Полосовой цифровой фильтр Советский патент 1979 года по МПК H03H7/28 

Изобретение отйосится к радиотехнике и может использоваться для обработки сигналов в системах связи. Известен полосовой цифровой фильт содержащий ан ало го-цифр овол преобразователь, выходом соединенный с первым входом коммутатора записи, вы ход которого через регистр сдвига подключен ко второму входу ксммутатора записи, перемножитель, одним из входов соединенный с выходом блока памяти весовЕдх коэффициентов, а выходом - со входом накапливающего сум матрра, блок буферной памяти иблок синхронизации, соответствующие выход которого подключены к управляющим входам аналого-цифрового, преобразователя, коммутатора записи, блока памяти весовых коэффициентов и регистра сдвига 1. Однако известный полосовой цифровой фильтр обладает большой длиной регистра сдвига. Цель изобретения - обеспечение тр полосы пропускания при снижен ном аппаратурном объеме памяти. ,Цля этого в полосовом цифровом фильтре, содержащем аналого-цифровой преобразователь, выходом соединенный с nepBfcJM входом коммутатора записи, выход которого через регистр сдвига подключен ко второму входу коммута- , тора записи, перемножитель, одним из входов соединенный с выходом блока памяти весовых коэффициентов, а выходом - со входом накапливающего суьчматора, блок буферной памяти и блок синхронизации, соответствующие выходы которого подключены к управляющим входам аналого-цифрового преобразователя, коммутатора записи, блока памяти весовых коэффициентов и регистра сдвига, второй вход перемножителя соединен с выходом введенного ксммутатора регистров, первый вход которого подключен к выходу регистра сдвига, а второй .вход - к выходу дополнительного регистра с,двига и nepBC -iy входу дополнительного коммутатора записи, второй вход которого соединен с выходом накапливающего сумматора и входам блока буферной памяти, а выход - к входу дополнительного регистра сдвига., при этом управляющие входы коммутатора регистров ,дополнительного регистра сдвига и дополнительного коммутато-. ра записи подключены к дополнительным выходам блока синхронизации. На чертеже приведена структурная электрическая схема предложенного полосового цифрового фильтра. Полосовой цифровой фильтр содержит аналого-цифровой преобразователь 1, коммутатор 2 записи, дополнительный коммутатор 3 записи, регистр 4 сдвига, дополнительный регистр 5 сдв га, коммутатор 6 регистров, перемножитель 7, блок 8 памяти весовых коэф фициентов, накапливающий сумматор 9, блок 10 буфернойпамяти и блок 11 синхронизации. Полосовой цифровой фильтр работае следующим образом. По команде блока 11 синхронизации запускается аналого-цифровой преобгразователь 1 и измеряет текущее значение совокупности суммы сигнала и помех на бходе. Одновременно с запус ком аналого-цифрового преобразовател 1 поступает команда на коммутатор 2 записи, при этом регистр 4 с.цвига переключается на один такт из кольце вого режима в режим записи выборки сигнала, причем новая выборка записывается на место самой старой выбор ки. В регистре 4 сдвига хранится и постоянно обновляется массив из последних выборок входного сигнала. Количество ячеек регистра 4 сдвига рассчитывается для колокольной формы амплитудно-частотной характерист.ики по следующей приближенной формуле где N - количество ячеек (длина регистра) ; частота взятия выборок; Afg-r- полоса пропускания по уровню 0,5 of максимального коэффициента передачи. В интервале между моментами запис новых выборок сигнала регистр 4 сдви га работает в кольцевом режиме. Весь массив выборок с тактовой частотой, поступающей от блока 11 синхронизаци перемещается вдоль регистра 4 сдвига Этим достигае.тся поочередное прохожд ние всех выборок на вход коммутатора 6 регистров. Перемножитель 7 предназначен для умножения каждой выборки поступающей через коммутатор 6 регистров, на весовой коэффициент, представляющий собой двоичное число, ко торое можетиметь отрицательное или пололсительное значение в зависимости от значения закового разряда. Абсолютная величина (мантисса) коэффициентов находится в пределах от О до 1 и может принимать ряд дискретных значений, количество которых зависит от разрядности коэффициентов По окончании операции суммирования выборок навыходе накапливающего сумматора 9 будет присутствовать число, характеризующее помехи и по езный сигнал, проишдиие через первый аскад полосового цифрового фильтра. ирина спектра сигнала и noviex, рошедших через первый каскад полоового цифрового фильтра, будет значительно уже исходного спектра, ем уа входе аналого-цифрового реобразователя i и равна ширине ОЛОСЫ пропускания фильтра, опрееляемой формулой (1). В связи с этим появляется возможность запиывать во второй каскад отсчеты отфильтрованных сигнала и реже, чем в первый каскад, что соответствует теореме отсчетов Котельникова. Именно в возможности прореживания выборок (отсчетов) и заключается положительный эффект предложенного изобретения. Если преобразовать формулу (1) в таком виде и при этом заменить {-на V- г то полуд{,S-N7 где Т - интервал взятия выборок. Но произведение (NTg) есть не что иное, как время-задержки фильтра ., Формулу (2) можно переписать . Таким образом, полоса пропускания зависит только от времени задержки и не зависит от частоты отсчетов. Если путем прореживания можно снизить частоту отсчетов, не меняя при этом времени задержки фильтра (и, следовательно, полосы пропускания), можно снизить аппаратурный объем памяти. Прореженные отсчеты записьшаются в дополнительный регистр 5 сдвига второго каскада, принципы работы которого аналогичны работе первого каскада с тем отличием, что тактов я частота дополнительного регистра 5 сдвига меньше тактовой частоты регистра 4 сдвига в К раз, где К коэффициент прореживания. В случае необходимости может быть введен третий каскад и т.д. Блок 10 буферной памяти по кс 1анде блока 11 синхронизации может запоминать результат суммирования первого, второго и т.д. каскадов, при этом полоса пропускания каяодого последующего каскада сужается по отношению к предыдущему в К,, Kj, К; раз, где К,, Kg,.../ Kj - коэффициенты прореживания 1,2,..,..., 1-ого каскадов. Формула изобретения Полосовой цифровой фильтр, содержащий аналого-цифровой преобразователь, выходом соединенный с первым входом KoiviMyTaTopa записи, вькод ко торого через регистр сдзига подклю.чен ко второму входу ко п 1утатора записи, перемножнтель, одним из входов соединенный с выходом блока памяти весовых коэффициентов, а вькодсм - со входом накапливающего сумматора, блок буферной ггам.яти и блок синхронизации, соот,ветствующ1ле выходы которого подключены к управляющим входам аналого-цифрового преобразователя, ко.мута.тора записи, блока памяти весовых рсоэффициентов и регистра сдвига, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью обеспечения требуемой полосы пропускания при сниженно - аппаратурном объел пал1яти, второй вход перемножителя соединен с выходом введенрюгО ко№лугатора регистров, перпый вход которого подключен к ззькоду регистра сдвига,а второй вход - к выхолу дополнительного регистра сдвига и первому входу дополнительмого ком -1утатора записи, второй ЕХОЛ которого соединен с в1-л: одог. нака -и заюуего .Татора и входом блогчз буферной памяти, а выход - ь пкоду дшполките:Г ого регистра сдячга, при. этом упралягстаие входы комглутатора регистров, дополнительного регистра . и дополнительного к тмутатора записи подключены к дополните.льньг.1 выходам блока синхронизации.

Источники информап.ии, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское СБИдетельсТЕО СССР по заявке if 241.2422/18-24. 1976 (прототип) .

дход

S