Цифровой фильтр

(7) Заявител 54) БИфРОВОЙ фИЛЬТ ак моового 1Изобретение относится к цифровой обработке сигналов, в частности к цифровой фильтрации, н может быть использовано в различных цифровых комплексах.Известен цифровой фильтр, содержащий элемент И-НЕ, дифференцириующий эле мент и одновибратор 13 .Недостатком этого устройства являются ограниченные функциональные возможности, что связано с невозможностью уп- равления полосой пропускания. 1 ОИзвестен также пифровой фильтр, содержащий элемент И -НЕ, дифферендирую щий элемент, формирователь импульсов, генератор импульсов, три элемента И, элемент ИЛИ и два делителя частоты с 15 переменным коэффициентом деления (ДПКД) 1 г 3Однако этот фильтр имеет недостаточно высокую надежность вследствие нера ботоспособности при частотах на входе фильтра, в два и более раза вьппе нижней граничной частоты полосы пропускания, Кроме того, данное устройство имееФ ограРябини и В. А. Новичихий .;1 ь.ниченную область применения так к жет работать только в режиме полос пропускающего фильтра.Бель изобретения - повышение надежности работы устройства н расширение функциональных возможностей.Ддя этого в цифровой фильтр, содержащий делители частоты с переменным ко эффипнентом деления, счетный вход каждого из которых через соответствующий элемент И подключен к выходу генератора импульсов, второй вход каждого элемента И подключен к прямому выходу соответствующего делителя частоты и формирователь импульсов, вход которого подключен к входной шине, а выход к первому входу элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с прямым выходом первого делителя частоты, включены дополнительные элементы И-НЕ, первые входы которых соединены с входом разревения записи первого делителя частоты и входом сбро са второго делителя частоты и подключь ны к выходу формирователя импульсов, вто3 9859рые входы первого и второго дополнительных элементов И-НЕ объединены и подключены к инверсному выходу второго делителя частоты, второй вход третьего дополнительногоэлемента И-НЕ- к прямому г3выходу второго делителя частоты, а третий рвход первого дополнительного элементаИ-НЕ объединен с входом разрешения записи второго делителя частоты и подключен к инверсному входу первого делителячастоты.На чертеже представлена структурнаяэлектрическая схема цифрового фильтра,Цифровой фильтр содержит входнуюшину 1, формирователь 2 импульсов, генератор 3 импульсов, элементы И 4 и 5делителей частоты с переменным коэффициентом деления (ДПКД) 6 и 7, элементИ-НЕ 8, дополнительные элементы И-НЕ9- 11, входы 12 и 13 установки кодовсоответственно ДПКД 6 и 7, выходы 1417 фильтра,цифровой фильтр работает следующимобразом.Генератор 3 импульсов выдает прямоугольные импульсы с периодом То, которые поступают на первые входы элементов И 4 и 5. При отсутствии импульсоввходного сигнала прямые выходы ДПКД6 и 7 должны находиться в состояниилогического нуля, а инверсные в состоянии логической единищ 1. Если прямые выходы любого из ДПКД 6 и 7 находятся всостоянии логической единицы, через соответствующий элемент И 4 или 5 разрешается прохождение импульсов с гене- Зратора 3 импульсов на счетный вход соответствующего ДПКД до тех пор, покана прямом выходе данного ДПКД не уста новится сигнал логического нуля, запре 46щаюший прохождение этих импульсов. Навыходах 14 - 17 фильтра при отсутствииимпульсов входного сигнала - сигнал ло;гической единицы, на входах 12 и 13ДПКД 6 и 7 подаются коды чисел К иК, определяющие соответственно верх 45нюю граничную частоту и полосу пропускания. Входной сигнал подается на входформирователя 2 импульсов, который выдает импульсы, соответствующие заднемуфронту импульсов входного сигнала.Эти Оимпульсы записывают число К в ДПКД6 и устанавливают ДПКД 7 в нулевоесостояние.Поскольку ДПКД 7 - в нулевомсостоянии, (снгнал логического нуля на его прямом выходе блокирует прохождение импульсов с генератора 3 импульсов черезэлемент И 5 на его счетный вход), а 39 4ДПКД 6 в состоянии М, то сигнал логической единицы на прямом выходе данного ДКПД разрешает прохождение импульсов с генератора 3 импульсов через элемент И 4 на его счетный вход, и через время 1= К Т на прямом выходе ДКПД 6 появится сигнал логического нуля, который блокирует прохождение импульсов на его счетный вход, а на его инверсном выходе появится сигнал логической единицы, который, поступая на вход разрешения записи, записывает число, Кп в ДПКД 7, Так как ДПКД 7 в состоянии К то сигнал логической единицы на его прямом выходе разрешает прохождение импульсов с генератора 3 импульсов через элемент И 5 на счетный вход данного делителя, и через время т, =Кп То на прямом выходе2ДПКД 7 появится сигнал логического нуля, который блокирует прохождение импульсов с генератора 3 импульсов на его счетный вход.