Многочастотный цифровой фильтр
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 1474827
Автор: Охлобыстин
Текст
(21) 4267059/24 (22) 22.06.87 (46) 23.04.89. (72) И.О. Охлоб (53) 621.372.54 (56) Авторское йф 1095357, кл . 0 Бюл. Р 15ысти н4 (088,8)с видетельстН 03 Н 17/О СССР1984. чет х ых ов ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ И(54) МНОГОЧАСТОТНИЙ ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР(57) Изобретение относится к областивычислительной техники и м,б. использовано в системах передачи и обработки дискретной информади, в электросвязигидролокации и т.д.Цельизобретения - рас шире ние функционал ьных возможностей за счет обеспечения .фяльтрации сигналов, частоты которыхкратны частоте дискретизации. Длядостижения цели в фильтр введены определитель 6 номера канала, определитель 7 времени задержки и блок 12 буферной памяти. Принцип работыфильтра основан на том, что полосапропускания и центральная частотацифрового фильтра изменяются с изменением тактовой частоты его работы(обычно равной частоте дискретизациивходного сигнала), что обеспечивается с помощью прореживания потока отсчетов выходного сигнала АЦП 3. Вэтом случае для полосовой фильтрациина различных частотах м.б. использован лишь один набор коэф.:."ильтра.Положительный эффект постигается путем обеспечения возмсжности фильтрации одного и того же отсчета в неських частотных канал установления определеннои очередн ти обработки в различных част каналах и поиска свободных вр интервалов для обработки отсч каждого канала. 1 О ил.474827 ут дим Жала 2нимфою Уа 8 аюрою Ааааа Ут в14 748 27 Ф.юСоставитель С. Музыч Редактор С. Патрушева Техред Л.Сердюкова екто Заказ ВБИЛИ 10/56 Тираж 88 О Подписноеосударственного комитета по изобретениям и открытиям 113 О 35, МоскваЖ, Раувская наб.д. 4/5 ственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина,10Изобретение относится к вычислительной технике и может бьггь использовано в системах передачи и обработки дискретной информации, н электросвязи, гидролокации и т,д. дляцифровой Фильтрации сигналов в Ячастотных диапазонах.Целью изобретения является расширение функциональных возможностейза счет обеспечения Фильтрации сигналов, частоты которых кратны частотедискретизации,На Фиг.1 приведена структурнаясхема многочастотного цифрового 15Фильтра; на фиг.2 и 3 - временныедиаграммы, поясняющие принцип работы многочастотного цифрового фильтра;на Фиг. 4-8 - блок памяти отсчетов,определитель номера канала, определитель времени задержки, первогокоммутатора и блок буферной памятисоответственно; на Фиг,9 - временные диаграммы, поясняющие принципработы блока буферной памяти; наФиг.10 - блок синхронизации.Многочастотный цифровой фильтрсодержит фильтр 1 низких частот, блок2 синхронизации, выходы с первого подесятый - 2,1 "2.10 блока 2 синхронизации, аналого-циФровой преобразователь (АЦП) 3, блок 4 памяти отсчетов,первый коммутатор 5, определитель 6номера канала, определитель 7 времени задержки, умножитель 8, блок 9памяти коэффициентов, сумматор 10,второй коммутатор .11 и блок 2 буферной памяти.Блок 4 памяти отсчетов содержитблок 13 совпадения, регистр 14 сдвига отсчетов, выходы 14.1-14,(Х+8)регистра 14 сдвига отсчетовпервыйкоммутатор 15, выходы 15.1-15.Я пер-вого коммутатора 15, регистры 16.116.Я сдвига, второй коммутатор 17.Определитель б номера канала содержит В-триггеры 18, одновибраторы19, инверторы 20, элементы И 21,элементы задержки 22, элементы ИЛИ 23,Определитель 7 времени задержкисодержит одновибраторы 24,0-триггеры 25, элементы 26 задержки, 1 счетчики 27, блок 28 совпадения и блок 29элементов ИЗ%.Первый коммутатор 5 содержит первый, второй и третий мультиплексоры 30-32.Йлок 12 буферной памяти содержитЯ элементов 33 буферной памяти,каждый из которых содержит реверсинныйсчетчик 34, однонибратор 35, элементы 36 задержки, коммутатор 37 ирегистр 38 сдвига.Блок 2 синхронизации содержит тактовый генератор 39, делитель 40 частоты, счетчик 41, формирователь 42частоты дискретизации, первый, второй и третий элементы 43-45 задержки, первый и второй КБ-триггеры 46и 47 и элементы ИЛИ 48.