Рекурсивный режекторный фильтр Советский патент 1982 года по МПК H03H17/04 

(54) РЕКУРСИВНЫЛ РЕЖЕКТОРНЫЙ ФИЛЬТР

1 .

Изобретение относится к радиотехнике, и может быть использовано в технике связи, автоматике, измерительной технике и т.д.

Известен рекурсивный фильтр второго порядка, содержащий первый сумматор, каскадно включенные с ним первую и вторую линии задержки, сигнал с выхода которых через соответствующие умножители, подается на первый ,ц и второй сумматоры входной сигнал подается на один из входов первого сумматора, выход которого непосредственно соединен с одним из входов второго сумматора ilj-15

Однако перестройка фильтра возможна лишь при одновременном изменении всех коэффициентов его умножителей по строго определенным законам. Последнее существенно увеличивает объемао памяти устройства, отводимой под коэффициенты (особенно при большой длине слова и большом количестве каналов настройки фильтра), что осложняет синтез устройства. Что же касается перестройки АЧХ (амплитудно-частотной характеристики путем изменения час-, тоты дискретизации, то она принципиально не может быть использована для независимой регулировки параметров АЧХ, так как в результате изменения с изменяется лишь масштаб частоты. Известен рекурсивныйфильтр второго порядка, содержащий последовательно соединенные первый сумматор, . первую линию задержки, второй сумматор, вторую линию задержки и третий сумматор, причем выход первого сумматора соединен через соответствующие умножители со вторыми входами второго и третьего сумматоров, выход второго сумматора через соответствующий .умножитель - с третьим входом третьего сумматора, выхрд первой линии задержки через соответствующий умножитель - со вторым входом первого сумматора, а выход второй линии задержки через соответствующие умножители - с третьими входами первого и второго сумматоров fzj. Недостаток устройства - невозможность обеспечения независимой регулировки параметров АЧХ. Цель изобретения - обеспечение независимой регулировки параметров амплитудно-частотной характеристики фильтра. Для достижения этой цели в рекурсивный режекторный фильтр, содержащий последовательно соединенные первый умножитель, первый сумматор, второй умножитель и второй сумматор а также третий сумматор, первый вход которого соединен с выходом второго умножителя, а второй вход - с выходо Первой линии задержки, вторую линию задержки и третий и четвертый умножи тели, введены дополнительные суммато ры, выход первого из которых соедине со вторым входом второго сумматора |И с третьим входом третьего сумматора, выход второго дополнительного су матора - с двумя первыми входами тре тьего дополнительного суммато(а, тре тий вход которого подключен через ., вторую линию задержки к выходу второго сумматора, а выход - ко входу первой линии задержки, при этом вы-ход первого умножителя подключен к четвертому входу третьего сумматора и через третий умножитель - к первом входу первого дополнительного сумматора, а выход третьего.сумматора соединен со вторым входом первого сумматора и через четвертый умножитель - со вторым входом первого дополнительного сумматора. На чертеже представлена структурмая электрическая схема рекурсивного режекторного фильтра. Устройство содержит первую и вторую линии задержек 1 и 2, первый,/ второй и третий сумматоры 3 t и 5, первый, второй и третий дополнительные сумматоры 6, 7 и 8, первый, второй, третий и четвертый умножители 9, 10, 11 и 12. Устройство работает следующим образом. Входной сигнал через умножитель 9 подается на неинвертирующий вход сум матора 3, выход которого непосредственно соединен,с неинвертирующим вхо дом сумматора k, входом умножителя 10 и инвертирующим входом сумматора 5. Выход умножителя 10 подключен к неинвертирующим входам соответственно сумматоров , 5 и 7. Сигнал с выхода умножителя 9 подается также на вход умножителя 11 и неинвертирующий вход сумматора 5. Выход сумматора 7 соединен с двумя неинвертирующими входами сумматора 8. Сигнал с выходов умножителей 11 и 12 подается соответственно на инвертирующий и неинвертирующий входы сумматора 6, выход которого непосредственно соединен с инвертирующим входом сумматора 4 и неинвертирующим входом сумматора 5. Выход сумматора через линию за.