Многоканальный рекурсивный фильтр Советский патент 1989 года по МПК H03H15/00 H03H17/04 

Фиг.1

Изобретение относитсяОк радиотехнике и может быть использовано для фильтрации сигналов, поступающих по N независимым каналам.

Цель изобретения - повышение точности фильтрации.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема многоканального рекурсивного фильтра; на фиг.2 - схе ма блока синхронизации; на фиг.З и 4 - временные диаграммы, поясняющие их работу.

Многоканальный рекурсивный фильтр (фиг.1) содержит первый коммутатор 1 блок 2 синхронизации, первый сумматор 3, распределитель 4 сигналов, 1+1 группу, состоящую из первого и второго элементов 5-1 - 5-(1+1) и 6-1 - 6-(1+1) задержки, восьмой ком- мутатор 7, первую группу и-з N умножителей 8-1 - 8-Н, вторую группу из N умножителей 9-1 - , пятый коммутатор 10, второй коммутатор 11, девятый коммутатор 12, четвертый комму- та гор 13, третью группу из N умножителей 14-1 - 14-N, четвертую группу из N умножителей 15-1 - 15-N, седьмой коммутатор 16, пятую группу из N умножителей 17-1 - 17-N, шестой коммутатор 18, второй сумматор 19, третий коммутатор 20.

Блок 2 синхронизации (фиг.2) содержи генератор 21 тактовых импульсов, счечики 22 и 23 импульсов, делитель 24 частоты импульсов, инвертор 25.

Многоканальный рекурсивный фильтр работает следующим образом.

Выходные аналоговые сигналы, поступающие на вход первого коммутатор 1, преобразуются им в уплотненную во времени последовательность отсчетов с периодом дискретизации сигнала одного канала, равным Тд (фиг.З и 4а, в этом примере N 2). Частота следования отсчетов на входе первого сумматора 3 равна 2 Тд (при N каналах ) и равна час юте сдвига информации в элементах 5-1 - 5-N и 6-1 - 6-N задержки. Распределитель 4 сигналов работает так, что на каждом из его выходов формируется последовательность отсчетов сигналов, разделенная защитными позициями, причем между смежными отсчетами располага- ется 1 защитных позиций. Сигналы на выходах распределителя 4 показаны на фиг.46,в для случая 1 1 и-на фиг.4г,д,е для I 2 (с целью упрощения, амплитуды всех отсчетов изображены равными). Аналог ично происходит формирования выходных сигналов распределителя 4 при любом значении 1. В элементах 5-1 - 5-N и 6-1 - 6-Н задержки, каждая из которых осуществляет задержку на N тактов, вводятся как защитные, так и заполненные временные позиции. Взаимные влияния между временными каналами наиболее сильно проявляются на близко расположенных временных позициях, поэтому введени защитных промежутков такие влияния ослабляет. При этом одновременно уменьшается величина смещения полюсов передаточных функций канальных фильтров, искажающая их расчетные характеристики. В то же время из временных диаграмм фиг.4а-е видно, что введение любого числа 1 (как меньше, так и больше N) защитных позиций за счет распределения выходного потока отсчетов первого сумматора 3 по (1+1)-й группам элементоы 5-1 - 5-N и 6-1 - 6-N задержки достигается без повышения частоты сдвига отсчетов в них, которая остается равной МТд . Объединение их выходных сигналов в восьмом и девятом коммутаторах 7 и 12 восстанавливает временную структуру уплотненного потока отсчетов, соответствующую фиг.4а,поэтому все коммутаторы и умножители работают в таком же режиме, как и при отсутствии защитных позиций. Так как каждый из элементов 5-1 - 5-N и 6-1 - 6-N задержки обеспечивает сдвиг потока отсчетов на N интервалов Т, , то на любой временной позиции на выходах первого сумматора 3 и восьмого и девятого коммутаторов 7 и появляются отсчеты сигналов одного и того же канала. При этом пятый, второй, t четвертый, седьмой и шестой коммутаторы 10, 11, 13, 16 и 18 подключают те умножители первой, второй, третьей, четвертой и пятой групп 8-1 - 8-N, 9-1 - 9-N, 14-1 - 14-N, 15-1 - 15-N и 17-1 - 17-N, которые определяют весовые коэффициенты передаточной функции в данном канале.