Таким образом, если период входных импульсов Т) (К+ К) То, то к приходу очередного входного импульса на прямых выходах ДПКД 6 и 7 будет сигнал логического нуля, так как сигнал логической единицы на прямом выходе ДПКД 6 будет в течение времени= = К. То, а на прямом выходе ДПКД 7 в течение времени 1 2 = КпТоЕсли период входных импульсов К,Т(Т(К+ К,) Т то к периоду очередйого входного импульса на прямом выходе ДПКД 6 будет сигнал логическогонуля, а на прямом выходе ДПКД 7 будет сигнал логической единицы, так как сигнал логической единицы на прямом выходе ДПКД 6 будет в течение времени == К Т, а на прямом выходе ДПКД 7 сигнал логической единицы будет через время Ф= К Тяи в течение времени 1= ( Тх - К ф поскольку каждым им пульсом с формирователя 2 импульсовДПКД 7 сбрасывается в нулевое состояние.Если период входных импульсов тсК То; то к приходу очередного входного импульса на прямом выходе ДПКД 6 будет сигнал логической единицы, а на прямом выходе ДПКД 7 - сигнал логического нули, поскольку каждым импульсом с формирователя 2 импульсов ДПКД6 будет устанавливаться в состояние Ка ДПКД 7 внулевое состояние, а сигналлогического нуля на прямом выходе ДПКД6 и сигнал логической единицы на прямом выходе ДПКД 6 и сигнал логическойединицы на прямом выходе ДПКД 7 могут5 9859 быть через время 1 = к, т. Следовательно, на выходе 14 элемента И-НЕ 8 будут импульсы с частотойф , - поЕ о сколЬку на его первый вход поступают импульсы с формирователя 2, соответствующие входному сигналу, а на его второй вход - сигнал с прямого выхода ДПКД 6.На выходе 15 элемента И-НЕ 9 будут импульсы с частотойГ Е по-. скольку на его первыи вход поступают импульсы с формирователя 2 импульсов, соответствующие входному сигналу, а на1 второй и третий его входы - сигналы с инверсных выходов ДПКД 6 н 7.На вы хопе 1 6 элемента И-НЕ 1 0 будут ь1 1импульсысчастотой р +ф ЭУ во Уо поскольку на его первый вход поступают импульсы с формирователя импульсов 2, соответствующие входному сигналу, а на его второй вход - сигнал с инверсного выхода ДПКД 7.На выходе 1 7 элемента И-НЕ 1 1 будут . - импульсы с частотой+ у хъУ по Уо поскольку на его первый вход поступают Зэ импульсы с формирователя 2, соответсз- вующие входному сигналу, а на его второй вход - сигнал с прямого выхода ДПКД 7.Изменяя коды на. входах 12 и 13 можно обеспечить независимую регулировку верхней граничной частоты и полосы пропускания, а изменяя частоту генератора 3 импульсов можно обеспечить перестройку частоты пропускания с обеспечением процентно-постоянной полосы пропусквния, т. е. постоянного отношения ширины полосы пропускания к верхней граничной чвстоте 1Таким образом, предлагаемый цифровый фильтр обладает более высокой надежностью, так как частота входного сигнала не влияет на работоспособность устройств. Кроме того, в устройстве значительно расширена область применения благодаря 39 6обеспечению работы фильтра в любых режимах, т. е. фильтра низких частот, фильтра верхних частот, полосового пропускаю щего и полосового заграждающего филы 4- ров. Формула изобретения Цифровой фильтр, содержащий делителичастоты с переменным коэффициентом деления, счетный вход каждого из которыхчерм соответствующий элемент И подключен к выходу генератора импульсов,второй вход каждого элемента И подключен к прямому выходу соответствующегоделителя частоты с переменным коэффициентом деления, и формирователь импульсов, вход которого подключен к входнойшине, а выход к первому входу элементаИ-НЕ, второй вход которого соединен спрямым выходом первого делителя частоты, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения надежности работыустройства и расширения функциональныхвозможностей, в него включены дополнительные элементы И-НЕ, первые входыкоторых объединены с входом разрешениязаписи первого делителя частоты и входомсброса второго делителя частоты и подключены к выходу формирователя импульсов, вторые входы первого и второго дополнительных элементов И-НЕ объединеныи подключены к инверсному выходу второго делителя частоты, второй вход третьего дополнительного элемента И-НЕ -к прямому выходу второго делителя частоты, а третий вход первого дополнитель-.ного элемента И-НЕ объединен с входомразрешения записи второго делителя частоты и подключен к инверсному входу первого делителя частоты.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Электроника", 1973, % 4, с. 71,рис. 6.2. Авторское свидетельство СССР