Цифровой перестраиваемый фильтр Советский патент 1979 года по МПК H03H17/00 G06F17/17 

(54) ЦИФРОВОЙ ПЕРЕСТРАИВАЕМЫЙ ФИЛЬТР зонов, выходы которого подкпючены соответственно ко входу квантующего генератора и к первому входу бпока памяти коэффициентов. Блок переключения диапазонов дискретно изменяет частоту квантования квантующего генератора, а измеритель внешнего параметра, имеющийся в известном фильтре, изменяет ее ппавно. При этом изменяется положение частотной характеристики фипьтра на частотной оси. Кроме того, с помощью бпока перекшочения диапазонов можно передать -в блок памяти коэффициентов весовые коэ(|фициенты, записанные заранее в запоминающее устройство и опредепякацие форму частотной характе тики. В указанном фипьтре очередные значения входного и выходного сигналов должны записьшатья в те ячейки запоминакйцего устройства (ЗУ), которы к соответствующему моменту времени заняты самыми старыми значениями сигналов (уже ненужными для дальнейшей работы цифрового ). Адреса этих ячеек изменяются с каждым новы периодом квантования. Эо приводит к тому, что в каждом новом .риоде ква тования изменяется порядок ячеек ЗУ, содержимое которых подается на блок умножения, что требует сравнительно сложного управления работой запоминаю щего устройства. Кроме того, при изменении частоты квантования сигнала должна йз 1еняться и частота выдачи значений сигналов из запоминающего устройства в блок умножения, что еще более усложняет управление цифровым фильтром 2. Сложность управления цифровым фил ром вызывает необходимость применения специальных узЛов для управления например, распределителя адресов, что снижает надежность его работы. Цепью изобретения 5юляется повыще i лив надежности работы фильтра. Постепенная цель достигается тем что в фильтр введены эпементы ИЛИ и кольцевые сдвиговые регистры по числ разрядов отфильтрованного сигнала, пр управляющие входы каждого -кольц вого сдвигового регистра соединены с ответственно с первым и вторым выхо ми квантующего генератора, информационный вход через Соответствующий элемент ИЛИ соединён с выходами ана rjpro-цифрового преобразователя и нака ливающего сумматора, а выход подключен ко второму входу блока умножения.,. второй вход блока памяти коэффициентов соединен со вторым выходом квантующего генератора. Схема фильтра представлена на чертеже. В схему включены: квантующий генератор 1, аналого-цифровой преобразователь 2, кольцевые сдвиговые регистры 3, элементы ИЛИ 4, блок 5 памяти коэффициентов, блок 6 умножения, накапливающий сумматор 7, блок 8 переключения диапазонов, запоминающее устройство 9, входы 10, 11 и выход 12 .фильтра. Принцип работы фильтра заключается в следу гаде м. Сигнал со входа 11 поступает на аналого-цифровой преобразователь 2,где квантуется по времени и амплитуде под воздействием импульсов низкочастотного выхода квантующего генератора 1, следующих с частотой квантования. С выхода аналого-цифрового преобразователя 2сигнал поразрядно проходит через элементы 4 ИЛИ на информацио}щые вхо-i ды кольцевых сдвиговых регистров 3, куда он записывается под воздействием тех же импульсов, низкочастотного выхйда квантующего генератора 1. В каждый кольцевой сдвиговый регистр 3 записьгеается один разряд входного сигнала. В кольцевых сдвиговых регистрах 3 хранятся также соответствующие разряды предыдущих значений входного и выходного сигналов, расположенные в порядке их поступления. За время одного периода квантования соответствующие разряды всех значений входного и выходного сигналов сдвигаются по кольцу под воздействием импульсов высокочастотного выхода квантующего генератора 1, поступающих на управляющие входы сдвига регистров 3. При этом они поочередно проходят через выходной разряд кольцевых сдвиговых регистров 3таким образом, что на выходных разрядах всех сдвиговых регистров 3 по- очередно оказываются сформированными все значения входного и выходного сигналов, хранящиеся в кольцевых сдвиговых регистрах 3. Соотношение частот следования импульсов на низкочастотном и высокочастотном выходах квантующего генератора 1, подобрано таким образом, что все

значения входного и выходного сигналов проходят через выходные разряды сдвиговых регистров 3 точно за один период квантования входного сигнала.

