ДИСКРЕТНО-АНАЛОГОВЫЙ ОПТИМАЛЬНЫЙ ФИЛЬТР Советский патент 1973 года по МПК H03K5/13 H03H7/21 

1

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к дискретноаналоговым оптимальным фильтрам, и предназначено для Обнаружения и раснознования сигналов конечной длительности.

Известен дискретно-аналоговый онтимальный фильтр, содержащий генератор тактовых импульсов, подключенный к дискретно-аналоговой линии задержки, выполненной в виде ряда последовательно соединенных звеньев задержки, каждое из которых .включает в себя клю.ч-дискретизатор с накопительной емкостью, его выход соединен через резисторы блока взвешивания, ключи коммутирующей матрицы и на-копителИ-с выходной суммирующей щиной, « ключ считывания выборки.

С целью уменьщения искажений формы импульсов в предлагаемом фильтре между выходом каждого из ключей считывания и входами ключей дополнительно введенной коммутирующей матрищы включены запоминающие конденсаторы, лри это.м управляющие входы ключей дополнительно введенной коммутирующей матрицы соедИнены с временным распределителем, управляемым генератором тактовых импульсов.

В фкг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого фильтра; на фиг. 2--временная диаграмма, поясняющая его работу.

Диск,р€тно-аналоговый оптимальный фильтр

содержит генератор тактовых импульсов /, ключи-дискретизаторы и ключи 2j (j - О, 1, 2, ..., 2п) считывания выборки, ключи 5J (i 1, 2, ..., т) дололнительной коммутирующей матрицы, упра.вляемые временным распределителем 4, ключи 5j коммутирующей

матрицы (, 2, 3,..., m-1), резисторы 6 блока .взвещивания с весом г| (у О, 1, 2,...

...,/г), накопители 7i, коммутируемые ключами 8г, суммирующую шину 9, накопительные емкости 10 , запоминающие конденсаторы 11, и диоды 12.

Принцип действия, используемый в дискретно-аналоговой линии задержки, иллюстрируется, для частного случая т 3, временной диаграммой, приведенной на фиг. 2, где t/i и 1/2 - последовательности импульсов, стробирующих ключи; U ii U - последовательности стирающих импульсов; Vi, Vz и Va - последовательности импульсов, управляющих работой ключей, коммутирующих запоминающие конденсаторы; t/вх-аналоговый сигнал на входе фильтра; t/BHXj - вы-борки из сигнала на выходе ключа-дискретизатора 2о; напряжение .на накопительной емкости 10 (фиг. 1); //1+ - напряжение соответственно на конденсаторах Usm -выборки и.з сигнала на выходе ключа-дискретизатора 2. Неирерыв-ный сигнал, поступающий на вход линии, диокретизируется но времени и в щиде отсчетных имлульсов, пропорциональных значениям сигнала в момент стробирования ключа-дискретизнтора 2о (фиг. 1) импульсом последовательности Ui (фиг. 2), поступает на накопительную емкость /OJ, заряжая ее до напряжения f/io . К моменту поя вления следую-щего отсчетнаго импульса напряжение t/10o стирается через диод 12, открываемый имлульсом последовательности t/J. Далее напряжение t/io последовательно принимает значения, пропорциональные амплитуде сигнала в моменты стробирования ключа-дискретизатора 2о. Клю1ч 2i считывания выборки управляется имлульсами последовательности f/2 служит для считывания напряжения Выборки с накопительной емкости 10 . Запоминание значений амплитуд выходных импульсов ключа 2i осуществляется Последовательно в конденсаторах 11, 11..., мере открывания ключей 3, 3| ,..., 3j, управляемых последовательностями Fi, Vz, , Vm (фиг. 2), формируемыми временным ра спределителем 4 (фиг. 1), так как .закрытый ключ 8i разрывает цепь заряда -соответствующего конденсатора /)+. Считывание и .стирание может осуществляться тоже лишь с того конденсатора, в цепи которого находится ключ, открытый IB дан-ный момент импульсом одной из яоследавательностей Vi. Таким образом, первая выборка в момент поступления им|пульса последовательности Uz запоминается в конденсаторе 11, поскольку в этот момент открыт импульсом последовательности FI ключ 3, находящийся в цепи заряда конденсатора //{ (фиг. 2). Вторая выборка запоминается в конденсаторе 111 третья - //I и так далее. Считывание с конденсаторов //}, 111,..., осуществляется через ключ-дноюретиэатор 2, управляемый импульсами последовательности IJ, также в порядке, определяемом коммутацией соответствующих ключей 3 импульсами .последовательностей Vi. На/пряжение на емкости 10 при этом принимает Последовательно те же значения, что и на емкости 10 (фиг. 2), однако с задержкой на время (интервал дискретиза1ции где .fo-.частота следования импульсов последавательностей f/i, Uz, U, и t/). Стирание напряжения с конденсаторов осуществляется непосредственно перед записью очередных выборочных значений через дноды /2j, гуправляемые импульсами последовательности 1}, ; Прогцесс лавторяется аналогичным образом в последующих звеньях. Ютсчетные импульсы, снимаемые с отводов ди.ск,ретно-аналоговой линии задержки, поступают на звенья блочка взвешивания (фиг. 1). Каждое ввено содержит т взвешивающих резисторов 6, Общее их число равно количест.ву Выборочных значений импульсной реакции фильтра, т. е. т-п N, яри этом в первом звене сгруппированы резисторы, соответствующие т первым выборкам импульсной реакции фильтра, во втором - начиная с т+1 до 2т. и т. д. Выходные отводы завешивающих резисторов, имеющих одинаковый порядковый номер внутри звеньев, объединены и подключены к входным вертикальным шинам коммутирующей .матрицы ключей, управляемых импульсами с распределителя 4 (фиг. 1). Далее взвещенные импульсы распределяются 1ПО соответствующим накопителям 7, откуда последовательно считываются в суммирующую щину 9. Импульсы, взвещенные на резисторах, вмею.щих первый порядковый номер в каждом звене, поступают непосредственно в суммирующую шину, минуя коммутируемые накопители 7. Порядок управления коммутирующей матрицей для частного случая m 3 иллюстрируется табли1цей, где знаком ( + ) обозначатеся открытый ключ, знаком (-) - закрытый, а ti,2 - моменты времени. Напряжение на выходе фильтра в различные моменты времени при m 3 1принимает следующие значения. iB момент ti отсчетный импульс, значение которого пропорционально первой выборке из сигнала 5i, с выхода ключа-дискретизатора 2о поступает «а первое звено завешивающих резисторов. Значение выборки из сигнала Si с весом fj, соответствующим значению первой выборки импульсной реакции фильтра, поступает непосредственно в суммирующую щину, и на выходе фильтра в момент ti возникает напряжение, пропорциональное з;начению Si-r° t/i. В то же время выборка из сигнала Si с весом г и Гз поступает на входы коммутирующей матрицы и через открытые ключи 5| и 5 (таблица) запоминается в накопителях 7i и 72 (фиг. 1). В .момент 4 вторая выборка из сигнала 52 с .весом г° поступает непосредственно в сумирующую щину, а с весом г и Гд через ключи 5 и 5 D накопители /2 и 7з. В то же время считывается значение 5i-r§ в суммирующую шииу через ключ 8 с накопителя 7i. Следовательно, в момент tz на 1выходе фильтра имеется напряжение и . В момент /3 непосредственно IB суммирующую шину считывается Sz-r и через ключи 5; и 5 в накопители 7з и 7i - 5з-г и . В то же время в суммирующую щину считывается с накопителя 7 - 52Г и Sir, и на выходе фильтра напряжение равно

