Устройство цифровой фильтрации

Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН Ия К АВТОРСКОМУ СВИДЮТВЛЬСТВУ Сова СоэетсиияСецналистицескияРеспублик и 643890(71) Заявител 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИФРОВОЙ ТР вмхстихинвошумов,1Изобретение относится к цифровой об работке сигналов, в частности к цифровой фильтрации, и может быть использовано в различных цифровых комплексах.Известно цифровое устройство, выполняющее фильтрацию сигналов, содержащее запоминающее устройство, умножвтель и накапливающий сумматор, соединенные в кольцо, а также блок коэффициентов и выполняющее дискретное,линейное преобразование сигнала в соответствии с раэиоещыи урввнеипем Я 1.Выделение необходимой полосы частот в таком ус 1 ройстве обеспечивается за счет умножений значений неэадержаниого входного сигнала, а также рада значений задеожанных входного и вь- ходного сигналов (записанных в запоминающем устройстве) на соответствующие весовые коэффициенты (хранящиеся в блоке высовых коэффициентов) с последукяцим накоплением провведений в накапливающем сумматоре, Число, накопленное в сумматоре, представляющее значение выходного (отфильтрованного)сигнала, заносится вновь в запоминающее устройство для использовании в следующем такте работы устройства.Сйнако такое устройство отличаетсянизкой точностью перестройки частотнойхарактеристики и весьма узким диапа.зоном перестройки.Наиболее .близким цо техническойсущности к изобретению авлается уст- О ройство, содержащее запоминающее устройство, умножитель, накапливающийсумматор, блок коэффициентов, соединенные в кольцо, измеритель внешнего параметра, управляемый квантукицвй гене- З ратор, перестраиваемый аналого-пифровой преобразователь и блок переключения диапазонов, предназначенные для перестройки частотной характеристики фили- ра 21При нкоэффициевто ри в ннзкоч ве возрастает астройке с помощью вес в частотной характе астотной области сущест уровень собственночто приводит к необходимости увеличения точности вычислений и разрядности входящих в него блоков, т,е. к усложнению устройства. При решении поставленной задачи путем использования набора аналоговых фильтров, коммутируемых внешним сигналом, устройство в целом также сушественнб усложняется.Целью изобретения является упрощение устройства.Это достигается тем, что устройство, содержащее аналого-цифровой преобра- , зователь, первый вход которого является информационным входом устройства, соединенные в кольцо блок памяти, умножитель и накапливающий сумматор, выход которого являтся информационным выходом устройства, блок задания коэффициентов, первый выход которого под-. ключен к второму входу умножителя блок переюпочения диапазонов, выход которо 3 о соединен с первым входом квантуюшего генератора, второй вход которого является управляющим входом устройства, включает умножитель частоты, антиэлайзинговый фильтр и селектор выборок, причем выход квантуюшего генеЮВ ратора соединен непосредственно с первым входом селектора выборок и через умножнтель частоты со вторым входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с первым входом антиэлайзингового филера, выход блока задания, коэффициентов подключен к вто рому входу антиэлайзингового фильтра, выход которого соединен со вторым входом .селектора выборок, выход селектора выборок йодключеи к второму входу блока памяти.На чертеже дана структурная схема предлагаемого устройства.Устройство для цифоовой фильтрации содержит квантуюший генератор 1, блок 2 переключения диапазонов, умножитель 3 частоты квантования, селектор 4 выборок, аналого-цифровой . преобразова- тель 5, цифровой рекурсивный антиэлайзинговый фильтР 6, блок 7 памяти, умножитель 8, накапливающий сумматор 9,блок 10 задания коэффициентов.Устройство работает следующим образом.Входной сигнал поступает на вход перестраиваемого аналого-цифрового преобразователя 5, где квантуется во времени и по амплитуде. Частоту квантования вырабатывает управляемый кг,.