Цифровой фильтр с перестраиваемым комплексным коэффициентом передачи Советский патент 1978 года по МПК H03H17/00 G06F17/17 

рого блока элементов И и третьим входом второго сумматора. . Недостаток этого устройстгза в отсутствии перестройки ФЧХ. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. Достигается это тем, что в устройство введены блок памяти отсчетов фаз, ,вход которо Соединен с выходом третьего адресного счетчика, а выход - с четвертым входом первого сумматора, и пятый регистр памяти, вход которого соединен с выходом блока памяти отсчета фаз, а вьгход - с пятым входом первого сумматора. На чертеже представлена структурная схема фильтра. Фильтр включает в себя счетчик 1, первый сумматор 2, пятый регистр 3 памяти, первый вход 4 фильтра, блок 5 памяти отсчетов фаз/ третий адресный счетчик 6, блоки 7, 8 элементов И, второй вход 9 фильтра, блок 10 умножения, третий Вход 11 фильтра, первый регистр 12 памяти, второй сумматор 13, блок 14 памяти амплитуд, четвертый вход 15 фильтра, первый адресный счетчик 16, блок 17 памяти весовьгх коэффициентов, блок 18 памяти входных отсчетов,, третий и четвертый регистры 19, 20 памяти, пятый и шестой входы 21, 22 фильтра, адресный счетчик 23, седьмой вход 2 фильтра, второй регистр 25 памяти, восьмой вход 26 фильтра, цифро-аналоговый преобразователь 27. Весовая функция цифрового фильтра генерируется по заданным отсчетам амплиту С и фаз f соответствующих часTOTHbix характеристик и выражается на интервале представления О пТ42МТ (Т-п риод дискретизации), следующим рядом Фурье: С , С sin() , тп , 1, 2, ... - текущий времо нной отсчет: Т - приведенная.частота основнойо гармоники; гп«1,2...М - номер частоты составляющих гармоник Весовая функция фильтра с достаточной для практики точностью реализуется устрои ством по следующему, алгоритму: -1 t-i)4№-f),-), отличающаяся от (1) масштабным коэффициентом, В выражении (2) М-1 - емкость числовой линейки вьгчислителей; -, mr г , - I wn rnn-KM У) L ) ITV - ПП - Г ni - fyrjS W -1 Работа устройства в режиме генерирование весовой функции сводится к слепук щему. Содержимое счетчика 1 числа периодов Т, равное п , добавляется i: сумматор 2 импульсами тп . Эти импульсы поступают и на вход адресного счетчика б. Состоянием т адресного счетчика 6 код начальной фазы основной гармоники f j , подается из ЗУ на вхоп сумматора 2, импульсами «f добавляется в него и одновременно записывается в регистр 3 памяти по входу 4. В сумматоре обраэуетm/m-i определяюся число тпп -f- Ч щее текущую фазу основной гармоники, Прямой и обратные коды этого числа поступают на первые линейки элементов И блоков 7, 8 соответственно и через них на быстродействующий матричный блок 10 умножения. При этом на блоки 7 и 8 подается импульсный потенциал по входу 9, длительность которого равна длительности образования произведения. Код произведения Стл-Р),-Ц)Д записьдаается импульсами по входу- 11 в регистр 12 памяти, с выхода которого подается на вторую цепочку элементов И блока 7. В это время из блока 14 памяти амплитуд состоянием тп адресного счетчика 6 подается на вторую цепочку элементов И блока 8 код амплитуды первой гармоники C;j , Далее при поступлении управляющих импульсов на вход 9 на вторую цепочку элементов И блоков 7 и 8 в матричном блоке Ю умножения вычксляется произведение отсчета амплитуд С. и величины (3), которое затем записывается импульсами по входу 11 в регистр 12 памяти, а с его выходов в накапливающий сумматор 13 импульсами . Перед, вьяислением и -и дискреты 2-тй гармоники, фаза вьгаитается из содержимого на- капливакщего сумматора 2 импульсами Z при подаче обратного кода М из регистра 3 памяти. После чего в сумматор 2 снова добавляется содержимое счетчика 1 импульсами щ и такт вычисления, аналогичный предыдущему, повторяется. Таким образом вьшолняются М вьнисли- тельных тактов, согласно 2-му слагаемому выражения (2), каждый длительности Т тактэ. Затем в сумматор 13 импульсами ; добавляется поданная М+1-м состоянием счетчика 6 амплитуда CQ /2 из блока 14 памяти и вычисленное значение Jt,,, записьшается импульсами по входу 26 в блок 17 памяти весовых коэффициентов по адресу, установленному в счетчике . 16 импульсами по входу 15. Вслед за эти сумматор 2 и 13 обнуляются. Время вычисления Н опрепеляется временем МТ такта. Формирование следукяцего К.