Цифровой фильтр с регулируемым коэффициентом передачи Советский патент 1980 года по МПК G06F17/10 H03H17/00 

1

Изобретение отнсюится к области ци ровой обработки сигналов, в частности к цифровой фильтрации и может быть использовано в различных цифровых ком- ruii ксак.

Известен цифрювой фильтр, который реализует способ обработки сигналов с использованием двух квадратурных каналов i .

Однако цифровой фильтр обладает сравнительно узкополосной частотной характ&ристикой. Кроме, того, он не может обеспечить произвольную требуемую форму амплитудно-частотной характеристики фильтра.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому .является дифровой фильтр, содержащий соединенные в кольцо запоминающее устройство, умножитель и накапливающий сумматор, а также- блок коэффициентов, подключенный ко второму ВХОДУ умножителя, блок сравнения, к п вому входу которого подключен выход

умножителя, ко второму входу - датчик уровня выходного сигнала, а к выходу подключен интегратор, выход которого

подключен к входу блока коэффициентов Щ.

Недостатком фильтра является недостаточная точность, обусловленная тем, что амплитудно-частотная характеристика фильтра оказывается нестабильной в области инфранизких частот при широком диапазоне изменений уровня входного

Iff сигнала.

Цель изобретения - повьоиение точности работы фильтра.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой фильтр с регулируемым

15 коэффициентом передачи, содержащий блок памяти, умножитель и первый накапливающий сумматор, соединеннью в кольцо, блок сравнения, первый вход которого соединен с выходом умножителя

20 и является информационным выходом фильтра, второй вход блока сравнения соединен с выходом датчика уров|1я выходного сигнала, выход блока задания коэффициентов соединен со вторым входом умножителя, вход блока памяти является информационным входом фильтра, введены второй накапливающий сумматор, блок сдвига, элемент НЕ, причем выход блока сравнения соединен непосредственно с первым входом и через элемент НЕ со вторым входом второго накапливдюшего сумматора, выход которого подключен к входу блока задания коэффициентов и через блок сдвига к третьему входу второго накапливающего сумматора, четвертый вход которого является корректирующим входом фильтра. На чертеже приведена блок-юхема фильтра. Цифровой фильтр содержит блок 1 памяти, зчиножитель 2, накапливающие сум- маторь 3 и 4, блок 5 задания коэффициентовублок 6 сравнения, датчик 7 уровня выходного сигнала, элемент 8 НЕ, блок 9 сдвига. Цифровой фильтр с регулируемым коэффициентом передачи работает следующим образом. Работа цифрового фильтра тактирована частотой квантования входного сигнала. В такте ии4рОБОй фильтр принимает входной сигнал, вырабатывает вспомогательный выходной сигнал, а затем и сам выходной сигнал. Кроме того, а каждом такте фильтр вьфабатывает очеред- ное-эиачение корректирующего множителя, регулирующего коэффициент передачи фильт ра. Начальное значение корректирующего множителя устанавливается в управляемом накапливающем сумматоре 4 по корректиру ющему входу фильтра. Очередное значение входного сигнала поступает в блок 1, где хранятся предыдущие значения входного и вспомогательного вькодного сигналов. Из блока 1 значения входного и вспомогательного выходного сигналов пооче. редно поступают на умножитель 2, где перемножаются на соответствующие значения коэффициентов, поступающие из блока 5. Результаты перемножения складываются в накапливающем сумматоре 3. Полученное значение суммы, являющееся вспомогательным выходным сигналом текущего такта, записывается в блок 1 и поступает на умножитель 2, В это же на второй вход умножителя 2 с блока 5 поступает значение корректврующего мвожитепя, хранящееся там с предыдущего такта. Полученный в результате умножения сип1ал является выходным сигналом цифрового фильтра. Он подается на бйок 6 сравнения, на второй вход которого подан сигнал порогового уровня от датчика 7. В блоке 6 формируется знак разности между абсолютным значением выходного сигнала и порюговь;м уровнем. Полученный знак поступает на управляюший вход сложения управляемого накапливающего сумматора 4 и через элемент 8 НЕ на его же управляющий вход вычитания. При этом управляемый накапливающий сумматор 4 работает в одном иа двух режимов: сложения, если абсолютное значение выходного сигнала мень,ше порогового уровня, и вычитания - в противном случае. На ннформационншй вход сумматора 4 подается число с его же вычода через блок 9 сдвига, в которой происходит его умножение на коэффициент передачи блока 9 сдвига, равный целой отрицательной степени числа 2-(2 ). После вьтолнения очередного сложения или вычитания в сумматоре 4 из его выхода формируется очередное значение корректирующего множителя СП , определяемое вьфажением: п-С„.,.9ГпНп-Л.1) , где А сигнал порогового уровня. „,../. .. ., ,х J i ecAHA-lc., (). 1м,еслиА-1с У(0. Указанное значение корректирующего множителя С с выхода сумматора 4 поступает в блок 5 для использования в следующем такте фильтра. Если Выходной сигнал 2 , определи- емь(й выражением 7 -С У П-- п меньше по абсолютному значению, чем порог А, то очередное значение корректирующего множителя увеличивается по сравнению с предьдущим и, следователь- но, увеличивается и выходной сигнал в следующем такте. Таким образом, абсолютное значение выходного сигнала в среднем поддерживается на уровне заданного порога А. Эффективность изобретения особенно высока при реализации фильтров с регулируем tiM коэффициентом передачи об- ласти ин4ранизких частот при щироком диапазоне изменения уровня входного сигнала, так как изобретение иозволяет ре- ., гупировать коэффициент передачи со сра&нительно высокой скоростью и в го же время не искажать амплитудно-частотную характеристику фильтра. Формула изобретения Цифровой фильтр с регулируемым коэ(|у фициентом передачи, содержащий блок памяти, умножитель и первый накапливающий сумматор, соединеннше в кольцо, блок сравнения, первь1Й вход которого соединен с выходом умножителя и является информационным выходом фильтра, второй вход блока сравнения соединен с выходом датчика уровня выходного сигна ла, выход блока задания коэффициентов сое динен со вторым Ьходом умножителя, вход блока памяти является информационным вхо- дом фильтра, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в фильтр введены второй накапливающий сумматор, блок сдвига, элемент НЕ, причем выход блока сравнения соединен непосредственно с первым входом я элемент НЕ со вторым входом второго накапливаюшегч сумматора, выход которого подключен к входу блока задавия коэффициентов и через блок сдвига к третьему входу второго накапливающего сумматора, четвертый вход которого является корректирующим входом фильтра. Источники информации, принятые во внийание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 443458, кл. Н .03 Н 7/О2, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 23133О5, кл. Q Об F 15/36, 06.О1.76.

Вход

ri

а