Полосовой цифровой фильтр

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 151177(21) 2545644/18 с присоединением заявки ЙЕ(23) Приоритет -51)М. Кл. НОЗН 7 нный ко ССР изооре к ытий Государст итет по делам тении и отр убликовано 15,11,79, Бюллетень М 42та опубликования описани я 1 511,7 9 1.372,088.8) 72) Авторы изобретен Свешников и И,И,Семено 71) Заявител(54) ПОЛОСОВОИ ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для обработки сигналов в системах связи,Известен полосовой цифровой фильтрсодержащий аналого-цифровой преобразователь, выходом соединенный спервым входом коммутатора записи, ыход которого через регистр сдвигаподключен ко второму входу коммутатора записи, перемножитель, одним извходов соединенный с выходом блокапамяти весовых коэффициентов, а выходом - со входом накапливающего сумматора, блок буферной памяти и блоксинхронизации, соответствующие выходыкоторого подключены к управляющимвходам аналого-цифрового.преобразователя, коммутатора записи, блокапамяти весовых коэффициентов и регистра сдвига 1).Однако известный полосовой цифровой фильтр обладает большой длинойрег ис тра сдв ига,в 2 беспечение треия при сниженпамяти,м цифровомлого-цифров ой м соединенный ильтрреоб Цель изобретения буемой полосы пропуска ном аппаратурном объемДля этого в полосов Ф е содержащем ан п разователь, выход с первым входом коммутатора записи,выход которого через регистр сдвигаподключен ко второму входу коммутатора записи, перемножитель, одним извходов соединенный с выходом блокапамяти весовых коэффициентов, а выходом - со входом накапливающегосумматора, блок буферной памяти иблок синхронизации, соответствующиевыходы которого подключены к управляющим входам аналого-циф ров ог о преобразователя, коммутатора записй,блока памяти весовых коэффициентови регистра сдвига, второй вход перемножителя соединен с выходом введенного коммутатора регистров, первыйвход которого подключен к выходурегистра сдвига, а второй. вход - квыходу дополнительного регистра сдвии первому входу доголнительного коммутатора записи, второй вход которого соединен с выходом накапливающегосумматора и входом блока буфернойпамяти, а выход - к входу дополнительного регистра сдвига., при этомуправляющие входы коммутатора регистров,дополнительного регистрасдвига и дополнительного коммутато-.ра записи подключены к дополнительным выходам блока синхронизации.На чертеже приведена структурная электрическая схема предложенно- го полосового цифрового фильтра.Полосовой цифровой фильтр содержит аналого-циФровой преобразователь 1, коммутатор 2 записи, дополнительный коммутатор 3 записи, регистр 4 сдвига, дополнительный регистр 5 сдвига, коммутатор б регистров, перемножитель 7, блок 8 памяти весовых коэффициентов, накапливающий сумматор 9, )О блок 10 буферной памяти и блок 11 синхронизации.Полосоной цифровой фильтр работает следующим образом.По команде блока 11 синхронизации запускается аналого-цифровой преоб;. разователь 1 и измеряет текущее значение совокупности суммы сигнала и помех на Входе. Одновременно с запуском аналого-циФрового преобразователя 2 1 поступает команда на коммутатор 2 записи, при этом регистр 4 сдвига переключается на один такт из кольцевого Режима в режим записи выборки сигнала причем новая выборка записывается на место самой старой выборки. В регистре 4 сдвига хранится и постоянно обновляется массив из последних выборок входного сигнала. Количество ячеек регистра 4 сдвига рассчитывается для колокольной Формы амплитудно-частотной характеристики по следующей приближенной формуле21 вОв35где И - количество ячеек (длина регистра);частота взятия выборок;ь К - полоса пропускания по уровню050,5 от максимального коэФфициента 4передачи,В интервале между моментами записиновых выборок сигнала регистр 4 сдвига работает в кольцевом режиме, Весьмассив выборок с тактовой частотой, 45,поступающей от блока 11 синхронизации,перемещается вдоль регистра 4 сдвигаЭтим достигается поочередное прохождение всех выборок на вход коммутатораб регистров, Перемножитель 7 предназначен для умножения каждой выборки,поступающей через коммутатор б регистров, на весовой коэффициент, представляющий собой двоичное число, которое можетиметь отрицательное илиположительное значение в зависимости от значения закового разряда.