Аналого-цифровой фильтр

(511 Н 03 Н 17 0 НЫЙ КОМИТЕТ СССР РЕтЕНИЙ И ОТЕ ЦТИй ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ АВТОРСЯОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(72) Р. Л. Смильгис и М. А, Элстс (71) Специальное конструкторское бюро научного приборостроения Инсти тута мЕханики полиМеров АН Латвийской ССР(56) 1. Авторское свидетельство СССР. Р 465715, кл. Н 03 Н 7/10, 1972.2. Авторское свидетелвство СССР В 723585, кл. 6 06 Г 15/34, 1979 (прототип)(54)(57) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР содержащий датчик псевдослучайных сигналов, компаратор, выход которого соединен с входом реверсивного счетчика, выход которого подключен к информационному входу блока памяти, выход которого является первым информационным выходом фильтра, блок синхронизации, выход которого соединен с управляющими входами датчика псевдослучайных сигналов, компаратора, реверсивного счетчика и управляющим входом формирователя адреса, выход которого соединен с адресным входом блока памяти, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности фильтрации, в не го введены аналоговый сумматор, мультиплексор и три накапливающих сумматора, причем выход блока памяти соединен с входами первого и второго накапливающих сумматоров, выходы. которых соединены соответственно с первым и вторым входами мулы типлексора; выход которого подклю-. чен к входу третьего накапливающего сумматора, выход которого является вторым информационным выходом фильтра, третьим информационным выходом которого является выход первогонакапливающего сумматора, выход датчика псевдослучайных сигналов соединен с первым входом аналогового сумматора, выход кЬторого соединен с входом компаратора, второй вход аналогового сумматора является информа" Я ционным входом фильтра, а управляющие входы трех накапливающих сумматоров и мультиплексора подключены к выходу блока синхронизации.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано, в частности н цифровыхФильтрующих и сглаживающих системахпри Фильтрации широкополосных анало-,говых сигналов н реальном масштабе 5времени, например, радиолокации исвязи,Известен аналого-цифровой фильтр,содержащий оперативное запоминающееустройство, генератор адреса, накапливающие сумматоры и блок упранления Г 1.Однако фильтр характеризуетсябольшой погрешностью фильтрации,обусловленной большим интерваломвремени при выдаче очередного значения отфильтрованного сигнала.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности являетсяФильтр, содержащий датчик псевдослучайных сигналов, компаратор, реверсивный счетчик, оперативное эапоминающее устройство и блок управления 2 3.Недостатком такого фильтра является ограниченная точность Фильтрации, обусловленная неидеальностьючастотной характеристики фильтра,т,е, просачиванием высших гармониксигнала за счет прямоугольной Формыимпульсной характеристики Фильтра.Цель изобретения - повышениеточности фильтрации,Поставленная цель достигаетсятем, что в аналого-цифровой фильтр,содержащий счетчик псевдослучайных З 5сигналов, компаратор, выход которого соединен со входом реверсивногосчетчика, выход которого подключенк информационному входу блока памятивыход которого является первым информационным выходом фильтра, блоксинхронизации, выход которого соеди"нен с управляющими входами датчикапсевдослучайных сигналов, компаратора, реверсивного счетчика и управ 45ляющим входом Формирователя адреса,выход которого соединен с адреснымвходом блока памяти, введены аналоговый сумматор, мультиплексор и тринакапливающих сумматора, причем выход блока памяти соединен со входамипервого и второго накапливающих сумматоров, выходы которых соединенысоответственно с первым и вторымвходами мультиплексора, выход кото рого подключен ко входу третьегонакапливающего сумматора, выход которого является вторым информационным выходом Фильтра, третьим информационным выходом которого янляетсявыход первого накапливающего сумма- Ютора, выход датчика псевдослучайныхсигналовсоединен с первым входоманалогового сумматора, выход которого соединен со входом компаратора,второй вход аналогового сумматора является информационным входом фильтра, а управляющие нходы трех накапливаюших сумматоров и мультиплексора подключены к выходу блока синхронизации.