Дискретный согласованный фильтр Советский патент 1981 года по МПК H03K3/84 

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для использования в устройствах передачи и обработки цифровой информации.

Известно устройство по основному авт. св. № 522547, содержащее генератор тактовых импульсов, регистр сдвига, сумматор, коммутатор, формирователь пачки импульсов, дешифратор, элемент ИЛИ, регистр многочлена задержки и генератор псевдослучайной последовательности, состоящий из последовательно соединенных через О-триггеры полусумматоров по модулю два, последний из которых через D-триггер подключен к выходу генера- тора псевдослучайной последовательности, тактовый вход которого подключен к тактовым входам О-триггеров, разрядный вход - ко вторым входам, полусумматоров по модулю два, управляющие входы которых соединены с соответствующими выходами регистра многочлена задержки и дешифратором, подключенным к входу коммутатора и установочному входу формирователя пачки импульсов. Выход формирователя пачки им1гульсов подключен к тактовому входу генератора псевдослучайной последовательности и через элемент ИЛИ к тактовому входу регистра сдвига, выходы разрядов которого сое.791нены с соответствующими входами коммутатора, выход которого подключен к информа10ционному входу регистра сдвига и через сумматор - к выходу устройства. Выход генератора тактовых импульсов подключен к другому входу элемента ИЛИ и к формирователю: пачки импуль 5сов 1 .

Максимальная тактовая частота данного устройства, следовательно, и реализуемая в нем максимальная скорость приема информации ограничена

