Цифровой фильтр

(51) 4 Н 03 Н 17/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ с Ф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССР У 1317650, кл, Н 03 Н 17/04, 1985(5) Изобретение относится к радиотехнике и м.б. использовано в многозвенных фильтрах. Цель изобретения -упрощение перестройки центральнойчастоты. Цифровой фильтр содержитпять сумматоров 1,3,4,6,7, два элемента 8,9 задержки, четыре умножителя 12,15,13,14, входы 16,17, выходы18,19, Для достижения цели введеныеще два сумматора 2,5 и )ва элемента10,11 задержки. Цифровой фильтр можетбыть использован в качестве режекторного фильтра либо полосового фильтра.Переход от одного вида фильтра кдругому осуществляется путем выборасоответствующего входа и выхода устройства. 2 ил,Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в мйогозвенных фильтрах.Цель изобретения - упрощение пере.5 стройки центральной частоты.На фиг, 1 изображена электрическая структурная схема цифрового Фильтра; на Фиг. 2 - граф цифрового фильтр. 10Цифровой Фильтр содержит первый 1 шестой 2, второй 3, третий 4, седьм й 5, четвертый б и пятый 7 сумматор 1, первый 8, второй 9, третий 10 и четвертый 11 элементы задержки, нЬрвый 12, третий 13, четвертый 14 и второй 15 умножители, первый 1 б и второй 17 входы и первый 18 и вторй 19 выходы.Цифровой фильтр работает следую щим образом.Если цифровой фильтр используют вкачестве режекторного фильтра, то н низких частотах, где изменение сгналон в пределах одного или даже 25 двух периодов квантования весьма незиачительно, коэффициенты передачи первого 8, второго 9, третьего 10 и четвертого 14 элементов задержки можн 1 приближенно считать равными еди О нице, Значение сигнала на выходе шестого сумматора 2 будет в основном определяться коэффициентом передачи по следующим ветвям: первый сумматор- первый элемент 8 задержки - вторФй сумматор 3 - второй элемент 9 за 35 дфржки - третий сумматор 4 - третий элемент 10 задержки - четвертый элемент 11 задержки - четвертый сумматор 6; третий сумматор 4 - четвертыйсумматор 6 шестой сумматор 2 - первый умножитель 12 - второй сумматор 3 - второй элемент 9 задержки - третий сумматор 4 - третий элемент 10 задержки - второй умножитель 15 шестой сумматор 2.Элементарное суммирование по вьпцеуказанным ветвям дает общий коэффициент передачи, примерно равный единице. 50На высоких частотах (близких к половине частоты квантования) коэффициенты первого 8, второго 9, третьего 10 и четвертого 11 элементов задержки устремляются к минус единице, Суммирование коэффициентов передач по вьппеуказанным ветвям и в этом случае дает общий коэффициент, значение которого примерно равно единице.На средних частотах за счет фазового сдвига н первом 8, втором 9, третьем 10 и четвертом 11 элементах задержки увеличивается глубина частотно-зависимых обратных отрицательных связей, обусловленных ветвями: второй умножитель 15 - седьмой сумматор 5 - четвертый умножитель 14 - третий сумматор 4, второй умножитель 15 - седьмой сумматор 5 - четвертый умножитель 14 - первый сумматор 1, второй умножитель 15 - седьмой сумматор 5 - третий умножитель 13 - тре" тий сумматор 4, второй умножитель 15 - седьмой сумматор 5 - третий умно- житель 13 - шестой сумматор 2 - первый умножитель 12 - второй сумматор 3. В результате на средних частотах происходит ослабление коэффициента передачи Фильтра, а на некоторой частоте, которай определяется значениями коэффициентов первого 12 и второго 15 умножителей он становится равным нулю, Крутизна ЛЧХ фильтра определяется степенью компенсации отсчетов на выходе четвертого сумматора 6 с помощью изменения величин коэффициентов третьего 13 и четвертого 14 умножителей, которые определяют высоту режекции. Такимобразом, выход четвертого сумматора 6 является выходом режекторного фильтра, 1Если цифровой фильтр использовать н качестве полосового фильтра с учетом вышеизложенных приближений, токоэффициент передачи как на низких, так и на высоких частотах (близких к полонине часто ты