Трансверсальный фильтр

(РЦ 1 РУ о НИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 33 Ыв,.Л 1;"1 ГИ,4: ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР Г О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54)(57) ТРАНСВЕРСАЛЬНЫЙ ФИЛЬТР,содержащий дельта-модулятор, первыйи второй регистры сдвига, генератортактовых импульсов, один из выходовкоторого подключен к управляющемувходу дельта-модулятора, и интегратор, выход которого является выходом, а вход дельта-модулятора входом трансверсального фильтра,о тл и,ч а ю щ и й с я . тем, что, сцелью повышения надежности, в неговведены формирователь импульсов,входы которого подключены к выходамдельта-модулятора, источник пос,ЯО 1083344 тоянного и вращающегося магнитногополя, входы управления которого , соединены с другим парафаэным выходом генератора тактовых импульсов, дифференциальный усилитель и.резистивный делитель напряжения, . входы которого соединены с первыми вторым выходом второго регистрасдвига и с входами дифференциального усилителя, выход которогоподключен к входу интегратора, источник опорного напряжения, включенный между объединенными первым и вто"рым выходами первого регистрасдвига и выходом резистивного делителя напряжения, первый и второйгенераторы цилиндрических магнитных доменов (ЦМД),которые совместно с первым и вторым регистрами сдвигавыполнены в виде магниторезистивныхаппликацнй и расположены на магнитоодноосной пластине, а входы первого и второго генераторов ПМЦ подключе-.ны к выходам формирователя импульсов.второго регистра сдвига н с входами диффер"лциального усилителя, выход которого подключен к входу интегратора, источник опорного напряженияУ включенный между объединенными первым и вторым выходами первого регистра сдвига.и выходом резистивного делителя напряжения, первый и второй генераторы цилиндрических магнитных доменов (1 ЩЦ), которые совместно с первым и вторым регистрами сдвига выполнены в виде магниторезистивных аппликаций и расположены на магнитоодноосной пластине, а входы первого и второго генераторов ЦМД подключены к выходам формирователя импульсов.На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.Трансверсальный фильтр содержит дельта-модулятор 1, генератор 2 тактовых импульсов (ГТИ),формирователь 3 импульсов, первый и второй генераторы 4 цилиндрических магнитных доменов (1 ЩЦ), первый 5 и второй 6 регистры сдвига ЦИД (магниторезистивные датчики), дифференциальный усилитель (ДУ) 7, интегратор 8, резистивный делитель 9 напряжения, источник 10 опорного напряжения, источник 11 постоянного и вращающегося магнитного поля, входной усилитель-фильтр 12 нижних частот, блок 13 вычитания, компаратор 14,первый ключ 15, интегратор 16, мульти- вибратор 17, первый триггер 18, второй и третий ключи 19, источник 20 тока, второй и третий триггеры 21, первый и второй усилители 22 мощности и первый и второй параллельные ЕС-контуры 23.Трансверсальный фильтр работает следующим образом.Входной аналоговый электрический сигнал поступает на вход дельта- модулятора 1 и преобразуется в дельта-модулированную последователь. ность импульсов с частотой следования, определяемой ГТИ. Одновременно от ГТИ 2 запускается источ- ник 11 постоянного и вращающегося магнитного поля, частота вращения которого совпадает с частотой 35 дельта-модулированной последовательности, С выхода дельта-модулятора 1 последовательность импульсов е уровнями + поступает в формнрователь 3 импульсов, где преобразуется в прямой двоичный код на 1 1083344 2Изобретение относится к цифровойобработке информации н может бытьиспользовано при построении цифровыхтрансверсальных фильтров в системахс дельта-модуляцией.5Известен цифровой трансверсальныйфильтр, содержащий аналого-цифровойпреобразователь, регистр сдвига,управляемый генератором тактовых импульсов, весовые цепи и сумматор на1 Овыходе устройства 1 3.Недостатком данного фильтра является сложность реализации весовыхцепей или операции умножения многоразрядных двоичных числах, чтоснижает его технологичность.15Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсятрансверсальный фильтр, содержащийдельта-модулятор, первый и второй20регистры сдвига, генератор тактовыхимпульсов, выход которого подключенк управляющему входу дельта-модулятора, интегратор, сумматор и сумматорыпо модулю 2, входы которых соединены25с соответствующими выходами регистров сдвига, а выходы - с входамисумматора, выход которого подключенк выходу устройства через интегратор,а выход дельта-модулятора соединенс входом первого регистра сдвига 12;1Недостатком известного фильтраявляется использование сумматоровпо модулю 2 на каждый разряд регистров, что усложняет фильтр, снижаетего надежность и затрудняет егомикроминиатюриэацию.