Цифровой фильтр (его варианты)

)4 Н ОЗ.Н 17/04 БРЕТЕ ИСАНИ ЕТЕЛЬСТ ВЯЙЛ 11 1. Н АВТОРСНОМ 33720 25.12 15,1 Л.Н.621.3 Рабин ика ц М.:сигнафиг. 5 лов. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(2 М+) последовательно соединенныхэлементов задержки, М сумматоров, причем первый вход каждого К-го сумматора (где К = 1М) соединен с выходом (М+1+К)-го элемента задержки,М умножителей, вход каждого из которых подключен к выходу соответствующего сумматора, а выход - к соответствующему входу выходного сумматора,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения быстродействия цифрового фильтра путем уменьшения суммарной разрядности постоянных коэффициентов умножителей при точном сохранении исходной амплитудно-частотной характеристики и линейной фазочастотной характеристики, введены(2 М+2)-й элемент задержки, последовательно включенный с (2 М+1)-и элемен-.том задержки, (М+1)-й сумматор, первый вход которого подключен к выходу(М+1)-й умножитель, вход которогоподключен к выходу (М+1)-го сумматора, а выход - к (М+1)-му входу выходного сумматора, причем второи вход каждого К-го сумматора (где К=1 М+1) соединен с выходом (М+2-К)-го элемента задержки, а также введена рекурсивная цепочка первого порядка, подключенная входом к выходу выходного сумматора.2, Цифровой фильтр, содержащий (4 Ь+1) последовательно соединенных элементов задержки, Ь сумматоров и Ь умножителей, вход каждого из которых подключен к выходу соответствующего сумматора, а выход - к соответствующему входу выходного сумматора, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия цифрового фильтра путем уменьшения суммарной разрядности постоянных коэффициентов умножителей при точном сохранении исходной амплитудно-частотной характеристики и линейной фазочастотной характеристики, введены (Ь+1)-й умножитель и рекурсивная цепочка второго порядка, вход которой подключен к выходу выходного сумматора, причем первый вход каждого К-го сумматора (где К = 1Ь) соединен с выходом (2 Ь+1-2 К)-го элемента задержки, его второй входс выходом (2 Ь+1+2 К)-го элемента задержки, а выход 21 г-го элемента задержки, выход (2 Ь+1)-го элемента задержки через (Ь+1)-й умножитель и выход (2 Ь+2)-го элемента задержки соединены с соответствующими входами выходного сумматора.11921Изобретение относится к радиотехническим системам передачи, в которых производится цифровая обработка сигналов (ЦОС), в оконечных устройствах, но на входе и выходе этих уст ройств действуют аналоговые сигналы, и может найти применение, в частности, в многоканальных системах передачи с частотным уплотнением каналов и трактов, в которых многократно про О изводятся перенос и фильтрация сигналов при высоких требованиях к амплитудно-частотной характеристике (АЧХ) и фазочастотной характеристике (ФЧХ) применяемых фильтров, а так же для фильтрации цифровых и иных сигналов, когда предъявляются повышенные требования к крутизне й симметрии АЧХ, а также к линейности ФЧХ, 20Цель изобретения - повышение быстродействия цифрового фильтра путем уменьшения суммарной разрядности постоянных коэффициентов умножителей при точном сохранении исходной АЧХ 25 и линейной ФЧХ.На фиг. 1 и 2 представлены струк турные электрические схемы двух вариантов цифровых Фильтров.Цифровой фильтр по первому вари анту (Фиг. 1) содержит генератор тактовых импульсов (ГТИ) 1, элементы задержки 2- + 2- (2 М+2), сумматоры 3-1 + (3-(М+1), умножители 4-1 (4-(Г 1+1), выходной сумматор 5, рекурсивную цепочку 6 первого порядка, состоящую из вычитателя 7 и элемента задержки 8.Цифровой фильтр по второму варианту (фиг, 2) содержит генератор так О товых импульсов (ГТИ) 9, элементы задержки 10-1 -. 10-(4 Ь+1), сумматоры 11-1 в : 1-Ь, умножители 12-1 + 12- (Ь+1), выходной сумматор 13, рекурсивную цепочку 14 второго порядка,45 состоящую из вычитателя 15, элементов задержки 16 и 17.Цифровой фильтр (Фиг. 1) работает следующим образом.Отсчеты исходного сигнала, диск ретизованного по времени с тактовым интервалом Т = 1/ Р 1 где Р - тактовая частота, и квантованного по уровню, поступает на вход элемента задержки 2-1, В данный тактовый момент 55 отсчет, хранящийся в элементе задержки 2-(М+1+К), сложенный в сумматоре 3-К с отсчетом, хранящимся в эле 15 2менте задержки 2-(М+2-К), через умножитель 4-К поступает на К-й вход выходного сумматора 5 с коэффициентом умножения Ък = Ък+ Ь гдеКф) 1 Ь - постоянный коэффициент умноженйя и 1 ( К ( М, Попарные суммы коэффициентов умножения Ь= Ь+ Ъ имеют меньшие модули, чем коэффициенты умножения 1: и, следовательно, меньшие разрядности , Поэтому суммарная разрядность цифрового Фильтра ) = 1 ,и при переходе к постоянным коэффициентам умножения Ь становится меньше, что и позволя)ет повысить быстродействие Фильтра. При этом на выходе выходного сумматора 5 образуются попарные суммы исходных отсчетов у= у+ у .где У), - отсчет выходного сигнала в и-й тактовый момент и у, = х +, Ь(х, ++х ). Для восстановления исходных отсчетов у к выходу выходного сумматора 5 подключена рекурсивная цепочка 6 первого порядка, в элементе задержки 8 которой запоминается отсчет у 1 В (и+1)-й тактовый момент отсчет у)А1а(6) =, Ьсов(К+ - ) 7 4/совКО2где Й - приведенная безразмерная частота, 6= 2 Р/Гт.Цифровой фильтр (фиг, 2) работает следующим образом.Отсчеты исходного сигналацискретизированного по времени с тактовым интервалом Т = 1/Р где Р тактовая частота, и квантованного по уровню, поступает на вход элемента задержки 10-1, При этом симметричные пары элементов задержки 10-(2 Ь+1+ +2 К) и 1 О-(2 Ь+1-2 К) (при К=1Ь) не имеют отводов, так как постоянные коэффициенты умножения Ск = О.Спектр входного аналогового сигнала ограничен верхней частотой Г = т/2,Временной алгоритм на выходе сумматора 13 записывается в видеУи = Уб + У 2 х б+ х пФ 2" пн ,."" мам "в.1 м где С = Ск + С,"Восстановление у происходит в рекурсивной цепочке 14 второго порядка, в элементах задержки 16 и 17 которой хранятся отсчеты у и у+ из предыдущих тактов. В (ь+2)-й тактовый момент искомый отсчет находится с помощью вычитателя 15 92115 4уь.г= у опосле чего у замЕщает у , а узариф М 3.мещает у . Частотная характеристика записывается в видеО(Ь) . (С +соз 116+ Х С соз 2 К 4)/Йоз ТЬ м1192115НИИПИ Закаэ 772/56 Тираж 871 Подписно филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул,Проектная, 4