Дискретно-аналоговый оптимальный фильтр

369693 Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 13.Ч.1971 ( 1657944/26-9)с присоединением заявкиПриоритетОпубликовано 08.11.1973. Бюллетень10Дата опубликования описания 24.1 Ч,1973 М. Кл. Н 631 с 5/1,Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРК 621.372.852,1 (088.8) Авторыизобретен Я. Басин, Ю, Г, Насыров, И, А. Цикин и М. А. Шевч Заявител Ленинградский ордена Ленина политехнический институт имен М. И. КалининаИСКРЕТНО-АНАЛОГОВЫЙ ОПТИМАЛЬНЫЙ ФИЛЬТ на 30 сиг1Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к дискретноаналоговым оптимальным фильтрам, и предназначено для обнаружения и распознования сигналов конечной длительности.Известен дискретно-аналоговый оптимальный фильтр, содержащий генератор тактовых импульсов, подключенный к дискретно-аналоговой линии задержки, .выполненной в виде ряда последовательно соединенных звеньев задержки, каждое из которых включает в себя ключ-дискретизатор с накопительной емкостью, его выход соединен через резисторы блока взвешивания, ключи коммутирующей матрицы и накопители - с выходной суммирующей шиной, и ключ считывания выборки,С целью уменьшения искажений формы импульсов вз предлагаемом фильтре между выходом каждого из ключей считьввания и входами ключей дополнительно введенной коммутирующей матрицы включены запоминающие конденсаторы, при этом управляющие входы ключей дополнительно введенной коммутирующей матрицы соединены с временным распределителем, управляемым генератором тактовых импульсов.В фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого фильтра; на фиг. 2 - временная диаграмма, поясняющая его работу.Дискретно-аналоговый оптимальный фильтр содержит генератор тактовых импульсов 1, ключи-дискретизаторы и ключи 2, (1 = О, 1, 2, , 2 п) считывания выборки, ключи 3, (т = = 1, 2, , т) дополнительной коммутирующей матрицы, управляемые временным распределителем 4, ключи б, коммутирующей матрицы (1= 1, 2, 3, , тп - 1), резисторы б блока, взвешивания с весом г (у = О, 1, 2,, и), накопители 7;, коммутируемые ключами 8;, суммирующую шину 9, накопительные емкости 10,", запоминающие конденсаторы 11,ф и диоды 12.Принцип действия, иопользуемый в дискрет но-аналоговой линии задержки, иллюстрируется, для частного случая т = 3, временной диаграммой, приведенной на фиг. 2, где У 1 и Ув - последовательности импульсов, стробирующих ключи; су, и Ц - последовательно сти стирающих импульсов; Ь 1, Ув и Уз - последовательности импульсов, управляющих работой ключей, коммутирующих запоминающие конденсаторы; У, - аналоговый сигнал на входе фильтра; У,ых, - выборки из сигнала на выходе ключа-дискретизатора 2 о, с 1 тс, - напряжение на накопительной емкости 10 (фиг. 1); 11 У+ - напряжение соответственноконденсаторах П+ и У,ых, - выборки изнала на выходе ключа-дискретизатора 2 в.5 10 15 20 25 Зо Ключ Тз 14 1 1(+) 45 .50 55 60 65 Непрерывный сигнал, поступающий на входлинии, дискретизируется по времени и .в видеотсчетных импульсов, пропорциональных значениям сигнала в момент свробирования ключа-дискретиаатора 2, (фиг. 1) импульсомпоследовательности Г 1 (фиг. 2), поступает нанакопительную емкость 10, заряжая ее донапряжения У 1 о, . К моменту появления следующего отсчетнаго импульса напряжениеУ 1 о, стирается через диод 12, открываемыйимпульсом последовательности (l,.Далее напряжение У 1 о, последовательно,принимает значения, пропорциональные амплитуде сигнала в моменты стробированияключа-дискретизатора 2,. Ключ 2, считываниявыборки управляется импульсами последовательности Уг служит для считывания напряжения выборки с накопительной емкости 10 О,Запоминание значений амплитуд выходных импульсов ключа 2, осуществляется последовательно в конденсаторах 11 11 , 11 помере открывания ключей 3 3 3, управляемых последавательностями У 2, ", К(фиг. 2), формируемыми временным распределителем 4 (фиг. 1), так как,закрытый ключ8; разрывает цепь заряда соответствующегоконденсатора 11+. Считывание и,стираниеможет осуществляться тоже лишь с того конденсатора, в цепи которого находится ключ,открытый в данный момент импульсом однойиз последовательностей 11;,Таким образом, первая выборка в моментпоступления импульса последовательности Угзапоминается в конденсаторе 11 посколькув этот момент открыт импульсом последовательности Г 1 ключ 3, находящийся в цепизаряда конденсатора 11, (фиг, 2), Вторая выборка запоминается в конденсаторе 11третья - 11 и так далее. Считывание с конденсаторов 11 11, , 11 осуществляется через ключ-диоюретизатор 22, управляемый импульсами последовательности У также в порядке, апределяемом коммутацией соответствующих ключей 3 импульсами, последовательностей ;.Напряжение на емкости 102 при этом принимает последовательно те же значения, чтои на емкости 10 (фиг, 2), однако с задержкойна время т=т Ы (интервал дискретизацииМ = - , где 10 - частота следования импуль 1Уосов последавательностей У Уг, У и Уг).