20 задержками распространения в полусумматорах по модулю два в генераторе псевдослучайной последова-, тельности, она сущеетвеино меньше мак3симальной тактовой частоты регистра сдвига, быстродействие которого зависит только от быстродействия испол зуемых D-триггеров и определяет потенциально достижимую максимальную тактовую частоту в таком устройстве. Целью настоящего изобретения является повышение быстродействия путем увеличения максимальной, тактовой частоты. Поставленная цель достигается тем что в дискретный согласованный фильт содержащий генератор тактовых импуль сов, выход которого через формирователь пачки импульсов, элемент ИЛИ и регистр сдвига соединен с коммутатором, выход которого подключен к вх ду регистра сдвига, второй вход ИЛИ соединен с выходом генератора тапктовых импульсов, второй вход формирова теля пачки импульсов подключен ко вх ду коммутатора и через дешифратор - к выходу регистра многочлена задержки и к установочным входам основного генератора псевдослучайной последова тельности, выход коммутатора соединен со входом сумматора, дополнитель но-введены последовательно соединенные генератор псевдослучайной последовательности, полусумматор, первый и второй D-триггеры, вторые BxdflM D-триггеров объединены и подключены к тактовым входам основного и дополнительного генераторов псевдослучайной последовательности, второй вход полусумматора соединен с выходом основного генератора псевдослучайной последовательности, выход первого D-триггера подключен к первому входу сумматора и разрядным входам основного генератора псевдослучайной последовательности, выход второго D-триггера подключен к разрядным входам дополнительного генератора псевдослучайной последовательности, установочные входы которого соединены с выходами регистра многочлена задержки. На чертеже показан предлагаемый фильтр. Дискретный согласованный фильтр содержит генератор 1 тактовых импул сов, формирователь 2 пачки импульсов элемент 3 ИЛИ, регистр 4 сдвига, ком мутатор 5, дешифратор 6, сумматор 7, регистр 8 многочлена задержки, основ ной и дополнительный генераторы 9, 10 псевдослучайной последовательности, полусумматор 11, D-триггеры 12,1 4 Генераторы 9, 10 состоят из соединенных последовательно сумматоров по модулю два и D-триггеров. Работу устройства можно разделить на два режима: запись символа входной последовательности и сравнение кодового состояния регистра 4 сдвига с опорной последовательностью. Каждый тактовый импульс с генераTopia 1 тактовых импульсов записывает 1 или О входной последовательности и производит операцию сдвига (в этот момент обратная связь регистра 4 отключена), а затем запускает формирователь 2 лачки импульсов. На этом режим записи символа заканчивается. Далее импульсы с формирователя 2 пачки импульсов поступают на тактовые входы регистра 4 сдвига, генераторов 9, 10 и синхронно запускают их. При этом регистр 4 сдвига работает в кольцевом режиме, а количество импульсов в пачке равно количеству символов в опорной последовательности и количеству разрядов в регистре 4 сдвига Частота следования импуль- сов в пачке должна быть больше N fr,. где ТТУ, - частота тактовых импульсов генератора 1 тактовых импульсов. В результате на выходе регистра 4 сдвига через коммутатЪр 5 будет действовать последовательность символов, записанная в регистре 4 сдвига, т.е. входная, а на выходе D-триггера 12 - опорная последовательность. Количество совпадающих символов подсчитьшает сумматор 7 и при необходимом количестве последних на его выходе формируется сигнал. Режим сравнения заканчивается к очередному тактовому импульсу, который запишет следующий символ и вновь запустит, формирователь 2 пачки импульсов. Таким образом, на каждом тактовом импульсе происходит запись одного символа и сравнение записанной входной последовательности с опорной последовательностью. Генераторы 9, 10 в режиме сравнения работают следующим образом. В исходном положении D-триггеры генераторов 9, 10 и D-триггер 12 наодятся в одном из 2 - I состояний (N М t L, где Н и L число D-триггеов генераторов 9, 10). Состояние 0...О является запрещенным. С появением тактирующего фронта импульса а тактовом входе D-триггеров генераторов 9, 10 и D-триггера 12 они переходят с задержкой Т в состояние определенное логическим управляющим потенциалом, действующим в этот момент на соединенном с ним выходе полусумматоров генераторов 9, 10 и полусумматора 11. Этот логический управляющий потенциал является задержанным на время распространения сигнала в этих полусумматорах резуль татом сложения логических уровней сигналов на выходах D-триггеров, под ключенных ко входам этих полусуммато ров . При выполнении условия Т-р i -5- где f - частота следования импульсов на тактовых входах генераторов 9, 10, D-триггер 13 переходит в состояние, в котором находился D-триггер 1 2 перед поступлением -этого, тактирующего фронта. С появлением следующего тактирующего фронта переходные процессы в генераторах 9, 10 повторяются. Закон формирования псевдослучайной последовательности импульсов (структура кода и длина псевдослучайной последовательности) задается многочленом задержки, который устанавливается сигналом и хранится в регистре 8 многочлена задерж ки. Он представляет собой параллельный потенциальный код, управляющий включением полусумматоров, в генерато рах 9., 10 и устанавливающий темсамым длину и закон формирования псевдослучайной последовательности. Управляющие входы полусумматоров генераторов 9j 10 служат для запрещения воздействия сигналов с формирующего Бхода на выходной сигнал соответствующего полусумматора, который в это случае работает как повторитель сигналов, поступающих по его второму вх ду. При выполнении условий 1/f D-T+t c 2/fr D-триггеры реагируют на изменение сигналов по входам соответствующих полусумматоров с задержкой на один такт и последовательность импульсов па выходе D-триггера 12 формируется по следующему закону (сложение выпол няется по модулю два); х.0(.,.0+...+ а, aoD;).x,(N)x..... х О D(N-0-x.,j .N - нечетное, N-1 - четное. и т.д., - логический потенциал на выходе генераторов 9, 10 после окончания i-го тактового импульса, а 0,1} -логический уровень на k-OM выходе регистра многочлена задержки 8; оХ , х.| - формальная запись задержки состояния X на k тактов; D(N) - многочлен задержки. Соотношения (l) и (2) показывают, что предлагаемое устройство позволяет увеличить максимальную рабочую тактовую частоту в режиме сравнения . до значения, равного максимальной тактовой частоте регистра 4 сдвига, и обеспечивает все законы формирования псевдослучайной последовательности, достижимые в изобретении. Изменение длины опорной последовательности влечет за собой соответствующее изменение разрядности регистра 4 сдвига и количества импульсов в.пачке формирователя 2. Эту операцию выполняет депшфратор 6, вькодной сигнал которого в зависимости от кода регистра 8 многочлена задержки коммутирует выходы регистра 4 сдвига и устанавливает количество импульсов в пачке формирователя 2. В генераторах 9, 10 в качестве полусумматоров по модулю два могут быть использованы элементы, быстродействие которых меньше быстродействия D-триггеров, что позволяет добиться увеличения максимальной тактовой частоты при одновременном уменьшении энергопотребления устройства. Таким образом, в предложенном устройстве по сравнению с известным достигается бодее высокое быстродействие. Формула изобретения Дискретный согласованный фильтр по авт, св. № 522547, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия путем увеличения MaKCHManbHoii тактовой частоты, в него дополнительно введены последовательно соединенные генератор псевдослучайной последовательности, полусумматор, первый и второй О-трнггеры, вторые входы D-триггеров объединены и подключены к тактовым входам основного и дополнительного генераторов псевдо7--8случайной последовательности, второй вход полусумматора соединен с выходом основного генератора псевдослучайной последовательности, выход первого О-триггера подключен к первому входу сумматору и разрядным входам основного генератора псевдослучайной последовательности, выход второго О-триггера подключен к разрядным входам дополнительного генератора псевдослучайной последовательности, установочные входы которого соединены с выходами регистра многочлена задержки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1 . Авторское свидетельство СССР 5225А7, кл. Н. 04 В 3/40, 1975.