Цель изобретения - повышениейнадежности трансверсального фильтра.Поставленная цель достигаетсятем, что в трансверсальный фильтр, 40содержащий дельта-модулятор, первыйи второй регистры сдвига, генератор тактовых импульсов, один из выходов которого подключен к управляющему входу дельта-модулятора, и интегратор, выход которого являетсявыходом, а вход дельта-модуляторавходом трансверсального фильтра,введены формирователь импульсоУ,входы которого подключены к выходамдельта-модулятора, источник постоянного и вращающегося магнитного поля,входы управления которого соединеныс другим парафазным выходом генератора тактовых импульсов, дифференцналь ный усилитель и резистивный делитель напряжения, входы которогосоединены с первым н вторым выходо.83344 4датчиков эквивалентна ситуации "Естьдомен .В предлагаемом устройстве однагруппа магниторезистивных датчиковЦМД образована последовательным 5соединением магниторезистивных датчиков первого регистра 5 сдвига ЦИД,которые соответствуют нулевым весамимпульсной. характеристики с магниторезнстивными датчиками единичныхвесов второго регистра 6 сдвигаЦМД, а другая - последовательнымсоединением оставшихся датчиков обоихрегистров 5 и 6 сдвига ЦИД. Оба регистра сдвига ЦМД абсолютно идентичны, т.е имеют одинаковое число разрядов (аппликаций) . Единичные разряды первого регистра 5 сдвига ЦИДявляются также единичными и длявторого регистра 6 сдвига, эа исключением того, что на вход каждого 20регистра сдвига ЦМД поступаетпоследовательность импульсов, инверсная по отношению к другой..В известных устройствах перемножение двоичных весовых коэффициентов импульсной характеристикифильтра на единичную дельта-модулированную последовательность осуществляется в блоках слежения по модулю2 со следующим алгоритмом работы(табл.1) . Поскольку все магниторезистивные датчики первого регистра 5 сдвига ЦИД объединены последовательным соединением в две группы, которые образуют совместно с резистивным 35 делителем 9 напряжения мост, в одну диагональ которого включен источник О опорного напряжения, а в другую - ДУ 7, то приращение сопротивления какого-либо магниторезистивного дат чика при прохождении домена вызывает разбаланс моста и приращение напряжения на выходе ДУ 7, знак которого зависит от того, в какую группу входит магниторезистивный датчик. 45При нулях во входной информационной последовательности ситуация "Нет домена" не может повлиять на приращение сопротивления каких-либо датчиков. Чтобы обойти эту труд ность, используются две группы дополнительных магниторезистивных датчиков (единичных и нулевых), через которые проходит инвертированная по отношению к вышерассмотренным 55 магниторезистивным датчикам информационная последовательность на ЦМД. Ситуация "Нет домена" для этих Таблица Выход сумматора по моду лю 2 ВесовыекоэффиИнформационнаяпослециента довательность импульсной характеристики 110О О(-Ч) 1 (-Ч) 1 (+Ч) О-Ч,Т а блица 2 Вес т- Выход реэистивной мостовой схемы Информационная последова тельность к Ч ть дом) Есть доме 3 10 прямом выходе и в обратный двоичный код на инверсном выходе формирователя 3 импульсов.Под действием импульсов тока с выходов формирователя 3 импульсов в генераторах 4 ЦМД генерируются магнитные домены, которые под действием вращающегося магнитного поля источника 11 поступают на два регистра 5 и 6 сдвига ЦМД и синхронно перемещаются по аппликациям этих регистровтак, что одному обороту. вращающегося магнитного поля соответствует перемещение доменов на одну аппликацию (один период их структуры), С каждым оборотом поля в регистры 5 и 6 сдвига ЦМД вводятся новые домены (единицы или нули), а все ранее введенные сдвигаются на одну аппликацию вдоль структуры. Пройдя все аппликации регистров 5 и 6 сдвига ЦМД, домены уничтожаются (стираются) в аннигиляторах ЦМД (не показаны), расположенных на выходах этих регистров.