U, S,.r + S,.rl + S,.rl

В момант 4 на 1выходе ключа-дискретизатора 2о линии имеется четвертая выборка из сигнала S, которая поступает прямо на выход с весом г° и через ключи 5 и 5| с весом Tg и Гз в накопители 7i и 7. В этот же момент на втором отводе линии задержки (ключдискретизатор 2z) появляется задержанная на ЗА выборка из сигнала 5i, которая ностунает в суммирующую шину с весом г , а через КЛЮЧИ 5J и 52 с весом г| и Гд -в накопители 7i и 72, где суммируется с 54-/2 и 54-г д. В суммирующую щину в момент t кроме 54-г° и Si-r с накопителя 7з поступает SB /2 и 52-Гд. Таким образом, в момент /4 на выходе фильтра имеется напряжение U, S,.r°i + S,-r°2+S,-rl + S,rl

Аналогичным образом, пользуясь функциональной схемой (фиг. 1), временной диаграммой (|фи,г. 2) и таблицей, можно получить

значения иалряжсиия на выходе фплыра и в последующие моменты времени.

Выходные напряжения фильтра в общем виде при наличии на входе одиночного сигнала длительностью T n-m-/ t можно представить выражением

вых(2-ДО Е5г 1-Л-Л

где Z 1, 2, 3,..., п-т.

При:веденное выражение полностью соответствует алгоритму работы дискретно-аналогового оптимального фильтра.

Предмет изобретения

Дискретно-аналоговый оптимальный фильтр, содержащий генератор тактовых импульсов, подключенный к дискретно-аналоговой линии задерлски, выполненной в виде ряда последовательно соединенных звеньев задержки, каждое нз которых включает в себя ключ-дискретизатор с накопительной елпчостью, выход которого соединен через резисторы блока взвещивания, ключи коммутирующей матрицы и накопители с выходной сум1мирующей шиной, и ключ считывания выборки, отличающийся тем, что, с целью уменьшения искажений формы импульсов, между выходом каждого из ключей считывания и входами ключей дополнительно введенной коммутирующей матрицы включены запоминающие конденсаторы, при этом управляющие входы ключей дополнительно введенной коммутирующей матрицы соединены с временным распределителем, управляемым генератором тактовых импульсов.