держки 2 соединен с неинвертирующим входом сумматора 8, сигнал с выхода которого через линию задержки 1 подается на неинвертирующий вход сумматора 5, выход которого соединен с входом умножителя 12 и инвертирующим входом сумматора 3- Выход сумматора 5 является выходом фильтра. Ьё низких частотах, где изменения сигнала как на выходе, так и на входе фильтра в пределах одного и даже двух периодов квантования весьма незначительны, коэффициент передачи линий задержки 1 и 2 можно считать примерно равным единице. С учетом того, что коэффициенты умножителей 10, 11 и 12 весьма .невелики, так как нормированы по частоте квантования, значение сигнала на выходе фильтра в основном определяется по ветвям: умножитель 9 сумматор 5; умножитель 9 сумматор 3 - сумматор 7 сумматор 8 - линия задержки 1; умножитель 9 - сумматор 3 сумматор k - линия задержки 2 сумматор 8 - линия задержки 1; сумматор 3 - сумматор 7 - сумматор 8 - линия задержки 1 - сумматор 4 и сумматор 3 - сумматор k - линия задержки 2 - сумматор 8 - линия задержки 1 сумматор 4. Элементарное суммирование передач по этим ветвям дает общий коэффициент передачи, примерно равный коэффициенту умножителя 9. При рассмотрении достаточно высоких частот сигнала коэффициенты передач линий задержки устремляются к минус единице. По аналогии с предыдущим, сумма передач по упомянутым ветвям дает общий коэффициент передачи, также равный коэффициенту умножителя 9. На средних частотах за счет фазового сдвига сиг нала в линиях задержки 1 и 2 происходит его ослабление. Причем уровень ослабления зависит от коэффициента умножителя 11, обеспечивающего прямое прохождение сигнала со входа на выход фильтра вне зависимос ти от частоты свойств его обратных связей. Крутизна амплитудно-частотной характеристики фильтра определяется глубиной отрицательной обратной связи, образованной умножителем 12, коэффициент передачи которого в этом случае определяет полосу непрозрачности фильтра. Частота режекции фильтра определяется частотно-зависи мыми обратными связями фильтра, образованными умножителем 10. Что же касается уровня сигнала в полюсах прозрачности, то он определяется коэффициентом умножителя 9. Все операции суммирования и умножения выполняются в настоящем фильтре в промежуток времени между Двумя соседними значениями сигнала, т. е. в период его квантования, равный вре мени задержки линий задержки 1 и 2. Из передаточной функции фильтра от р: ((рм)4ь TraFToTcp/ oTb где об- удвоенная частота дискретизации фильтра; h - коэффициент умнЬжителя 9 а - коэффиг$иент умножителя 12; b - коэффифент умножителя 10; с - коэффициент умножителя 11; определяются: частота режёЛчии «So Vtf / полоса непрозрачности доу-Л, относительное затухание на частоте режекции Ьр §; Коэффициент передачи в полосах прозрачности k h. Таким образом, параметры , &tf а и k могут быть взаимно независимо регулируемы соответственно коэффициентами Ь, а, си Ь. Для изменений од ного из параметров АЧХ достаточно изменения значений одного из коэффициентов умножителей, что в сравнении с ранее известными фильтрами свй96 детельствует о проЕТоте регулировки в заявляемом техническом решении. Формула изобретения Рекурсивный режекторный фильтр, содержащий последовательно соединенные первый умножитель, первый сумматор, второй умножитель и второй сумматор, а также третий сумматор, первый вход которого соединен с выходом второго умножителя, а второй вход с выходом первой линии задержки, вторую линию задержки и третий и четвер-. тый умножители, отличающийс я тем, что, с целью обеспечения независимой регулировкипараметров амплитудно-частотной характеристики фильтра, в него введены дополнительные сумматоры, выход первого из которых соединен с вторым входом второго сумматора и с третьим входом третьего сумматора, выход второго дополнительного сумматора - с двумя первыми входами третьего дополнительного сумматора, третий вход которого подключен через вторую линию задержки к выходу второго сумматора, а выход - к входу первой линии задержки, при этом выхОд первого умножителя подключен к четвертому входу третьего сумматора и через третий умножитель к первому входу первого дополнительного сумматора, а выход третьего сумматора соединен с вторым входом первого сумматора и через четвертый умножитель - с вторым входом первого дополнительного сумматора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Современная теория фильтров. Под ред. Г. Темеша и др., М., Мир 1977, с.. , фиг. 12.28. . : 2.Слока В. К. Вопросы обработки радиолокационных сигналов. М.,Советское радио, Т970, с. 176-177, рис. 7.1,6 (прототип).

1

а-З

См