Программируемый трансверсальный фильтр Советский патент 1982 года по МПК H03H15/00 

С54) ПРОГРАММИРУЕМЫЙ ТРАНСВЕРСАЛЬНЬт

ФИЛЬТР

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к устройствам частотной и временной обработки электрических сигналов низкочастотного диапазона, и может быть использовано в различной приемопередающей аппаратуре, системах автоматического регулирования, устройствах распознавания и синтеза речи, адаптивных корректорах трактов передачи информации и т.д.

Известен программируемый трансверсальный фильтр, содержащий N элементарных фильтров, входы которых объединены, а выходы подключены к устройству взвешивания и суммирования, выполненного на операциокнрм усилителе и резисторах. Каждый элементарный фильтр соедржит два дискретно-аналоговых регистра сдвига (линии задержки ) с отводами. К отводам подключены электронные ключи, выполненные на МДП-транзисторах. Прошедшие через эти ключи сигналы с отводов регистров суммируются с помощью дифференциального усилителя. Управление ключами производится из цифровых регистров сдвига, выполняющих роль запоминающих устройств (.ЗУ), в которых хранятся двоичные

весовые коэффициенты. С помощью этих коэффициентов и осуществляется i:ipoграммирование ( установление ) необс ходимой частотной характеристики фильтра 11.

Недостатком этого фильтра, помимо большого числа дискретно-аналоговцх регистров сдвига, являются

Q весьма жестокие требования к этим регистрам с точки зрения потерь информационного сигнала в них. Этосвязано с тем, что потери сигнала, неизбежно возникшие в аналоговых ре гистрах, выполнены ли они на емкостях, либо на ВВ-приборах, либо на приборах с зарядовой связью (ПЗС), оказывают существенное влияние на частотно-избирательные свойства фильтров на их основе и не позволя20ют получить- необходимые уровни затухания вне полосы.

Известен также программируемый трансверсальный фильтр, содержащий цифровое зеитоминающее устройство,

25 выходы которого подключены к цифровым входам умножающего цифроаналогового преобразователя, а вход считывания - к одному из выходов генератора управляющих импульсов, и анало30говый накопитель С 2.

Недостатком фильтра является сравнительно небольшой уровень гарантированного затухания, т.е. избиратель 1ость. Это связано с низкой точностью операций умножения, в аналоговом виде, а также значительным уровнем.возникающих при этом нелинейных искажений. Кроме того, нали чие потерь в аналоговом регистре также не позволяет получить высокие избирательные свойства фильтра.

Цель изобретения - повышение избирательности за счет устранения динамических потерь.

Поставленная цель достигается тем, что в программируемый трансверсальный фильтр, содержащий цифровое запоминающее устройство, выходы которого подключены к цифровым входам умножающего цифроаналогового преобразователя, а вход считывания - к одному из выходов генератора управляющих импульсов, и аналоговый накопитель, -введены дискретно-аналоговое запоминающее устройство, включенное между входной шиной и аналоговым входом умножающего цифроаналогового преобразователя, и счетчик адресов, одна группа адресных выходов которого подключена к адресным входам цифрового запоминающего устройства, а другая группа адресных выходов - к адресным входам дискретно-аналогового запоминающего устройства, причем выход умножающего цифроаналогового преобразователя соединен с входом аналогового накопителя, вход сброса которого под лючен к другому выходу генератора управляющих импульсов, а вход записи и считывания дискретно-аналогового запоминающего устройства и вход запуска счетчика адресов подключены к соответствующим выходам генератора управляющих импульсов.

На чертеже представлена структурная электрическая схема программируемого трансверсального фильтра.

Программируемь)й трансверсальный фильтр содержит дискретно-аналоговое запоминающее устройство 1, вход которого является входом всего фильра, а выход подключен к аналоговому входу умножающего цифроаналогового преобразователя 2, выход которого соединен с входом аналогового накопителя 3, содержащего интегратор 4 и аналоговый ключ 5, выход которого является выходом всего фильтра. Кроме того, фильтр содержит цифровое запоминающее устрой ство б, в котором хранятся весовые коэффициенты съема, представлен.ные в двоичном коде. Информационные шины цифрового ЗУ б подключены к соответствующим цифровым входам умножающего цифроаналогового преобразователя 2. Выбор необходимых

адресов цифрового и дискретно-аналогового ЗУ 6 и 1 при организации циклов запись-считывание производится с помощью счётчика 7 адресов, одна группа адресных выходов.которого соединена с адресными входами дискретно-аналогового ЗУ 1, а дру- . гая - с адресными входами цифрового ЗУ 6. Запускающие счетчик 7 адресов импульсы, команды на запись и

считывание ЗУ 1 и б, а также команды считывания информации с интегратора 4 и его обнуления (сброса) вырабатываются генератором 8 управляю щих импульсов. Цифровое ЗУ б в зависимости от назначения фильтра может быть как постоянным (ПЗУ, так и оперативным (ОЗУ. При однократ|Ном программировании частотной характеристики фильтра - это ПЗУ, при

перепрограммировании фильтра в про- . .цессе его работы, при адаптивной фильтрации, ,в качестве цифрового запоминающего устройства 6 может быть использовано любое ОЗУ, напри-,

мер выходные буферные регистры микропроцессора . В первом случае из ЗУ б осуществляется лишь .считывание информации, во втором - как запись, так и считывание.