Домены, перемещаясь по аппликациям регистров 5 сдвига ЦИД, вызывают приращение сопротивления в магниторезистивных датчиках ЦМД этих аппликаций. Логически эквивалентный алгоритм на базе ЦИД. выглядит следующим образом (табл.2),"Вес" датчика Выход резистивноймостовой Информационнаяпоследовательность схемы Нет домена Нет домена 0 В трансверсальном фильтре обе группы магниторезистивных датчиков ЦМД образованы таким соединением единичных и нулевых магниторезистивных датчиков регистров 5 и 6 сдвига ЦМД, которое обеспечивает ре зультат, эквивалентный суммированию по модулю 2 и одновременно алгебраическое сложение результатов такого суммирования, т.е. позволяет полностью реализовать формирование 2 дельта-модулированного представления отклика фильтра на входной сигнал в соответствии с его импульсной характеристикой. 30При произвольной импульсной (весовой) характеристике трансверсального фильтра количество магниторезистивных датчиков ЦМД в каждой группе одинаково, Включение же этих групп в смеж ные плечи мостовой схемы исключает паразитные наводки от вращающегося магнитного поля в каждой группе датчиков. Первый регистр 5 сдвига ЦМД предназначен для продвижения доменов прямого магнитного кода, а второй - для обратного. Аппликации регистров 5 и 6 сдвига ЦМД являются магниторезистивными датчиками и поэтому объединены в две группы. Затемненные на чертеже для наглядности аппликации образуют первую группу магниторезистивных датчиков, в которую входят соединенные с помощью тонких токопроводящих перемычек нулевые аппликации первого регистра 5 сдвига ЦМД и единичные аппликации второго регистра 6 сдвига ЦМД. Вторая группа магниторезистивных ЦМД датчиков-аппликаций образована соединением оставшихся незатемненных аппликаций. Ко- Ы личество аппликаций регистров 5 и 6 сдвига ЦМЦ определяется количеством весовых коэффициентов импульсной характеристики трансверсальногофильтра. Генераторы 4 ПЯ на входахобоих регистров 5 и 6 сдвига ЦМЦ выполнены на токопроводящих петлях,охватывающих первые аппликации указанных регистров сдвига, При подаче на любую из них импульса тока наконцах аппликаций генерируется доменТак осуществляется ввод информации в каждом такте работы фильтра.При следующем обороте поля (такте)домены с первых аппликаций передвигаются на соседние первые, а на первых вновь генерируются домены всоответствии с токовыми кодами. Синхронизация ввода преобразованной вдомены входной импульсной последовательности в регистры 5 и 6 сдвигаЦМЦ с вращением магнитного поляосуществляется от ГТИ 2.Источник 11 вырабатывает двасдвинутых на 90 синусоидальныхонапряжений и содержит триггеры 21,усилители 22 мощности и параллель-ные ЬС-контуры 23 с двумя катушками управления в каждом контуре.Генератор 2 тактовых импульсовсостоит из мультивибратора 17 итриггера 18, Одному обороту маг-,нитного поля (периоду синусоиды)соответствует один отсчет дельтамодулированной последовательности,поскольку частота синхроимпульсов,поступающих с ГТИ 2 на дельта-модулятор 1,в два раза меньше частотыимпульсов мультивибратора 17. Дляэтого в ГТИ 2 используется триггер18 со счетным запуском.Дельта-модулятор содержит входной усилитель-фильтр 12 нижних частот, блок 13 вычитания, компаратор 14, ключ 15 и интегратор 16в цепи обратной связи. Для обеспечения работы трансверсального фильтраиспользуются два парафазных выходадельта-модулятора 1, на которыхимпульсные последовательности суровнямиЧ взаимнообратны. Этоупрощает построение формирователя3 импульсов, который в этом случае содержит два ключа 19 и источник 20 тока,Использование новой для подобныхустройств элементной базы материалов с ЦМД, а также простота реализации алгебраического слежения откликов фильтра на интервале фильтрации и исключение схем слежения1083344 по модулю 2 вытодно отличает предлагаемый фильтр от известного. еСоставитель А. ОсиповичРедактор Т. Мермелштейн Техред О.йене Корректор А. Дзятко Заказ 1773/50 Тираж 862 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5 евшав авевевеаввввваваа ев евФилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 Использование материалов с ЦМД позволяет создать компактные и технологические устройства (до миллиона элементов памяти на площади 1 см) с менее сложной по сравнению с полупроводниковой микроинтегральной технологией, так как не требует проведения диффузионных процессов приих изготовлении.Устройство обладает высокой надежностью и является внеконкурент ным по энергопотреблению на одинбит хранимой информации, что позволяет создавать компактные -трансверсальные фильтры с высокими фильтрующимисвойствами (длинной импульсной характеристики), обладающие высокимитехнологическими показателями.