„./ -г коээфициента аналогично. Таким образом вычисляются значения 2М+1 весовых коэф фициентов и записывается в блок 17 памят Одновременно устройством производитс последовательная запись в блок 18 памяти входных отсчетов 2М временных отсчетов ,входного сигнала {ч-п .Mv-j v-2 Vс помощью регистров 19, 20 памяти и управлякишх импульсов по входам 21,22 при соответствующих адресах в счетчике 23, «устанавливаемых импульсами по входу 24. Послеоний х -и отсчет хранится в регистре 19 памяти. Устройство в режиме фильтрация вь нолняет операяию свертки временньк отсчетоввходного сигнала V-nJ: f ,1...2M и соответствующих весовых лоэффипиентов а в виде: 2М y)-Ls-n-K Для этого весовой коэффициент К предварительно записьшается из блока 17 памят в регистр 25 памяти импульсами по входу 26. Вычисление свертки начинается подачей отсчетов х из регистра 19 и весового коэффициента Пц из регистра 25 на матрич ный блок 10 умножения через блоки 7 и 8 управляющими импульсами по входу 9. Прои ведение записьгоается в сумматор 13 через (Тегистр 12 памяти. Одновременно с этим в устройство перезаписывается Ху в регистр 2О. Следующий отсчет входного- сигнала из блока 18 памяти в режиме считьюания записывается в регистр 19, а по его адресу вводится Ху -и отсчет. Даль нейшее прохождение временного сигнала и весового коэффициента rij на блок умножения, образование их произведения, накопление в сумматоре 13 вьшолняется так же, как и в вышеописанном вычислительном такте. Для выработки одной выходной дискреты У необходиб(о 2М+1 таких тактов. К этому моменту в блоке 18 памяти -хранятся отсчеты )) -i-l . ч ,. в в регистре 19 -значение. В этом случае вычисление следующей .,l. -и выходной дискреты осуществляется устройством с временным окном, определяемым весовой функцией, сдвинутым на один период квантования относительно входного сигнала. Выходной дискретный сигнал у. снимается с накапливающего сумматора 13, а в Jaeпpepьlвнoй форме с преобразователя 27 код-аналог. Устройство позволяет перестраивать в процессе обработки сигнала свой комплексный коэффициент передачи путем изменения амплитуд С и фаз в соответствии с требуемыми АЧХ и ФЧХ. Формула изобретен и я Цифровой фильтр с перестраиваемым комплексным коэффициентом передачи, содержащий счетчик, выход которого соединен с первым входом устройства, первьгй ВЬЕХОД - Ь первь)М входом первого сумматора, выход которого соединен через первый блок элементов И с первым входом блока умножения, второй вход которого соединен с выходом второго блока элементов И, соединенного первьгм входом с выходом первого сумматора, а вькод блока умножения через первый регистр памяти соединен со вторым входом первого блока элементов И и первым входом второго сумматора, знаковый разряд которого соединен со знаковым разрядом первого сумматора, соединенного с одноименнь1м разрядом счетчика, цифро-аналоговый преобразователь, вход которого соединен с выходом второго сумматора и первым входом блока памяти весовых коэффициентов, второй вход которого соединен с выходом первого адресного счетчика, а выход через второй регистр памяти - с третьим входом первого блока элементов И, второй адресный счетчик, вь1Ход которого через блок памяти входных отсчетов соединен с тоетьим регистром памяти, выход которого соединен через четвертый регистр памяти с блоком памяти входных отсчетов и со вторым входом второго блока элементов И, блок памяти амплитуд, вход которого соединен с выходом третьего адресного счетчика, а выход - с третьим входом второго блока элементов И и третьим входом второго сумматора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введены блок памяти отсчетов-фаз, вход которого соединен с выходом третьего адресного счетчика, а выход - с четвертым входом первого сумматора, и пятый регистр памяти, вход которого соединен с вьпсодом блока памяти отсчетов фаз, а вьгеод - с пятым входом первого сумматора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: i, Коршунов Ю. М., Степашкин А. И., Эмих Л. А. Опред-елеиие ошибок в частотной характеристике цифрового фильтра, выз„.„„. „г,.н„рхх кп ЛхЬштиентов кованных преаставлением коэффиниентов ко нечным числом разряаов. Известия ВУЗов, Приборостроение , № 12, 1974. ,2. СССР, авторское свидетельство .2 СССР, ««-P. 6 74 № 515О43, кл. е Об Р 15/36, ОЗ.О6.74