Многоканальный фильтр Советский патент 1982 года по МПК H03D3/00 H03H7/01 

(54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ФИЛЬТР

1

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в устройствах обработки многопозиционных дискретных сигналов.

Известен корреляционный фильтр, выполненный в виде включенных параллельно квадратурных каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных переключателя, ключевых элементов, интегратора, вторых ключевых элементов и квадратора, выход которого подключен к суммирующему устройству 1.

Недостатком такого устройства является его сложность. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является корреляционный фильтр, выполненный в виде соединенных параллельно квадратурных каналов, каждый из которых состоит из входного перемножителя к выходу которого подключены группы соединенных последовательно входного ключа, интегратора и выходного ключа, при этом выходы всех групп подключены ко входу функционального преобразователя, соединенного со входом решающего устройства. Кро.ме того, в состав устройства входят блок опорных частот, ключевые элементы и генератор тактовых импульсов 2.

Недостатком известного устройства является его сложность, обусловленная наличием генератора опорных частот н больщого количества ключевых элементов.

5 Цель изобретения - упрощение устройст ва.

Поставленная цель достигается тем, что в многоканальный фильтр, содержащий первый и второй перемножители, сигнальные входы которых соединены между собой, первый фазовращатель, выход которого подключен к управляющему входу второго перемножителя, генератор тактовых импульсов, соединенные последовательно функциональный преобразователь и рещающее уст.f ройство, а также первую и вторую группы каналов обработки сигнала, включающие в себя по m каналов, каждый из которых состоит из соединенных последовательно входного ключа, интегратора и выходного ключа, при этом входы всех входных ключей и выходы всех выходных ключей первой группы каналов обработки сигнала подключены соответственно к вы.чоду первого перемножите.тя и к перво.му входу упомянутого функционального преобразователя, а входы всех входных ключей и выходы всех выходных ключей второй группы каналов обработки сигнала соединены соответственно с выходом второго перемножителя и вторым входом функционального преобразователя, кроме того, выходы R-й последовательности генератора тактовых импульсов, где R 1,2, 3,..., т, подключены к управляющим входам всех входных и всех выходных ключей обоих R-X каналов обработки сигнала, введены третий и четвертый перемножители, генератор гармонических колебаний, первый выход которого соединен с сигнальным входом третьего перемножителя, а второй его выход через второй фазовращатель подключен к сигнальному входу четвертого перемножите.1я, сумматор, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом третьего и выходом четвертого перемножителей, и выход подключен к управляющему )ду первого перемножителя и входу перBoio фазовращателя, а также две группы взвешивающих элементов, каждая из которых содержит по ш элементов, причем выхо;1ы всех взвешивающих элементов первой группы и выходы всех взвещивающих элементов второй группы подключены соответственно к управляющему входу третьего и управляюп ему входу четвертого перемножителей, а входы каждой R-й пары взвешивающих элементов, где , 2, 3,..., гп подключены к выходу R-й последовательности генератора тактовых импульсов. На чертеже приведена функциональная схема многоканального фильтра. Многоканальный фильтр содержит в своем составе первый, второй, третий и четвертый перемножители соответственно 1, 2, 3 и 4, первый и второй фазовращатели 5 и 6, входные ключи 7-1, 7-2,..., 7-m и 8--1, 8-2,..., 8-т, интеграторы 9-1, 9-2,.. 9-m и 10-1, 10-2,..., 10-т, выходные ключи 11 - 1, 11-2,...., 11-m и 12-1, 12-2,..., 12-т, функциональный преобразователь 13, решающее устройство 14, генератор тактовых импульсов 15, взвешивающие элементы 16-1, 16-2,..., 16-m и 17-1, 17-2,..., 17-т, генератор гармонических колебаний 18, и сумматор 19. При этом входы первого 1 и второго 2 перемножителей соединены между собой и являются входом фильтра. Входные ключи, интеграторы и выходные ключи образуют две группы каналов обработки сигнала, каждый из которых содержит соединенные последовательно входной ключ, интегратор и выходной ключ. Каждая группа состоит из гп каналов. Входы всех входных ключей первой группы каналов 7-1, 7-2,..., 7-m соединены с выходом первого перемножителя 1, входы входных ключей второй группы каналов 8-1, 8-2,..., 8-m подключены к выходу второго перемножителя 2. Далее выходные ключи 11 и 12 соединены соответственно с первым и вторым входами функционального преобразователя 13, выход которого подключен ко входу решающего устройства 14. Выход R-й последовательности генератора тактовых импульсов соединен с управляющими входами ключей R-ro канала как первой, так и второй групп каналов, например, выход первой последовательности генератора тактовых импульсов 15 соединен с ключами второго канала первой группы 7-1, 11 - 1 и с ключами второго канала второй группы 8-1, 12-1. Первый выход генератора гар.монических колебаний 18 соединен с сигнальным входом третьего перемножителя 3, а его второй выход через фазовращатель 6 подключен к сигнальному входу четвертого перемножителя 4. Выходы перемножителей 3 и 4 подключены ко входам сумматора 19, выход которого соединен с управляющим входом первого перемножителя 1 и через второй фазовращатель 5 - с управляющим входом второго перемножителя 2. Управляющие входы третьего 3 и четвертого 4 перемножителей через взвешивающие элементы 16-1, 16-2,..., 16-m и 17-1, 17-2,..., 17-m соединены с выходами последовательностей тактового генератора 15 таким образом, что выход R-й последовательности подключен ко входам R-й пары взвешивающих элементов 16-R и 17-R. Устройство работает следуюихим образом. Обрабатываемый сигнал посту|;ает на входы перемножителей 1 и 2. С первого выхода генератора тактовых импульсов 15 на взвешивающие элементы 16-1 и 17--; поступает первая последовательность тактовых импульсов, каждый из которых имеет длительность где т - длительность сигнала; m -число каналов обработки; N FT; F- полоса частот, зани.мае.мая сигналами. При этом момент, соответствующий началу первого импульса принимается за t,. Взвешивающие элементы 16-1 и 17-I изменяют амплитуду тактового импульса, который с их выходов поступает на управляющие входы перемножителей 3 и 4. На сигнальные входы указанных перемножителей от генератора 18 поступает гармоническое колебание с частотой ц; bJmax -U/min где tJmaXjUJfn; - соответственно максимальная и минимальная частоты используемых сигналов, причем на перемножитель 3 колебания поступают непосредственно от генератора 18, а на перемножитель 4 - через фазовращатель 6, который изменяет фазу колебаний на 90°. Полученные в результате перемножения сигналы складываются в сум.маторе 19 и поступают на управляющий вход первого