Фильтр работает следующимобразом.

Генератор управляющих импульсов 8 вырабатывает запускающие импульсы. В начале первого такта аналоговый сигнал подается на вход дискретно-аналогового ЗУ 1, дискретизируется, и его выборка записывается н последнюю, т.е. в п-ю ячейку памятки. При этом выбор адреса ячейки осуществляется с помощью счетчика 7 адресов.

Однако одновременно с импульсом записи вырабатываются импульсы считывания на выход и сброса накопленной, на интеграторе 4 за предыдущий тракт работы фильтра информации.

Далее записанная в дискретно-аналоговом ЗУ 1 информация последовательно считывается из всех его ячеек , начиная с последней. При этом счетчик 7 адресов считает от последнего значения до предпоследнего в прямуюсторону, т.е. считывание происходит из последней ячейки, затем из первой, второй и т.д.

Считанная из дискретно-аналогового ЗУ 1 информация подается на, аналоговый вход умножающего цифроаналогового преобразователя 2. Синхронно с работой дискретно-аналогово ЗУ 1 из цифрового ЗУ б последовательно, начиная с первого регистра, считываются весовые коэффициенты. Счет адресов цифрового ЗУ 6 также происходит в прямую сторону, т.е. считывани осуществляется сначала из первого регистра, затем из второго и т.д.

Счит 1нные весовые коэффициенты в параллельном коде подаются на цифровые входы умножающего цифроаналогового преобразователя 2, который производит их перемножение с выборками аналогового, сигнала, считанными из 5 дискретно-аналогового ВУ 1. Полученные произведения интегрируются за такт интегратором 4 и с помощью аналогового кл«оча 5, накопленная на нем информация считывается нЪ выход фильт-10 ра. На этом первый такт работы фильтра заканчивается.

На втором такте работа всех узлов фильтра повторяется за исключением того, что запись входной информации |5 осуществляется в предпоследнюю ячейку дискретно-аналогового ЗУ 1, т.е. в rt-1-ю, и считывание информации из , которого тоже начинаетсяьР п-1 ячейки. На п-ом такте запись производит- 20 ся в первую ячейку, с нее же начинается и считывание. На этом цикл обработки информации предлагаемым устройством заканчивается и описанная работа узлов фильтра повторяется.. 25 Представленная организация режима за- . писи-счи1ывания обоих ЗУ имитирует движение информации вдоль дискретноаналогового регистра известных трансверсальных фильтров на линиях задержки. Однако из-за отсутствия движения как такового информации вдоль регистра ( ячеек ) в предлагаемом фильтре динамических потерь, вызываемых этим движением, не возникает. Статические же потери, связанные с 35 деградацией сигнала за время хрйнения в ячейках памяти, остаются iTaкими же, как и в известных фильтрах. j

Таким образом, резкое уменьшение потерь информационного аналогового 40 сигнала за счет устранения динамических потерь приводит к значительному повышению точности произведений выборок аналогового информационного сигнала на весовые коэффициенты во 45 сем рабочем диапазоне частот и.

следовательно, к увеличению уровня гарантированного затухания фильтра, т.е. к улучшению его избирательных свойств.

Формула изобретения

ч

Программируемый трансверсальный фильтр, содержащий цифровое запоминающее устройство, выходы которого подключены к цифровым входам умножающего цифроаналогового преобразователя, а вход считывания - к одному из выходов генератора управляющих импульсов, и аналоговый накопитель, отличающийся тем, что, с целью повышения избирательности за счет устранения динамических потерь, в него введены дискретно-аналоговое зап 1инант1ее устройство, включенное между входной-шиной и аналоговым входом умножающего цифроаналогового преобразователя, и счетчик адресов, одна группа адресных выходов которого подключена к адресным входам цифрового запоминаннаего устррйства, а другая группа адресных выходов - к адресным входам дискретно-аналогового запоминающего устройства - причем выход умножающего цифроаналогового преобрзователя соединен с входом аналогового накопителя, вход сброса, которого подключен к другому выходу генератора управляющих импульсов, а вхо за:писи и считывания дискретно-аналогового запоминающего устройства и вход запуска счетчика адресов подключены к соответствующим выходам генератора управл;аощих импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2. Электроника, 1979, 17,18(.прототип) .