Цифровой фильтр

) Н 03 Н 19/00 ЕНИЯ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 71832 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54) (57) ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР, содержащий канал Фильтрации, состоящий изпоследовательно соединенных первогоблока элементов И, первый входкоторого является первым входом канала фильтрации, блока элементов ИЛИ,сумматора- вычитателя и регистра,выход которого соединен с вторымвходом сумматора-вычитателя и спервым входом второго блока элементов И, выход которого является выходом канала фильтрации, и третьегоблока элементов И, первый входкоторого является вторым входом канала фильтрации, второй вход объединен со вторым входом первого блокаэлементов И и с третьим входомсумматора-вычитателя и являетсятретьим входом канала Фильтрации,а также блок элементов НЕ, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюрасширения функциональных возможностей за счет обеспечения обработкиширокополосных сигналов, введеныЙканалов фильтрации, идентичныхпервому, в каждый из которых введен;.801116535 А элемент задержки, вход которого объединен со вторым входом второго блока элементов И и является четвертым входом канала фильтрации, а выход подключен к установочному входу регистра, а также введены блок элементов задержки, регистр импульсной характеристики, регистр опроса и триггер режима, пои -том входы блока элементов задержки и блока элементов НЕ объединены и являются входом цифрового фильтра, выход блока элементов задержки подключен к первому входу Ц 1 -го канала фильтрации (где - - 1,2,И), выход блока элементов НЕ - к второму входу-го канала фильтрации, первый вход регистра импульсной характеристики объединен с первым входом регистра опроса и подключен к прямому выходу триггера режима, второй вход объединен со вторым входом регистра опроса и полключен к инверсному выходу триггера режима, третий вход объединен с третьим входом регистра опро-са и первым входом триггера режима и является входом тактирующего сигнала, четвертый вход является входом сигнала импульсной характеристикиГ1 -й выход соединен с третьим входом-го канала фильтрации, четвертый вход которого подключен к-му выходу регистра опроса, четвертый вход которого является входом кода опроса, а второй вход триггера режима является входом сигнала установюа режима.1 11Изобретение относится к радиотехнике, в частности к радиолокационным устройствам цифровой Фильтрациисигналов, и может быть использованодля выделения сигналов из помех,а также для корреляционной обработки сигнялое,Известен цифровой фильтр, содержащий последовательно соединенныекоммутатор, регистр сдвига, выходкоторого соединен с входами накапливающих сумматоров, умножитель,первый и второй входы и выход которого соединены с выходами первого накапливающего сумматора и блока памяти коэффициентов и с входом второгонакапливающего сумматора, и блоксинхронизации, выходы которого соединены с входами синхронизации коммутатора и регистра сдвига Г 13.Недостатком цифрового фильтраявляется невозможность обработкив реальном масштабе времени сигналовс высокой частотой дискретизации,обусловленная наличием й тактовобработки при каждом поступленииотсчета входного сигнала,Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности являетсяцифровой Фильтр, содержащий каналфильтрации, состоящий из последовательно соединенных первого блокаэлементов И, первый вход которогоявляется первым входом каналаФильтрации, блока элементов ИЛИ,сумматора-вычитателя и регистра,выход которого соединен с вторымвходом сумматора-вычитателя и спервым входом второго блока элементов И, выход которого являетсявыходом канала фильтрации, итретьего блока элементов И,первыйвход которого является вторымвходом канала Фильтрации, второйвход объединен со вгорым входомпервого блока .элементов И и с треть-им входом сумматора- вычитателя иявляется третьим входом канала фильтрации, а также блок элементов НЕ 2 ХНедостатком цифрового фильтра является невозможность его использования для фильтрации широкополосных сигналов (с высокой частотой дискретизации) в реальном масштабе времени.Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей устрой16535 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ства за счет обеспечения обработки широкополосных сигналов.Поставленная цель достигается тем, что в цифровой фильтр, содержащий канал Фильтрации, состоящий из последовательно соединенных первого блока элементов И, первый вход которого является первым входом канала фильтрации, блока элементов ИЛИ, сумматора"вычитателя и регистра, выход которого соединен с вторым входом сумматора-вычитателя и с первым входом второго блока элементов И, выход которого является выходом канала фильтрации, и третьего блока элементов И, первый вход которого является вторым входом канала фильтрации, второй вход объединен со вторым входом первого блока элементов И и с третьим входом сумматора-вычитателя и является третьим входом канала фильтрации, а также блок элементов НЕ, введены 8-1 каналов Фильтрации, идентичных первому, в каждый из которых введен элемент задержки, выход которого объединен со вторым входом второго блока элементов И и является четвертым входом канала фильтрации, а выход подключен к установочному входу регистра, а также введены блок элементов задержки, регистр импульсной характеристики, регистр опроса и триггер режима, при этом входы блока элементов задержки и блока элементов НЕ объединены и являются входом цифрового Фильтра, выход блока элементов задержки подключен к первому входу 1-го канала фильтрации (где= 1, 25), выход блока элементов НЕ - к второму входу 1 -го канала фильтрации,первый вход регистра импульсной характеристики объединен с первым входом регистра опроса и подключен к прямому выходу триггера режима, второй вход объединен со вторым входом регистра опроса и подключен к инверсному выходу триггера режима, третий вход объединен с третьим входом регистра опроса и первым входом триггера режима и является входом такТирующего сигнала, четвертый вход является входом сигйала импульсной характеристик, -й выход соединен с третьим входом-го канала фильтрации, четвертый вход которого подключен к-му выходу регистра опроса, четвертый вход которого является входом кода опроса,3 11 а второй вход триггера режима является входом сигнала установки режима.