Принцип работы многочастотногоцифрового Фильтра основан на том,что полоса пропускания и центральнаячастота циФрового фильтра изменяются с изменением тактовой частоты егоработы (обычно равной частоте дискретизации входного сигнала), что обеспечивается с помощью прорежинанияпотока отсчетов выходного сигналаАЦП 3. Я этом случае для полосонойфильтрации на различных частотах может быть использован лишь один на"бор коэффициентов фильтра.Снижению частоты дискретизации вотдельных частотных каналах должнапредшествовать предварительная низкочастотная фильтрация для устранения.искажений, связанных с эффектомналожения низкочастотной части спектра и левой боковой спектральнойполосы при первой гармонике частотыдискретизации. Низкочастотная фильтрация осуществляется теми же средствами, что и полосовая, причем частоты среза фильтра низких частот(ФНЧ) для каждого канала различны иопределяются соответствующими частотами дискретизации,Многочастотный цифровой фильтрработает следующим образом,Исследуемый сигнал подается навход фильтра 1 низких частот, подавляющего высокочастотные составляющие,присутствие которых могло бы привести к искажениям из-за проянлеюя эффекта наложения при дискретизациисигнала в АЦП. Частота среза выбирается несколько больше наивысшей частоты Е, подлежащей выделению волосовым Фильтром. Частота дискретизации Т сигнала в АЦП 3 выбираетсятаким образом, чтобы после прореживания потока для полосовой фильтрации на самой высокой частоте Гя осталось бы достаточное число свободных временных позиций, на которыхможно было бы вести обработку в дру 14 7482гих частотных дзпззснак, Частота дискретизации Т связана с наивысшей выделяемой частотой Гч следующим равенством:5 Т = 2 пГ 11 Л где п . 2.Если необходима пслосовая фильтрация на частотах Г Г, периодыкоторых относятся как Р : РР(Р, Р тР) (Р, Р, Р, могутбьггь произвольными целыми числами),то периоды дискретизации в каждомчас тот ном ка нал е могут бьгг ь опрел елены следующими соотношениями:ТА = Р, ТА,(2) Т 1 г.1 и АДля обеспечения требуемого соотношения между периодами фильтровываемых частот необходимо обеспечить то же соотношение между периодами дискретизации сигнала в первом и втоТА - Р, ТАПри таких периодах дискретизации и постоянных весовых коэффициентах частоты настройки полосовых фильтров находятся между собой в требуемом со отношении. Величина Рд, характеризующая степень прореживания выходного потока отсчетов АЦП 3 для обработки в самом высокочастотном канале (Гя), должна бьггь достаточно велика для того чтобы при данных Р, М и при цикле обработки отсчетов в одном канале, равном Т 4,после отведения части временных интервалов (периодов Т) на обработку отсчетов в самом высокочастотном канале (Г) осталось бы достаточное количество свободных временных интервалов для обработки в других частотных каналах. Это позволяет использовать один умножитель 8 и сумматор 10 для обработки во всех частотных каналах,Пусть, например, требуется произвести полосовую фильтрацию на двух частотах (И=2), периоды которых относятся между собой как 2:3 (этот случай иллюстрируется временными диаграммами на фиг.2), и дискретизация входного сигнала в АЦП 3 производится взятием отсчетов в моментыв соответствии с тактовой50 частотой И цр (фиг.2 а), подаваемой на АЦП 3 с первого выхода 2.1 блока 2 синхронизации. р см ча т ст ых ка галах, В с сот ветс т - вии с (2) можно положить Р =2 Р =3Э и таким образом использовать для пслссовой фильтрации в перв м частот -нсм канале каждый третий отсчет, снимаемый в момент времени г С 4 Г 7(сигнал 11, фиг.н), з вс втором канале - каждый второй отсчет в моментвремени г- с , с(сигнал Б,фиг.20), что обеспечило бы требуемоесоотношение меж;ту периодами дискретизации ТА,. Т, = 3 : 2, Из фиг.2 б,ввидно, что стс:.