Отфильтрованные сигналы каждого канала выделяются третьим коммутатором 20 в виде N последлвательностей отсчета. Для выделения канальных сигналов в аналоговой форме на каждом выходе третьего коммутатора 20 необходимо включить фильтр нижних частот

с частотой среза АЧХ 1/2 Т.1. Все необходимые для работы схемы тактовые сигналы формируются в блоке 2 синхронизации-, который может быть постро- ен,как показано на фиг.2, на базе - генератора 21 частоты НТд , делителя 24 частоты на два, инвертора 25, двух счетчиков 22 и 23, каждый из которых циклически просчитывает соответствен- но N и 1 Импульсов частоты NT1

А

(сигналы на втором выходе блока 2 синхронизации соответствуют случаю использования в качестве элементов 5-1 - 5-N и 6-1 - 6-N задержки двух- фазных приборов с зарядовой связью).

Формула изобретения

Многоканальный рекурсивный фильтр, содержащий последовательно соединен- ные первый коммутатор, N входов которого являются входами многоканального рекурсивного фильтра, и первый сумматор, последовательно соединенные второй коммутатор, второй сумматор и третий коммутатор, N выходов которого являются выходами многоканального рекурсивного фильтра, четвертый и пятый коммутаторы, выходы которых соединены соответственно с вторым и третьим входами первого сумматора, первую группу из N умножителей, входы которых объединены, а выходы соединены с соответствующими сигнальными входами пятого коммутатора, вторую группу из N умножителей, входы которых соединены с выходом первого сумматора, а выходы соединены с соответствующими сигнальными входами второго коммутатора, шестой и седьмой комму- таторы, выходы которых соединены соответственно с вторым и третьим входами второго сумматора, третью группу из N умножителей, входы которых объединены и соединены с входами

первой группы из N умножителей, а выходы соединены с соответствующими сигнальными входами седьмого коммутатора, четвертую и пятую группу из N умножителей, входы которых объединены, а выходы соединены с соответствующими сигнальными входами соответственно четвертого и шестого коммутаторов, первую группу из последователь но соединенных первого и второго элементов задержки, а также блок синхронизации, первый выход которого соединен с управляющими входами первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого и седьмого коммутаторов, а второй выход соединен с управляющими входами первого и второ- .го элементов задержки первой группы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности фильтрации введены 1 групп из последовательно соединенных первого и второго элементов задержки, управляющие входы которых соединены с вторым вы- ходом блока синхронизации, распределитель сигналов, сигнальный вход которого соединен с выходом первого сумматора, а выходы соединены с входами первых элементов задержки групп, восьмой коммутатор, сигнальные входы которого соединены с выходами первых элементов задержек соответствующих групп, а выход соединен с объединенными входами первой группы из N умножителей, а также девятый коммутатор, сигнальные входы соединены с выходами вторых элементов задержек соответствующих групп, выход соединен с объединенными входами четвертой и пятой групп из N умножителей, а управляющий вход девятого коммутатора, управляющие входы восьмого коммутатора и распределителя сигналов соединены с третьим выходом блока синхронизации.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для фильтрации сигналов, поступающих по независимым каналам. Цель изобретения - повышение точности фильтрации. Фильтр содержит семь коммутаторов 1, 11, 20, 13, 10, 18, 16, блок 2 синхронизации, два сумматора 3, 19, пять групп из N умножителей 8, 9, 14, 15, 17. Поставленная цель достигается введением распределителя 4 сигналов, двух коммутаторов 7, 12, L блоков из двух последовательно соединенных элементов задержки 5, 6 и их связей с остальными элементами, за счет чего достигается уменьшение взаимного влияния между каналами без повышения требований к быстродействию линий задержки путем распределения потока отсчетов, подлежащих временному сдвигу по нескольким линиям задержки. 4 ил.