Стирание напряжения с конденсаторов осуществляется непосредственно перед записьюочередных выборочных значений через диоды12;, управляемые импульсами последовательности 02.Процесс повторяется аналогичным образомв последующих звеньях.Отсчетные импульсы, снимаемые с отводовдискретно-аналоговой линии задержки, поступают на звенья блока взвешивания (фиг. 1). Каждое звено содержит т взвешивающих резисторов б, общее их число равно количеству выборочных значений импульсной реакции фильтра, т. е, т а = У, при этом в первом звене сгруппированы резисторы, соответствующие т перовым выборкам импульсной реакции фильтра, во втором - начиная с т+1 до 2 т и т. д. Выходные отводы завешивающих резисторов, имеющих одинаковый порядковый намер внутри звеньев, объединены и подключены к входным вертикальным шинам коммутирующей матрицы ключей, управляемых импульсами с распределителя 4 (фиг. 1).Далее взвешенные импульсы распределяются по соответствующим накопителям 7, откуда последовательно считываются в суммирующую шину 9.Импульсы, взвешенные на резисторах, имею,щих первый порядковый номер в каждом эвене, поступают непосредственно в суммирующую шину, минуя коммутируемые накопители 7.Порядок управления коммутирующей матрицей для частного случая т = 3 иллюстрируется таблицей, где знаком (+) обозначатеся открытый ключ, знаком ( - ) - закрытый, а 12 - моменты времени. Напряжение на выходе фильтра в различные моменты времени при т = 3 принимает следующие значения.В момент Еотсчетный импульс, значение которого пропорционально первой выборке из сигнала 5 с выхода ключа-дискретизатора 2 О поступает на первое звено занавешивающих резисторов. Значение выборки из сигнала 51 с весом госоответствующим значению первой выборки импульсной реаюции фильтра, поступает непосредственно в суммирующую шину, и на выходе фильтра в момент 11 возникает напряжение, пропорциональное значению 51 го 1 = У В то же время выборка из сигнала 5 с весом г и г поступает на входы коммутирующей матрицы и через открытые ключи 5, и 52 (таблица) запоминается в накопителях 71 и 72 (фит. 1).В .момент 4 вторая выборка из сигнала 52 с,весом г поступает непосредственно в суммирующую шину, а с весом гг и гз через клю 36969310 15 5чи 52 и 5 з в накопители 72 и 7 В то же врсмя считывается значение 51 Г в суммирую. щую щину через ключ 81 с накопителя 71, Следовательно, в момент 12 на выходе фильтра имеется напряжение У 2 = 52 Г 0+ 5, Г 0.В момент 1 з непосредственно 1 в суммирующую шину считывается 5, Г" ,и через ключи 5 з и 5, в накопители 7 з и 71 - 5 з Г 0 и 5 зГ 0 В то же время в суммирующую шину считывается с накс 1 пителя 72 - 52 Г 0 и 51 Г 0, и на выходе фильтра напряжение равноУв = 5 в Г 1+ 5 в Г 2+ 5, Гз. В момент 14 на выходе ключа-дискретизатора 20 линии имеется четвертая выборка из сигнала 54, которая поступает прямо на выход с весом Г 01 и через (Лючи 511 и 52 2 с весо. Г, и Г 0 в накопители 7, и 72. В этот же момент на втором отводе линии задержки (ключдискретизатор 22) появляется задержанная на ЗМ выборка из сигнала 5 которая поступает в суммирующую шину с весом Г а через ключи 5, и 5, с весом Г, и Г - в накопители 71 и 72 где суммируется с 54 Г 0 и 54 Г 0, В суммирующую шину в момент 14 кроме 54 Г 0 и 51 Г, с накопителя 7 з поступает 5, Г 0 и 5, Г. Таким образом, в момент г 4 на выходе фильтра имеется напряжениеЦ 4 = 54 Г 1+ 5 в Г 2+ 52 Гз + 51 Г 1Аналогичным образом, пользуясь функциональной схемой (фиг. 1), временной диаграммой (фиг. 2) и таблицей, можно получить го 25 30 35 зна 1 епи 51 напряг(с 11)1 я 1 а выходе ф 11 льр 11 и в последующие моменты времени.Выходные напря 5 кс 1 пя фильтра в общем виде при наличии на входе од 1 шочного сигнала длительностью Т = Гг пг М можно представить выражениемвых (2 г) - 1 Бв-,1 - гсГЛй:1 где г = 1, 2, 3, , гг т.Приведенное выражение полностью соответствует алгоритму работы дискретно-аналогового оптимального фильтра,Предмет изобретения Дискретно-аналоговый оптимальный фильтр, содержащий генератор тактовых импульсов, подключенный к дискретно-аналоговой линии задержки, выполненной в виде ряда последовательно соединенных звеньев задержки, каждое пз которых вклочает в себя ключ-дискретизатор с накопительной емкостью, выход которого соединен через резисторы блока взвешивания, ключи ком мути рующен матрицы и накопители с выходной суп 1 ирующсй шиной, и ключ считывания выборки, отличаю- и(ийся тем, что, с целью уменьшения искажений формы импульсов, между выходом каждого из ключей считывания и входами ключей дополнительно введенной коммутирующей матрицы включены запоминающие конденсаторы, при этом управляющие входы ключей дополнительно введенной коммутирующей матрицы соединены с временным распределителем, управляемым генератором тактовых импульсов.369693 ч 1С оста вгп ель Н. Герасимоваедактор Т. Морозова Техред Т. Курилко Корректор Н. Стельмах аказ 1083/8 Изд,1275 Тираж 780 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж.З 5, Раушская наб д. 4/5Типография, пр. Сапунова,