ер ы, с нимаемые в моменты г С , должны сбра бзтываться одновременно в обоих частотных каналах. В связи с этим в многочастотном цифровом фильтре используется следующий алгоритм обработкиотсчетов, а именно в случае появления на выходе АЦЛ 3 отсчета, который предполагается обрабатывать внескольких частотных каналах (например, отсчет в момент г, фиг 2 б, в,должен быть обработан в обоих частотных каналах), устанавливаетсяследующая очередность обработки отсчета. В первую очередь производится обработка в самом высокочастотномканале Г, на ближайшем свободном интервале длительностью Т, не занято;под ссработку в канале Гя, производится обработка того же отсчета вболее низкочастотном канале Гд.,аналогично на ближайшем свободном интервале, не занятом под обработку вканалах Гя, Г, производится обработка того же отсчета в каналеГ ки т.д. Это схематически иэображено на фиг.2 г, где цифрами обозначен номер частотного канала, в котором на данном интервале производитсяобработка,Лр уг ой пример ра с пр ед ел е ни я с вободных временных интервалов для обработки в случае семи частотных каналов, в которых производится выделение частот с отношением периодов 2:3:4:5;6:7:8, иллюстрируется временными диаграммами, приведенными на фиг.За-з, Ба фиг. За показаны моменты появления отсчетов на выходе АЦП 3, а частота дискретизации в самом высокочастотном канале (сигнал 11 ) с целью обеспечения доста 7точного количества свободных временных интервалов для обработки в шести более низкочастотных каналах выбрана в 4 раза ниже частоты следова 14 74827 6ния отсчетов Т на выходе АЦП 3 (Р в (2), равйое 4) . На Фиг, 3 б-э показаны временные метки Ц -11 показывающие, что данный отсчет должен быть обработан: в седьмом каналеб (П 7 фиг.Зб), в шестом (О Фиг.Зв) и т.д.Распределение свободных временных интервалов для обработки отсчетов в различных каналах схематически изображено на Фиг.Зи, где цифрой обозначен номер канала, вертикальными стрелками указан отсчет, участвующий в. обработке на данном интервале, а горизонтальные стрелки показывают задержку, имеющую место,при обработ" ке отсчета в данном канале. На фиг,Зк показаны моменты окончания обработки соответствующих отсчетов в одном из каналов (в первом - 11 1 ц ), При обеспечении достаточного количества свободных временных интервалов, аналогично рассмотренному распределению циклов обработки отсче б тов в разных частотных каналах, может быть использовано в случае произвольного числа каналов, если периоды центральных частот полосовых фильтров равны целому числу перио-. дов следования отсчетов иа выходе АЦП 3.Обработке каждого отсчета канальным полосовым фильтром должна предшествовать дополнительная обработкаЗб фильтром низких частот, необходимость которой связана с введениьи прореживанием потока отсчетов для обработки канальньпж нолосовыми фильтрами, что эквивалентно снижению частот дискретизации в каждом частотном канале. Значения частот среза ФНЧ различны для различных каналов, соответствуют значениям частот дискретизации, используемых при полосовой фильтрации в различных каналах и определяются наборами И весовых коэффициентов, считываемых из блока 9 памяти коэффициентов. Таким образом, для обработки появляющегося в момент времени; выходного отсчета АЦП 3 О ( ) полосовым фильтромвм1 К-го кайала необходимо предварительно сформировать новый отсчет Ове (;) в соответствии с алгоритмом ис" пользуемой в устройстве нерекурсивной фильтрации: 1 срне ( ) 11 в 0 в ( ) аоеАцп (-м+ ) увкЧв(,) а(;.;,к=(-М+1где а 0,а 11, - весовыекоэффициенты нерекурсивного ФНЧ к-гоканала, хранящиеся в блоке 9 памятикоэФФици ент ов,аА, - порядок ФНЧ,Однако, как показано на фиг.2,3,в предлагаемом устройстве тот же отсчет Увч(,) может быть использовандля обраотки в другом, например,К-м канале, где также предваритель"но должен быть сформирован новый отсчет 11(,) в соответствии с (3),но с новым яабором весовых коэффициентов аое.а ,м.11 е опРеделЯющим ФНЧ К-го канала, причем можетпонадобиться Формирование О ,щне на интервале ( 1,), а и напоследующих интервалах, посколькукак показано на фиг.