Многоканальное устройство цифровой фильтрации узкополосных сигналов Советский патент 1975 года по МПК G08C17/02 

1

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при построении устройств фильтрации узкополосных сигналов, поступающих по информационным каналам.

Известны миогокаиальные устройства цифровой фильтрации.узкополосных сигналов, содержащие фазовые детекторы, входы которых подключены к входной клемме, а выходы - к первым входам амплитудно-временных квантователей, вторые входы которых подключены соответственно к первым двум выходам генератора тактовых импульсов, логические элементы «НЕ, квадратичные сумматоры, входы которых подключены попарно к выходам реверсивных двоичных счетчиков, а управляющие выходы последних соединены с соответствующими входами фиксирующих логических элементов «И, сдвигающие регистры, запоминающие узлы, логические элементы умножения.

Недостатком известных устройств является конструктивная сложность, что обусловлено использованием в них сдвигающих регистров, запоминающих узлов и умножителей.

С целью упрощения устройства в него введены синтезатор частот, инверторы и логические элементы «И, причем вход синтезатора частот и первые входы логических элементов «НЕ соединены с третьим выходом генера9

тора тактовых импульсов, суммирующие входы реверсивных двоичных счетчиков и вторые входы логических элементов «НЕ подключены к выходам попарно соединенных выходов

логических элементов «И, управляющие входы которых соединены с соответствующими выходами синтезатора частот, сигнальные входы первых в каждой паре логических элементов «И соединены с выходами соответствующего амплитудно-временного квантователя, а сигнальные входы вторых в каждой паре логических элементов «И соединены с выходами того же квантователя через соответствующий инвертор, управляющий вход синтезатора частот соединен с клеммой запуска, вычитающие входы реверсивных двоичных счетчиков соединены с выходами соответствующих логических элементов «НЕ, а запирающие входы, последних соединены с соответствующими выходами фиксирующих логических элементов «И.

На фиг. 1 показана структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, цояоняющие работу устройства.

Предлагаемое устройство содержит входную клемму 1, фазовые детекторы 2ь 2, амплитудно-временные квантователи 3i, 32, генератор 4 тактовых импульсов, синтезатор 5

частот, инверторы 6i-6„ и 7i-7„, логические

элементы «И 8i-8„, 9i--9n, lOi-lOn, llj- lln. логические элементы «HE 12;-I2n, 13i-I3n, фиксирующие логические элементы «И , 15i-I5n, реверсивные двоичные счетчики 16i-16п, , квадратичные сумматоры 18i--.ISn.

Устройство работает следующим образом. Входной сигнал с клеммы 1 поступает на два фазовых детектора 2; и 29, образхющмх квадратурные видеочастотные каналы. После фазовых детекторов квадратурные составляющие сигналы ограничиваются по амилнт),;,е и дискретнзируются ло времени в амнлитудно-временных квантователях 3i и 82. Частота дискретизации задается генератором 4 тактовых импульсов и выбирается исходя из максимальной ожидаемой частоты снектра исходных сигналов после фазового детектора. В результате прохождения сигнала :милитудно-временные квантователи на выходах последних возникают случайные последовательиости двуиолярпых стандартных импульсов.

Далее иос.чедоаательности двуно;1яр 1Ь х стандартных имнульсов ностуиаюг на cxc:,iy разделения частотных каиалои, показ нн ю иа фиг. 1 нунктиром, которая преобразует исходные двоич.но-ква-нтовые сигналi.i в соответствии с требуемыми имиульсными откликами частотных каналов и выдает преобразованную информацию ио двум нараллельпым каналам. Схема разделения частотных каналов состоит из набора логических элементов «И 8i-8п, , lOi-lOn, 111-11,, объединенных попарпо в каждом частотном канале. На управляющие входы логических элементов «И поступают меаидры напряжения от синтезатора 5 частот, вырабатывающего синусные и косинусные нанряжения тех частот, i;a иыделенне которых рассчнтано устройство фильтрации, и преобразовывает их в нрямоугольиые колебания.

ОсОбенностью данного синтезатора является наличие внешнего запуска, позволяющего согласовывать выработку управляющих напряжений с моментом прихода входного сигнала на клемму 1.