квантования) будет н основном определяться по четырем ветвям: первый сумматор 1 - пер; ный элемент 8 задержки - нторой сумматор 3 - второй элемент 9 задержки - третий сумматор 4 - третий элемент 10 задержки - четвертый элемент 11 задержки - пятый сумматор 7; первый вход 16 - третий сумматор 4 - пятый сумматор 7; второй вход 17 - третий, сумматор 4 - третий элемент 10 задержки - четвертый элемент 11 задержки - пятый сумматор 7; первый сумматор 1 - первый элемент 8 задержки - второй сумматор 3 - второй элемент 9 задержки - третий, сумматор 4 - пятый сумматор 7. Элементарное суммирование по вышеуказанным ветвям как иа низких, так и на высоких частотах3 14345384 дает общий коэффициент передачи, при- ляется степенью компенсации отсчетов мерно равный нулю. Это обусловлено на выходе пятого сумматора 7 с потем, что на инвертирующем и неинвер- мощью изменения величин коэффициентирующем входах пятого сумматора 75тов третьего 13 и четвертого 14 умнона рассматриваемых частотах отсчеты жителей, Центральная частота при сигнала приближенно равны по ампли- этом регулируется с помощью двух туде и практически скомпенсируют друг идентичных первого 12 и второго 15 друга е умножителей.При рассмотрении средних частот 10 Таким образом, выход пятого сумма" подъем АЧХ для полосового Фильтра тора 7 является выходом полосового будет определяться теми же часотно- фильтра.зависимыми обратными связями, что и Передаточные функции цифрового в случае режекторного фильтра. Кру- фильтра, найденные с помощью графа тизна АЧХ полосового Фильтра опреде (Фиг. 2) в Е-плоскости имеют вид:1-22 +ЕН (Е ) -------- :г- ---------- г ------Р 1-2 ю(2 А+В) Е +2(2 АоР)+2 А+В - 1) Е -2 М(2 А-В) Е +(1-2 В) Е 4 1-4 Ы,Е +4 К Е +22 - 4 а.2 +2 Н (2 )- ------- : ----------------ф Рр 1-2 о(2 Л+В) Е+2 (2 ЛоС+2 А+В) 2-2 с(2 Л-В) Е+(1-2 В) ЕМ, - коэффициент умножения первого 12 и второго 15 умножителей;- коэффициенты умножениятретьего 13 и четвертого14 умножителей. где А и В формула изобретенияЦифровой Фильтр, содержащий последовательно соединенные первый сумматор, первый элемент задержки, второй сумматор, второй элемент задержки, третий сумматор и четвертый сумматор, 35 пятый сумматор, выход которого является первым выходом цифрового фильтра первый умножитель, выход которого соединен с вторым входом второго сумматора, второй умножитель, выход 40 которого соединен с вычитающим входом четвертого сумматора, третий умножитель, выход которого соединен с вторым суммирующим входом третьего сумматора, а также четвертый умножитель, 45 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения перестрсйки центральной частоты, в него введены последовательно соединенные третийэлемент задержки, вход которого сое динен с вычитающим входом пятого сумматора, и четвертый элемент задержки,выход которого соединен с третьимвходом четвертого сумматора, с суммирующим входом пятого сумматора ипервым вычитающим входомпервого сумматора, первый суммирующий вход которого соединен с вычитающим входомтретьего сумматора и является первымвходом цифрового фильтра, а второйвычитающий вход соединен с третьимсуммирующим входом третьего сумматора и соединен с выходом четвертогоумножителя, шестой сумматор, первыйвычитающий вход которого соединен свторым суммирующим входом первогосумматора, с четвертым суммирующимвходом третьего сумматора и являетсявторым входом цифрового Фильтра,второй вычитающий вход - с выходомтретьего умножителя, а выход соединен с входом первого умножителя, атакже седьмой суюатор, суммирующийвход которого соединен с выходом второго умножителя, вычитающий вход соединен с пятым входом третьего сумматора и с выхоцом четвертого элемента задержки, а выходсоединен с входами третьего и четвертого умножителей,при этом, выход четвертого сумматора является вторым выходом цифровогофильтра.1434538 Составитель Техред М.Хо орисов Корректор С.Шекм едактор А.Ренини аказ 5564/56 Тираж 929 ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открыти 113035, Иосква, Ж, Раушская наб.