З, введение очередности обработки отсчетов в разныхканалах приводит к тому, что обработка отсчета Ув(1 ) в произвольномК - м канале может производиться нена интервале (;, ; ), а с задерж"кой на одном из последующих интервалов (;1 ,, ), где Ы 1,2,3 Очевидно, что для этого необходимо иметь возможность считыватьна умножитель 8 из зоны блока 4 памяти, отведенной под хранение выходных отсчетов АЦПЗ Бв , И отсчетовецв (1-а+1) эПвцв (,), нетолько на интервале (;, ;, ), но ина нескольких (Я) последующих интервалах, где 3 - максимальная задержка, имеющая место при обработке отсчета в каком-либо канале, не превышающая обычно периода дискретизациив самом низкочастотном канале. Дляобеспечения такой возможности в предлагаемом устройстве в зоне блока 4памяти, отведенной под хранение выходных отсчетов АЦПЗ, запоминаютсяпоследние И+8 отсчетов, причем группу И смежных отсчетов из (И+8) можно выбрать любым требуемьи образом.Рассмотрим более подробно работуотдельных блоков многочастотного цифрового фильтра,Ограниченный по спектру в фильтре1 входной сигнал подвергается дискретизации и преобразованию в цифровуюформу в АЦПЗ, после чего отсчеты,следующие с частотой Т (УвФиг,2 а), 1474827подаются на вход блока 4 памяти от 30 Прежде чем качать обработку ка текущем интервале (Е;, Е; ), необходимо определить номер кайала К, .в котором производится обработка, и в соответствии с этим установить какие И из М+8, хранящихся в блоке 4 памяти выходных отсчетов АЦПЗ, необходимо подать на ФНЧ К-го канала, для чего, в свою очередь, по определенному номеру К канала необходимо определить время задержки обработки (расстояниевдоль временной оси между ближайшими, предшествующим Е, моментом дискретизации К-го канала и началом Е; текущего интервала (Е Е; ) обработки). 455055 счетов, в зону хранения выходных отсчетов А 11 НЗ, емкость которой составляет М+Б отсчетов где М - порядокФ5 нерекурсинкых ФНЧ. Блок 4 памяти отсчетовов может быт ь выпол не н, например ца базе регистров сдвига, как показано ца Фиг.б. Регистр 14 сдвига служит для запоминания И+8 выходных отсчетов А 1 НЗ, а каждый цз К регистров 16 сдвига - для хранения 1 выходных отсчетов каждого канального ФНЧ (1 - порядок полосового Фильтра).Выбор одного из регистров 16 сдвига,н который должен быть записан в соотнетстнуюикй момент времени, когда открывается блок 13 совпадения, выходкой сигнал сумматора 10, и из которого затем производится считывание ныходных отсчетов ФНЧ, прокзнодится соответственно коммутаторами 15 и 17, которые управляются выходным сигналом определителя 6 номера канала. Этот же сигнал используется и для тактиронания регистров 16 сдвига, поскольку импульс, разрешающий сдвиг (в соответствии со структурой выходного сигнала определителя 6 номера канала), поступает только на один иэ регистров 16 сдвига, соответствующий номеру канала, обрабатываемого на данном тактовом интервале. Сдвиг происходит только в этом регистре, остальные находятся н режиме хранения информации, Возможна также реализация блока 4 памяти на базе оперативных запоминающих устройств (ОЗУ), что, однако, требует введения в блок 2 синхронизации относительно сложных Форькрователей адре 40 сов записей и считывания из ОЗУ. Для этих целей н многочастотныйцифровой Фильтр внедецы определитель 6 номера канала и определитель 7 времени задержки, На их входыс девятого и десятого выходов блока2 синхронизации подаются частотыдискретизации различных каналов(а налогично 11, 11, (Фиг. 2 б, н) илиР, . ,11, (Фиг.3 бз) с тай разницей, что каждый положительный импульс затянут на величину периода Тчастоты дискретизации АПП 3, соответстнующие сигналы 11, П, показанына Фиг.2 д,е), В соответствии с описанным алгоритмом обработка К-го кацала ца интервале (Е Е; ) производится лишь в том случае, если этотинтервал не занят под обработку нболее высокочастотных каналах. Определитель 6 номера канала может бытьпостроен, например, как показано наФиг.5. Часть схемы для (Ы) -го какала, обведенная пунктиром, повторяется и для более низкочастотных каналов,причем на иннертор 20 в (И-х)-иканал е пода етс я сиг нал Г 4 Р я,йРя,+, сформированный ка соответствующем элементе ИЛИ 23. Передним1фронтомнапример сигнала Ия д,Р-триггер 18 устаканлинае; ся в единичное состояние, ко эта единицапоступит на выход Рк лишь в томслучае, если в данный момент ни одиниз выходных сигналов Гк, Гя, не равен единице, т,е, на ближайшем свободном временном интервале. Черезэлемент 22 задержки на ТА и одновибратор 19 в конце текущего интерваладлительностью ТА на Р-триггер 18поступает сигнал, возвращающий его внулевое состояние. Аналогичные процессы происходят. и н других каналах,Для И=2 выходные сигналы Г, Р пока."