Абсолютная величина (мантисса) коэффициентов находится в пределах от 0до 1 и может принимать ряд дискретных значений, количестно которых 60зависит от разрядности коэффициентов.По окончании операции суммирования выборок навыходе накапливающего сумматора 9 будет присутствоватьчисло, характеризующее помехи и по лезный сигнал, прошедшие через первыйкаскад полосового цифрового фильтра,Ширина спектра суммы сигнала и помех,прошедших через первый каскад полосового цифрового фильтра, будетзначительно уже исходного спектра,чем ца входе аналого-цифровогопреобразователя 1 и равна ширинеполосы пропускания Фильтра, опре.деляемой формулой (1). В связи сэтим появляется возможность записывать во второй каскад отсчетыотфильтрованных сигнала и помехреже, чем в первый каскад, что соответствует теореме отсчетов Котельникова. Именно н возможности прореживания выборок (отсчетов) и заключается положительный эффект пРедложенного изобретения. Если преобразовать Формулу (1) в таком ниде2 в0,5 1и при этом заменить 1 на - , то получим2,ОБ МТгде Т - интервал взятия ныборок.Но произведение (И Тв) есть не что иное, как время задержки ФильтраМ Тв=Т 7Формулу (2) можно переписать:2О,Б ГафТаким образом, полоса пропускания зависит только от времени задержки и не зависит от частоты отсчетов. Если путем прореживания можно снизить частоту отсчетов, не меняя при этом времени задержки фильтра (и, следов атель но, полосы пропуска ния ), можно снизить аппаратурный объем памяти.Прореженные отсчеты записынаются в дополнительный регистр 5 сдвига второго каскада, принципы работы которого аналогичны работе первого каскада с тем отличием, что тактовая частота дополнительного регистра 5 сдвига меньше тактовой частоты регистра 4 сдвига в К раз, где К - коэффициент прореживания, В случае необходимости может быть введен третий каскад и т,д, Блок 10 буферной памяти по команде блока 11 синхронизации может запоминать результат суммирования первого, второго и т.д. каскадов, при этом полоса пропускания каждого последующего каскада сужается по отношению к предыдущему н К К К; раз, где К К К; - коэффициенты прорежйванйя 1,2 ., 1-ого каскадов.Формула изобретенияПолосовой циФровой фильтр, содержащий аналого-цифровой преобразона(сеенк едактор Л Подпцснкомитета СССРи открыиикая наб д,4/5 Тираж 10 рс тв ен ног зобретени ж5, Ра 5 б 7/1 ак ЦНИ 11 ПИ Госу по делам 13035, МоскваФилиал ППП Патент, Г.Ужгород, ул. Проектна тель, выходом соединенный с первымвходом коммутатора записи, выход которого через регистр сдвига подклю.чен ко второму входу коммутаторазаписи, перемножитель, Одцим извходов соединенный с ВьХодом блокапамяти весовых коэфсициентов, аВыхОдОм - со ВхОдОм накапливаюегосумматора., блок буФерсОй памяти иблок синхронизации, соотнетствуюШ 1 евыходы которого подключены к управ -ляющим входам аналого-ц" ярового преобразователя, коммутатора записи,блока памяти весовых коэФ,ицентови регистра сдвига, о т л и ч а. юЩ и й с я тем р что, с целью Обеспечения требуемой полосы пропускания при сниженнл аппаратурном объ,=.,;епамяти, второй вход перемножителяСОЕДИНЕН С ВЫХОДОМ ВВЕДЕНЦОГО КОМт,.тсстОРа РСГис т 1 ОБ, це Рц ьй ВХОД (ОтО -РОГО ПОДКЛЮЧЕ Ц К В ЫХ ОП" ,РЕГ ИС ТРс".сдвига,а второй Вход - к Выходу дополнительного регистра сдвига и перВому ВХОду дополццтель 1:.ГО коьмута -тОРа ЗаПИСИ, ВтОРсэй ВХОД КОТОРОГОСОЕДИЦЕН С ВжОДО Паха . ИаКс:ЕГОсумматооа и входом блока б,Фернойпамяти а В ых Од - к . ОД 5 ДОцолни тель"цогс, регистра сдв 1 Га, прц этом упраВЛЯ(сс ИЕ ВХОД:. К ОМИ"та ТО Ра ОЕГИСТРОВдополц 1 тель цОГО реис тра сдв иГа ицополнительцОГО коммутат 01 эа записи1 Одключець ( До".Олцительцым водамблока синхронизации.Ис тон ник и и гформаии;при,-.ят 1,0 в 0 Вн 1 ац 1(е при экспертизе1, Авторское свцдетельство СССРпо заявке У 24124 2(18-4., 1976