перемножителя 1 и через фазовращатель 5, сдвигающий фазу на 90° - на управляющий вход перемножителя 2. Таким образом-осуществляется операция, которая в математической форме может быть выражена как

А sin (u/t)+B cos(ut) sin(art -ер),

где tgcf1-,

A - амплитуда импульса на выходе

взвещивающего элемента 16-1; В амплитуда импульса на выходе взвещивающего элемента 17-1.

Коэффициенты передачи взвешивающих элементов выбраны таким образом, чтобы /А + 1, поэтому амплитуда колебаний на выходе сумматора 19 всегда постоянна.

Так формируется отрезок гармонического колебания длительностью Т и частотой CJC начальной фазой {, определяемой коэффициентами передачи взвещивающих элементов 16-1 и 17-1. Полученный отрезок гармонического колебания используется в качестве опорного колебания входных перемножителей 1 и 2. Полученные в результате перемножения сигналы через ключи 7-1 .и 8-1, которые в это время открыты тем же тактовым импульсом, с выходов перемножителей 1 и 2 поступают соответственно на интеграторы 9-1 и 10-1. Результаты интегрирования через выходные ключи 11 - 1 и 12-1 подаются на вход функционального преобразователя 13 и далее на решающее устройство 14.

В момент времени t t,-f Т со второго выхода генератора 15 тактовых импульсов на взвещивающие элементы 16-2 и 17-2, а также на ключи 7--2, 8-2, 11-2, 12-2 поступает тактовый импульс второй последовательности длительностью С и дальнейшая работа устройства происходит аналогично описанному.

В момент вре.мени t., ml + t, начинается повторение цикла.

В предлагаемо. .многоканальном фильтре по сравнению с известным устройством отсутствует блок опорных частот, что обеспечивает его упрощение.

Формула изобретения

Многоканальный фильтр, содержащий первый и второй перемножители, сигнальный входы которых соединены между собой,

первый фазовращатель, выход которого подключен к управляющему входу второго перемножителя, генератор тактовых импульсов, соединенные последовательно функциональный преобразователь и решающее устройство, а также первую и вторую группы каналов обработки сигнала, включающие в себя по m каналов, каждый из которых состоит из соединенных последовательно входного ключа, интегратора и выходного

ключа, при этом входы всех входных ключей и выходы всех выходных ключей первой группы каналов обработки сигнала подключены соответственно к выходу первого перемножителя и к первому входу упомянутого функционального преобразователя, а входы

всех входных ключей и выходы всех выходных ключей второй группы каналов обработки сигнала соединены соответственно с выходом второго перемножителя и вторым входом функционального преобразователя, кроме того, выходы R-й последовательности

0 генератора тактовых импульсов, где R 1,2... m, подключены к управляющим входам всех входных и всех выходных ключей обоих R-x каналов обработки сигнала, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства,

5 в него введены третий и четвертый перемножители, генератор гармонических колебаний, первый выход которого соединен с сигнадьным входом третьего перемножителя, а второй его выход через второй фазовращатель подключен к сигнальному входу четвертого

0 перемножителя, сумматор, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом третьего и выходом четвертого перемножителей, а выход подключен к управляющему в.ходу первого пере.множителя

, и входу первого фазовращателя, а также две группы взвещивающих элементов, каждая из которых содержит по m элементов, причем выходы всех взвещивающих элементов первой группы и выходы всех взвещивающих элементов второй группы подключены соответственно к управляющему входу третьего и управляющему входу четвертого перемножителей, а входы каждой R-й пары взвещивающих элементов, где ,2,..., гп подключены к выходу R-й последовательности генератора тактовых импульсов.

5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

0 № 527005, кл. Н 03 Н 7/10, 1974 (прототип).