заны на Фиг,2 ж,з, Таким образом, наныходе определителя б появляется номер канала, подлежащего обработке на .данном интервале (Е;, Е ), в видепозиционного кода Р Р . (Прибольших Ю выходной сигнал определителя б перед подачей на управляетевходы блоков 4 и 9 памяти выгоднопреобразовать иэ позиционного кодав двоичный) .Определительвремени задержкиформирует на своем выходе код, соответствующий числу периодов дискретизации АЦПЗ, расположенных между моментом Е;дискретизации сигналадля К-го канала и началом ближайшегосвободного интервала, предназначенного для обработки отсчета в К-мканале. Выходной код определяет, таким образом, задержку обработки вК-м канале в виде некоторого числапериодов Т, В соответствии со сказанным, определитель 7 времени задержки может бьггь выполнен, например, в виде набора схем, одна из которых (для одного канала) обведенапунктиром на фиг,8,Передний фронт сигнала, например,Б установит Ъ -триггер 25 в единичное состояние, после чего счетчик27 считает число периодов сигнала(фиг.2 а) до тех пор, пока пришедиий с выхода определителя 6 номера канала сигнал Ря, через одновибратор 24 не возвратит В-триггер 25в исходное состояние, остановив темсамым счетчик 27, Появившаяся на инверсном выходе П-триггера 25 единица с задержкой Т сбросит счетчик 2527, но в течение данного интервалаТ, пока сигнал сброса не поступил,двоичный код. с выхода счетчика 27через блок 28 совпадения и блок 29элементов ИЛИ поступает на выход,определяя величину задержки (числопериодов Т ) между моментом дискреАтизации сигнала в (Ы-д)-и канале иближайшим интервалом, на котором можно провести обработку в этом канале.Выходной сигнал определители 7времени задержки подается на дополнительный управляющий вход первогокоммутатора 5, определяя, какие именно М смежных отсчетов из М+Я выходных отсчетов АЦПЗ, хранящихся в блоке 4 памяти (а именно, в регистре14 сдвига (фиг,4), должны бьггь обработаны канальным ФНЧ в текущем интервале. На управляющий вход первого 45коммутатора 5 с второго выхода 2,2блока 2 синхронизации поступают управляющие сигналы Пн (фиг,2 к) иБ(фиг.2 м), определяющие из какойэойы блока 4 памяти отсчетов (зонывыходных отсчетов АЦПЗ или зоны выходных отсчетов канальных ФНЧ) должно производится считывание. Примерреализации первого коммутатора 5 дляслучая М = 4, Я = 1 приведен на фиг.7При этом каждый иэ мультиплексоров30 и 31 обеспечивает последовательное подключение определенных М изМ+Я входных отсчетов, Выбор одного из выходных сигналов мультиплексоров 30.и 31 для подачи на выход первого коммутатора 5 задается выходным сигналом определителя 7 времени задержки. Аналогично может быть построен первый коммутатор 5 при любых М и Я,Выходной сигнал определителя 6, задающий код обрабатываемого канала К, поступая на второй управляющий вход блока 9 памяти коэффициентов, определяет последовательное считывание из этого блока на умножитель 8. М коэффициентов ФНЧ, соответствующих выбранному К-му каналу, и коэффициентов полосового фильтра. Одновременно на второй вход умножителя 8 поступают выбранные М из М+Я выходных отсчетов АЦПЗ. В течение М тактов в начале текущего временного интервала (С;, г. , ) в сумматоре 10 происходит накопление взвешенных значений отсчетов по алгоритму работы нерекурсивного ФНЧ К-го канала и М-го порядка в соответствии с равенством (3), после чего управляющий сигнал, поступающий с третьего выхода 2.3 блока 2 синхронизации на блок 4 обеспечивает запись накопленного значения в зону хранения выходных отсчетов ФНЧ К-го канала блока 4. В следующем такте с пятого 2,5 выхода блока 2 на управляющий вход сумматора 10 поступает сигнал "Сброс" (У , фиг.2 и), подготавливающий сумматор 10 к накоплению следующих взвешенных отсчетов. Далее по сигналу с второго 2.2. выхода блока 2 на управляющий