виде последовательно соединенных тактово- го генератора, первого счетчика, элемента ИЛК-НЕ и формирователя импульсов, первый вход которого объединен с управляющим входом блока переключателя, а первый выход соединен с управляющими входами первого и второго сумматоров, а также последова

о 5 О

5

д

тельно соединенных второго счетчика, вход которого объединен с управляющим входом линейного дельта-модулятора и соединен с другим выходом первого счетчика, и сумматора, второй вход которого объединен с входами элемента ИЛИ-НЕ и первого блока постоянной памяти, а выход соединен с адресным входом блока оперативной памяти, управляющий вход которого объединен с вторым управляющим входом реверсивного счетчика и второго входа формирователя импульсов и соединен с выходом тактового генератора, о т- личающийся тем,что, с целью повышения точности фильтрации, введены последовательно соединенные первый регистр, информационный вход которого соединен с выходом реверсивного счет- чика, и третий сумматор, выход которого соединен с сигнальным входом первого сумматора, последовательно соединенные второй регистр, сигналь- ный вход которого соединен с выходом третьего сумматора, а синхровход объединен с синхровходом первого сум матора, управляемый сумматор, второй блок переключателей, второй сигнальный вход которого соединен с шиной логического нуля, а управляющий вход соединен с дополнительным выходом формирователя импульсов блока управления, и второй блок оперативной памяти, адресный вход которого объеди- нен с адресным входом первого блока оперативной памяти, управляющий вход соединен с выходом тактового генератора блока управления, а выход соединен с другим входом третьего сумма- тора и с другим сигнальным входом управляемого сумматора, и второй бл постоянной памяти, вход которого соединен с выходом первого счетчика блока управления, а соединен с управляющим входом управляемого сумматора .

а) Г1

п

6)

г)

0)

е)

ж) ЖПС

3J

to ti

I п

Г1 ГТГТГ t

ТА

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение точности фильтрации. Цифровой фильтр содержит линейный дельта-модулятор 1, блоки постоянной памяти 2 и 7, эквивалентности 3, реверсивный счетчик 4, блоки 5 и 12 переключателей, блоки оперативной памяти 6 и 13, регистры 8 и 10, сумматоры 9,11,14 и 15, ЦАП 16 и блок управления 17, состоящий из тактового г-ра 18, счетчиков 19 и 20, эл-та ИЛИ-НЕ 21, сумматора 22 и формирователя 23 импульсов. После накопления сигнала в виде неполной свертки счетчик 4 формирует сиг нал, соответствующий полной свертке, который записьшается в регистр 8. На протяжении интервала дискретизации сигнал с регистра 8 поступает на сумматор 9, где суммируется с сигналом, соответствующим полной рекурсии, Результирующий сигнал накапливается в сумматорах 14 и 15, и на выходе nor следнего формируется отсчет выходного сигнала фильтрации в форме импульсно- кодовой модуляции. ЦАЦ 16 преобразует этот сигнал в аналоговую форму. Цель достигается введением блока 7, регистров В и 10, сумматоров 9 и 11, блока переключателей 12 и блока 13, с помощью которых формируется сигнал, соответствующий полной рекурсии. 2 ил. с & (Л

Фиг. 2