янтукиций генератор 1 в зависимости от управляющего сигнала, поступающего йа вход устройства и изменяющего частоту квантования плавно, и от сигнала, поступающего с блока 2 и изменяющего частоту квантования дискретно. Частотаквантования увеличивается в целое число К раз на умножителе 3 до величины,исключающей явление элайзинга, и подается на управляющий вход перестраиваемого аналого-цифрового преобразователя 5. Входной сигнал аналого-цифрового преобразователя, проквантованный с высокой частотой квантования, поступаетна цифровой антиэлайзинговый фильтр 6, работающий с той же частотой квантования, С выхода блока 10 на фильтр 6 подаются коэффициенты, обеспечиваю щие такую частотную характеристику фильтра, при которой подавляются высокочастотные составляющие входного сигнала, а преобразованный таким образом сигнал, соответствующий низкочастотной части спектра входного сигнала, подается на селектор 4, где прореживается в К раз до низкой частоты квантования, вырабатываемой управляе мым кваитуюшим генератором 1.Низкая частота кмнтомиця и час.30тота среза фильтра 6 подобраны так, чтобы исключить явление элайзинга при квантовании сйГнала низкой частотой квантомния Сигнал с выхода селектора 4 поступает на вход блока 7, ото Ирый вместе с умножителем 8, сумматором 9 и блоком 10 работает с той же низкой частотой квантования. Вы деление необХодимой полосы частот обеспечивается за счет умножения в умно-46жителе 8 значений незадержанного сиг нала, поступившего на вход блока 7, а также ряда значений задержанных входного и выходного сигналов, записанных в блоке T, на соответствующие ве совые коэффициенты, хранящиеся в блоке 10, с последующим накоплением нолученных произведений в сумматоре 9.Включение цифрового антиэлайзиигового фильтра, работающего с высокой частотой квантования, позволяет пода вить высокочастотные составляющие входного сигнала, Лри этом вследствие простоты антиэлайзингового фильтра непроисходит существенного усложнения цифрового фильтра в целом. С друГойстороны зто обеспечивает возможностьработы основного фильтра, формирукьщего частотную характеристику, с нивкой частотой квантования и соотвчтстПИ Заказ 8023/4аж 779 Подписное Филиал ПППУж род,ул.пр вт ная: венно низким отношением частоты квантования к граничным частотам частотной характеристики фильтра. Низкая частота квантования обуславливает низкий уровень собственных шумов филнгра ипозволяет снизить требовачия к точности вычислений и не увеличивать разрядность при расширении диапазона пересгройки фильтра,При перестройке частотной характе 16 ристики фильтра за счет изменения частоты квантования пропорционально изменяется и высокая частота квантования, с которой работает цифровой анти;. элайзииговый фили р, а следовательно, 15 пропорционально изменяется и его частота среза. Это исключает явление элайзинга в широком диапазоне перестройки частотной характеристики. Формула и.зобретения устройство для цифровой фаиерации содержащее аналого цифровой нреобрь% зователь, первый вход которогъ авннеъ ся информюионным входом устройстве, соединенные вкольйо баек иамятм, умножитель и накапливающий сумматор, выкои которого является информационным 36 90 6выходбм устройства, блок задания коэффициентов, первый выход которого подключен к второму входу умножителя, блок переключения диапазонов, выход которого соединен с первым входом квантуюшего генератора, второй вход которого является управляюшим входом устройства, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит умножитель частоты, антиэлайзинговый фильтр и селектор выборок, прмчем выход квантуюшего генератора соедипен непосредственно с первым вхо дом селектора выборок и входом аналого-анфрового преобразователя, выход которого соединен с первым входом антвэлайзингового фищера, выход блока задания коэффипнентов подключен к второму входу антиэлайзннгового фвисгра, выход которого соединен со вторым входом селектора выборок, выход селекто ре выборок подключен к второму входу блоке памяти. " Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе: 1. ГЬтент США % 37036321