вход первоГо коммутатора 5 поступает сигнал У(фиг,2 м), разрешающий последовательное считывание из блока 4 хранящихся там выходных отсчетов ФНЧ К-го канала в блок 9, которые перемножаются в нем с последовательно поступающими с выхода блока 9 1 весовыми коэффициентами полосового фильтра с последующим накоплением результатов умножения в сумматоре 10, В отличие от М коэффициентов канальных ФНЧ, 1 коэффициентов полосового фильтра одинаковы для всех каналов, поскольку, как указывалось выше, различия в частотах настройки полосовых фильтров определяются разными частотами обработки отсчетов (частотами дискретизации) в отдельных частотных каналах, 1После накопления 1 результатов произведений на выходе сумматора 10Формируется отсчет 0(т, ), являющийся р ез ультат ом абра бо тки отсч етаУ ц( С; ) ни э кочас тот ным и полос овымФильтром К-го канала, в соответствиис аналогичным (3) равенством, определяющим алгоритм нерекурсивнойфильтрации 1Ппак- 0 рнчк(" В- (4Унции )где В- весовые коэффициенты полосового фильтра.По окончанию цикла обработки в соответствии с определенчым номером канала К отсчет П , (С;) адресуется на К-й выход второго коммутатора 11, соответствующий К-му каналу, а сумматор 10 сбрасывается управляющим сигналом П, (Фиг.2 и) с пятого 2.5 выхода блока 2 синхронизации. В следующем цикле (временном интервале длительностью Т 4) происходит аналогичная описанной обработка в следующем канале, номер которого снова задается выходным сигналом определителя 6 номера канала.В соответствии с фиг.3 б-к появление обработанных отсчетов на любом выходе второго коммутатора 11, кроме выхода, соответствующего самому высокочастотному каналу, может происходить нерегулярно, и расстояние между смежными обработанными отсчетами далеко не всегда равно периоду дискретизации в данном канале. Это является некоторым недостатком, например, в тех случаях, когда требуется восстановление отфильтрованных сигналов на выходе второго коммутатора 11 в исходной аналоговой Форме. Для устранения нерегулярности потоков отсчетов выходы второго коммутатора 11 подключены к входам блока 12 буФерной памяти, который может быть выполнен, например, в виде набора из И одинаковых элементов 33, один из которых для произвольного (И)-го канала показан на фиг.8, где на входы прямого и обратного счета реверсивного счетчика подаются соответственно выходной сигнал Рп, (фиг.9 а) определителя 6 и частота о , (фиг.9 б) дискретизации (И-)-го канала, про-: шедшая обработку последовательно включенными одновибратором 35 и элементом 36 задержки на 1,5 Т, выходные сигналы которых показаны соответственно на фиг.9 в,г. Заштрихо 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 ванными прямоугольниками на Фиг,9 в,г. Заштрихованными прямоугольными наФиг,9 а показаны моменты появленияобработанных отсчетов 1,2, , на(И-)-м выходе второго коммутатора11, Б 0 Б Фиг.9,д,е,ж -двоичное число на выходе реверсивного счетчика 34 и содержимое (и)-йи и-й ячейки регистра 33 сдвига,Исходное состояние реверсивного счетчика 34 принято за Б = 011 (фиг.9 д).Каждый положительный импульс сигнала Р; (фиг.9 а) увеличивает П на1 н1 и каждый импульс выходного сигнала элемента задержки 36 (фиг.9 г)уменьшает Б на "1" и вызываетсдвиг информации в регистре 38 сдвига на одну ячейку вправо, Из фиг.9 а,ж видно, что в результате описаннойобработки имевшая место нерегулярность следования отсчетов устраненаи выходные отсчеты Б(фиг.9 ж),снимаемые с последней ячейки регистра38 сдвига следуют с периодом, равнымпериоду дискретизации Т 1.,1 в данном канале,Рассмотренный алгоритм работыпредлагаемого устройства в совокупности с временными диаграммамифиг.2 а-м позволяет построить соответствующую структуру блока 2 синхронизации. В качестве примера реализации блока 2 синхронизации на фиг,10приведена Функциональная схема этогоблока. После понижения частоты Йпвцтактового генератора 39 делителем40 частоты Формируется сигнал Пщп(Фиг.2 а), определяющий частоту Тдискретизации сигнала в АЦПЗ. Этотже сигнал используется для стробирования выходных сигналов второгокоммутатора 11 и подается на счетчики 27 (Фиг.6), входящие в состав определителя 7. В схеме имеются такжеэлементы 43-45 задержки (вносимыеими задержки обозначены на Фиг.2 и,л соответственно как С ), Выходной сигнал элемента 45 задержки П.