На импульсные входы логических элементов «И постунают последовательности стандартных имиульсов. В каждом частотном канале логические элементы «И объединены в групны попарно (например, логические элементы «И 8i и 9i; 111 и lOi) и работают иоочередно в соответствии с нодаваемъ1ми управляющими напряжениями. На логичеекие элементы «И 9 и 10 поступают только положительные имт(ульсы носледовательиости, а на элементы 8 и 11 пропускают отр);нательпые импульсы последовательности, поступающие с инверторов 6 и 7, которые делают логические элементы «И идеити-л:ымн. С нарных логических элементов «И стандартные импульсы, объединенные в однополярные иоследовательности, постунают иа сул М1лрующие входы реверсивных счетчиков 16i-16п, 1/1-17„.

iio окончании интервала времепи, равного длительности исходного сигнала, показания всех реверсивных счетчиков соответствуют результату суммирования стандартных имиульсов в различных частотных каналах, возникших за время существования сигнала. Если стандартные импульсы на входы счетчиков не поступают, а в счетчиках записаны какие-либо числа, то на другие вычитающие входы счетчиков поступают тактовые импульсы через логические элементы «НЕ 12 - 12п, ,j. При об11уленин счетчиков фиксирующие логические элементы «И , запирают логические элементы «НЕ 12i-12„, , счетчики находятся в режиме ожидания.до поступления стандартных импульсов па суммируюи1ие входы.

Показания реверсивных счетчиков в виде нараЛь1ельных двоичных кодов поступают на 1 йадратичиые с мматоры . Результаты квадрат Ь;Ного сум.мирования являюися выходными данными устройства цифровой фнлырации. Временные диаграммы (фиг. 2) иоясляют работу устройства фильтрации для случая обработки синфазной -составляющей сигла-та, соответствующего первому частотно; iy каналу, при этом а - входной сигнал пз. клемме 1; б - видеосигнал на выходе фазово о детектора 2i; в - 1актовые и.мпульсы диск)етиза:ции во времени на выходах генератора 4 тактовых импульсов; г - импульсная последовательность после амплитудно-временного квантователя 3i,d-управляющие меандры нервого частотного канала на выходе синтезатора 5 частот; е-импульсная последовательность иа суммирующем входе реверсивного Счетчика 16 первого частотного канала; ж - тактовые имнульсы на вычитающем входе реверсивного счетчика 16 первого частотного канала; з-выходной сигнал первого час отного канала (синфазная составляющaяJ на выходе реверсивного счетчика и - управляющие меаидры второго частотноIO канала (синф азиая составляющая) на выходе синтезатора 5 частот; к - импульсная последовательность на суммирующем входе реверсивного счетчика второго частотного канала; л - тактовые импульсы на вычитающем входе реверсивного счетчика второго частотного канала; м - выходной сигнал второго частотного канала (синфазная составляюИ1ая}.

Наиболее эффективно предлагаемое устройство работает при цифровой фильтрации на фоле помех прямоугольных импульсов, давая результаты, близкие к предельно достижимым для согласованной фильтрации на основе двоичного квантования. Кроме того, устройство может быть иснользовано для фильтрации сигналов любой формы, для которых нроизведеиие длительности на щирину их снектра равно -- 1, а также для работы с лк)быми узкополосными сигналами, различающимися по частоте.

Формула изобретай и я

Многоканальное устройство цифровой фильтрации узкополосных сигналов, содержащее фазовые детекторы, входы которых подключены к входной клемме, а выходы - к первым входам амплитудно-временных квантователей, вторые входы котор1 1х подключены соответственно к первым двум выходам генератора тактовых импульсов, логические элементы «НЕ, квадратичные сумматоры, входы которых ::одключены попарно к выходам реверсивных двоичных счетчиков, управляющие выходы которых соединены с соответствующими входами фиксирующих логических элементов «И, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены синтезатор частот, инверторы и логические элементы «И, причем вход синтезатора частот и первые входы логических элементов «НЕ соединены с третьим выходом генератора тактовых импульсов, суммирующие входы реверсивных двоичных счетчиков и вторые входы логических элементов «НЕ подключены к выходам попарно соединенных выходов логических элементов «И, управляющие входы которых соединены с соответствующими 2ыходал и спнтезатоза , сигнальные входы первых в каждой паре логических элементов «И соединены с выходами соответствующего a rплитyднo-вpeмeннoгo квантователя, а сигнальные входы вторых в каждой паре логических элементов «И соединены с выходами того же квантователя через соотвегствующий .инвертор, управляющий вход синтезатора частот соедиисп с клеммой запусха, вычитающие входы реверсивных двоичных счетчиков соединены с выходами

соответствующих логических элементов «НЕ, а заиирающие входы последних соедипеиы с соответствующими выходами фккс 1рующих ло1ичсских э.к.МсНгов «и.

,

, хЛ 4iL :L

8„ V

MllilJllllHIUIIIIIJJJi

лг

ЬиШИДИи

-.,L.ilJlJJJJiljJjU.

м

cPui 2