С выходных разрядов регистров 3 значения входного и выходного сигналов поступают на блок 6 умножения, на вхо которого синхронно поступают соответствующие весовые коэффициенты с блока 5 памяти коэффициентов, работа которого по управляющему входу также синхронизирована импульсами высокочастотного выхода квантующего генератора 1. С выхода блока 6 произведения значений входных и выходных сигналов на соответствующие коэффициенты поступаю Б накаптгеаюший сумматор 7, где производится их сложение, в результате чего формируется очередное значение выходного сигнала. Сформированное значение выходного сигнала поступает на выход цифрового фильтра и одновременно поразрядно подается на входы элементов 4 ИЛИ, через которые оно поступает на информационные входы кольцевых сдвиговых регистров 3 и записывается в них на место наиболее старого уже ненужного для дальнейшей обработки, значения выходного сигнала. После этого начинается следующий такт работы цифрового фияьтра, и очередное значение входного сигнала записывается в кольцевые сдвиговые регистры 3 на место наиболее старого значения входного сигнала.

Перед началом обработки входного сигнала производится настройка цифрового фильтра на требуемую полосу пропускания, для чего по сигналу, поступающему от блока 8 переключения диапа- зонов на управляющий вход запоминающего устройства 9, в блок 5 памяти коэффициентов через блок 8 переключения диапазонов производится запись весовых коэффициентов из запоминающего устройства 9. Кроме этого, произн водится дискретное переключение частоты квантующего генератора 1 по сигналу от блока 8 переключений диапазонов. В процессе работы цифрового фильтра плавная перестройка его частотных характеристик производится управляющим сигналом, поданным на вхЬд плавной перестройки частоты квантующего генератора 1 {вход 10 фильтра).

Таким образом, для обработки сигналов требуется всего две последовательности управл яюших импульсов, подаваемых из генератора 1 на кольцевые

сдвиговые регистры 3. Од11а из них низкочастотная, следующая с частотой квантования. Импульсы этой последовательности поступают на управляющие входы записи кольцевых сдвиговых регистров 3 и обеспечивают запись в регистры 3 предыдущего значения выходного сигнала из - накапливающего сумматора 7 и очередного, значения входного сигнала из аналого-цифрового преобразователя 2. Другая последовательность .импульсов - высокочастотная следуклцая с частотой, кратной частоте квантования. Импульсы этой последовательности поступают на управляющие входы сдвига регистров 3 и обеспечивают поочередную в течение периода квантования выдачу на блок б всех значений входного и выходного сигнало хранящихся в сдвиговых регистрах 3.

Возможность управления обработкой Ьигналов с помощью только двух последовательностей управляющих сигналов позволяет существенно упростить управ, ление фильтром и даст возможность управлять обработкой сигналов, не прибегая к использованию специальных блоков для распределения адресов в запоминающем устройстве.. При этом сокращается оборудование, повышается его надежность и соответственно, достоверность результатов обработки сигналов.

Формула изобретения

Цифровой перестраиваемый фильтр, содержащий квантующий генератор, управляющий вход которого соединен с управляющим входом фильтра, первый выход подключен к первому входу аналого-цифрового преобразователя, второй вход которого соединен со входом фильтра, блок памяти коэффициентов, выход которого подключен к первому входу блока умножения, выход которого через накапливающий сумматор соединен с выходом фильтра, запоминающее устройство, соединенное двухсторонними связями с блоком переключения диапазонов : выходы которого подключены соответ- ственно ко входу квантующего генератора и к первому входу блока памяти коэффициентов, от личаюший-, с я тем, что с целью повышения надежности работы, в него введены элементы

ИЛИ иКбгеьцевые сдвиговые регистры пб числу разрядов отфильтрованного сигнала, причем управляющие входы каждого кояьиевого сдвигового регистра соединены соответственно с и вторым выходами квантукйцего генератора, информационный вход через соответствую юпшй эпемент ИЛИ соединен с выходами аналого-аифрового гфеобразоватедя и накапливающего сумматора, а ылход под-, кЛючен ко второму входу блока умножения,

второй вход бпока памяти коэффнциентор соединен со вторым выходом квантуюшего генератора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе,

1.Патент США №3703632, кл. 235-152,1972.

2.Заявка №2311866/18-24, 1976, по которой вынесено положительное решение о выдаче авторского свидетегшства.

П