рд(Фиг.2 л) подается на блок 4 и опреде-ляет момент записи последнего выходного отсчета канального ФНЧ в соответствующий регистр 16 (Фиг.4). Объединенные по ИЛИ выходные сигналыэлементов 43 и 44 задержки образуютсигнал П (фиг.2 и), используемыйдля сброса сумматора 10. Устанавли"вая КБ-триггеры 46 и 47 в единицуК), выходными сигналами 43-45 элементов задержки Легко получить сигналы Бц (фиг .2 к) и У (фиг.2 м), определяющие интервалы времени н пре делах периода Т, когда происходит обработка отсчетов соответственно канальным ФНЧ и полосовым Фильтром. Эти сигналы подаются на управляющий вход первого коммутатора 5 (на третий 10 мультиплексор 32, фиг. 7), определяя будут ли считываться на умножитель 8 накопленные в блоке 4 М выходных отсчетов АЦПЗ или 1 выходных отсчетов канального;(ьЧЧ Счетчик 41 цикличес ки просчитывает число (М+1+2) выходных импульсов генератора 39 и Формирует на своем выходе двоичный код, который используется для организации последовательного считывания весовых 2 О коэффициентов (из блока 9) и отсчетов, хранящихся в блоке 4 через первый коммутатор 5.В соответствии с приведенным описанием работы предлагаемое устройст но,представляет собой многочастотный нерекурсивный цифровой нолосовой Фильтр с предварительной низкочастотной Фильтрацией в каждом частотном канале. ЗОФормула иэ обч ет енияМногочастотный цифроной Фильтр, содержащий Фильтр нижними частот, вход которого является входом многочастот 35 ного цифрового Фильтра, аналого-цифровой преобразователь, вход которого соединен с выходом Фильтра нижних частот, блок памяти отсчетов, блок синхронизации, блок памяти коэффициентов, первый коммутатор и последовательно соединенные умножитель,сумматор и второй коммутатор, причем выходы блока синхронизации с первого по седьмой соединены с управляющими входами аналого-цифроногс преобра з онат еля, пер ног о коммутатора, блока памяти отсчетов, умножителя,сумматора и с первыми управляющими входами второго коммутатора и блока памяти коэффициентов соответственно, выход которого соединен с первым входом умножитедя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения фильтрации сигналон,частоты которых кратны частоте дискретизации, введены блок буферной памяти, выходы которого являются выходами многочастотного циФрового Фильтра, определитель номера канала и определитель времени задержки, выход которого подключен к дополнительному управляющему входу первого коммутатора, выход которого соединен с вторым входом умножител ., а первый ивторой информационные входы первого коммутатора соединены с первым и вторым выходами блока памяти отсчетов соответственно первый и второй информационные входы которого соединены с выходами аналого-цифрового преобразователя и сумматора соответственно, а дополнительный управляющий вход блока памяти отсчетов соединен с выходом определителя номера канала,первым входом определителя времени задержки, первым управляющим входом блока буферной памяти и нторвми управляющими входами блока памяти коэфФициентов и второго коммутатора,выходы которого соединены с информационными входами блока буферной памяти, второй управляющий вход которого соединен с восьмым выходом блока синхронизации, девятый и десятый выходы которого соединены с входом определителя номера канала и вторым входом определителя времени задержки соответственно.
СмотретьЗаявка
4267059, 22.06.1987
ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ Р-6609
ОХЛОБЫСТИН ЮРИЙ ОЛЕГОВИЧ
МПК / Метки
МПК: H03H 17/04
Метки: многочастотный, фильтр, цифровой
Опубликовано: 23.04.1989
Код ссылки
<a href="https://patents.su/12-1474827-mnogochastotnyjj-cifrovojj-filtr.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Многочастотный цифровой фильтр</a>
Предыдущий патент: Двухтактный усилитель мощности
Следующий патент: Генератор прямоугольных импульсов
Случайный патент: Пневматическая очистка