На чертеже представлена Функциональная схема аналого-цифрового фильтра.Аналого-цифровой фильтр содержит датчик 1 псевдослучайных сигналов, аналоговый сумматор 2, компаратор 3, реверсивный счетчик 4 и блок 5 памяти (оперативное запоминающее устройство), первый и второй накапливающие сумматоры 6 и 7, мульти - плексор 8, третий накапливающий сумматор 9, блок 10 синхронизации, формирователь 11 адреса.Фильтр работает следующим образомНа вход фильтра подается филь-. труемый нходной сигнал, В диапазоне входного сигнала датчиком 1 псевдослучайных сигналов в каждом такте генерируется ранномерно распределенный двухпэлярныйпсевдослучайный сигнал, кэторый в аналоговом сумматоре 2 добавляется к Фильтруемому сигналу. Компаратором 3 определяется полярность полученной суммы сигналов В прямой зависимости от полярности результирующего сигнала к результату реверсивного счетчика 4 добавляет. ся или вычитается единица. После про хождения М тактовых импульсов в реверсивном счетчике 4 накапливается число, пропорциональное интегралу нходного сигнала на интервале времени фс. Блоком 5 памяти, формирователем 11 адреса, накапливающими сумматорами 6, 7, 9 и мультиплексором 8 реализуется импульсная характеристика ступенчато-треугольной формы, а именно, после обнуления блока 5 и накапливающих сумматоров 6, 7, 9, Формирователем 11 адреса формируется адрес 1. Появляющееся число на выходе блэка 5 вычитается от результата накапливающего сумматора 7, а нместо него в блоке 5 записывается число от реверсивного счетчика 4, соответствующее интегралу входного сигнала на первом интервале времени д с. Оцновременно это число добав ляется к результату накапливающего сумматора 6. После этого формирователь 11 ацреса формирует адрес К. Число, появляющееся на выходе блока 5, вычитается от результата накап. ливающего сумматора 6 и добавляется к результату накапливающего сумматора 7. Далее, к результату накапливающего сумматора 9 добавляется число от накапливающего сумматора 6, и вычитается число от накапливающе-го сумматора 7. Непосредственно после записи числа от реверсивного счетчика 4 в блок 5, реверсивный счетчйк 4 обнуляется и повторяетсяБаранов орректо труш аказ 6241/59ВНИИПИпо де113035,Тираж 936 сударственного м изобретений и сква, Ж, Рауш одписно митета СССРткрытийкая наб., д, 4 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,цикл определения интеграла входногосигнала эа следующий интервал време.ни дс и цикл его обработки. При обработке 1-ого интервала входногосигнала формирователь 11 адреса последовательно формирует адреса 1+и,К+1, где 10,1, , 2 К. Завремя Т = 2 КЛс в блоке 5 будут записаны 2 К чисел, пропорциональныхинтегралам входного сигнала на каждом интервале времени д с, а в накапливающих сумматорах б, 9 будутчисла, пропорциональные значениюфильтрованного сигнала, Причем, число в накапливающем сумматоре 6 пропорционально Фильтрованному значениюсигнала с импульсной характеристикойФильтра прямоугольной форьы, а число в накапливающем сумматоре 9 с импульсной характеристикой фильтратреугольной формы. Цикл обработкиочередного 2 К+1-го и последующих ин.тегралов входного сигнала остается прежним, а Формирователь 11 адресаповторяет циклы формирования адреса,от 1 до 2 К. С интервалом ас на выходах накапливающих сумматоров 6 и9 появляются значения фильтрованно го сигнала, причем,. на выходе накапливающего сумматора .б оно появляетсяпосле К-го цикла обработки, а навыходе накапливающего сумматора 9после 2 К-ого цикла обработки.1 О Таким образом, в предлагаемомустройстве повышение точности фильтрации позволяет обеспечить болееточный результат дальнейшей цифро вой обработки полезного сигнала.Поэтому основным преимуществом устройства является сохранение одновременно высокого быстродействияи точности, фильтрации при выделенииполезного сигнала от шума в реальном масштабе времени, например, врадиолокации и связи,