На фиг,представлена структурная электрическая схема цифрового фильтра, на фиг. 2 - структурная электрическая схема регистра импульс. ной характеристики, на Фиг. 3 структурная электрическая схема регистра опроса.Цифровой фильтр (фиг.1) содержит первый 1, второй 2 и третий 3 блоки элементов И, сумматор-вычитатель 4,. регистр 5, блок 6 элементов ИЛИ, элемент 7 задержки. Указанные элементы и узлы элементов образуют канал фильтрации 8- . Фильтр также содержит блок 9 элементов задержки, блок 10 элементов НЕ, регистр 11 импульсной характеристики, регистр 12 опроса, триггер 13 режима, вход 14 тактирующего сигнала, вход 15 установки режима, вход 16 сигнала импульсной характеристики и вход 17 кода опроса.Регистр 11 импульсной характеристики (Фиг.2) содержит два элемента И 18 и 19, элемент ИЛИ 20 и сдвигающий регистр 21,построенный на триггерах, например на Э -триггерах.Регистр 12 опроса (фиг.3) содержит два элемента И 22 и 23, элемент ИЛИ 24 и сдвигающий регистр 25, построенный на М триггерах, например Э -триггерах.Цифровой фильтр работает следующим образом.При подаче на вход 15 установки режима потенциала, соответствующего логической единице, триггер 13 режима устанавливается в единичФное состояние. Цифровой фильтр переходит в режим записи импульсной характеристики. При этом в регистре 11 импульсной характеристики и регистре 12 опроса разрываются цепи обратной связи и осуществляется запись в регистры 11 и 12 бинарно квантованной импульсной характеристики и кода опроса соответственно. Сдвиг информации при записи проис;ходит под воздействием тактирующего сигнала, поступающего на вход 14 . Код опроса на вход 17 поступает синхронно с весовыми коэффициентами импульсной характеристики (вход 16) р представляет собой Й -разрядный код, содержащий единицу на одной позиции и нули на всех осталь-.16535 4 30 35 40 45 50 55 5 10 15 20 25 ных. После записи ицформации в регистры 1 и 2 сцимается единичный потенциал с входа 15 установки режима. Под воздействием очередного тактирующего сигнала триггер 13 режима устанавливается в нулевое состояние и переводит цифровой Фильтр в рабочий режим. При этом замыкаются цепи обратной связи в регистрах 11 и 12, обеспечивая циркуляцию информации в регистрах 11 и 12.В рабочем режиме синхронно с М-м весовым коэффициентом (в регистре 11 импульсной характеристики) циркулирует "единица" в регистре 12 опроса. Синхронность обеспечивается поступлением тактирующего сигнала на регистры 1 и 12 с входа 14. Поступающая на вход цифрового фильтра щ-разрядная дискрета входного сигнала проходит через блок 9 элементов задержки и через блок 10 элементов НЕ на входь 1 каждого канала Фильтрации 8-. Каж дый из каналов фильтрации 8- обеспечивает накопление информации в сумматоре-вычитателе 4 и регистре 5 в соответствии со значениями и взаимным временным положением сигнала импульсной характеристики фильтра.В зависимости от значения весового коэффициента (О или 1) для данного канала фильтрации 8- на данном тактовом интервале дискрета входного сигнала поступает на сумматор-вычитатель 4 либо в прямом коде через первый блок 1 элементов И, либо в обратном коде через третий блок 3 элементов И. В последнем случае на сумматор-вычитатель 4 поступает также единица в младший разряд числа для обеспечения работы не с обратным, а с дополнительным кодом. После поступления последнего (М-го) весового коэффиииента импульсной характеристики в яанал фильтрацни 8-на А -м выходе регистра 12 опроса появляется единичный потенциал, содержимое регистра 5 канала фильтрации 8-через второй блок 2 элементов И выдается на выход фильтра импульсом опроса, задержанным в элементе 7 задержки, регистр 5 устанавливается в нулевое состояние, после чего на канал фильтрации 8-снова приходит первый весовой коэффициент с регистра 11 импульсной характерис тики и начинается новый цикл работыэтого канала фильтрации. Таким образом, в цифровом фильтре расширяются функциональные возможности за счет обеспечения обработки широкополосных сигналов с большей частотой дискретизации в реальном масштабе времени, что достигается введением регистра импульсной характеристики, обеспечивающего совпадение первых дискрет импульсной характеристики и полезного сигналапри его поступлении на вход фильтрав любой случайный момент времени эа 5 счет параллельной скользящей во времени выдачи импульсной характеристики, а также введением регистра опроса, позволяющего осуществлять согласованный с циркуляцией импульсной 1 О характеристики съем выборок отфильтрованного сигнала.111 б 535 7 фд Составитель Т. АФанасьевактор Н. Киштулинец Техред И,Тепер Корректор В. Бутяг 5/4 Подпикомитета СССРи открытийая наб., д. 4/5 ака Тираж 861 ВИИИПИ Государственно по делам изобретений 035, Москва, Ж, Раушс