Фазовый фильтр

-дни,ТГ:;,САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ игналов с. 47 и ТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт технической кибернетики АН БССР(56) Рабинер Л,и Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов. - М.: Мир, 1978.Оппенгейм А.В. и Джонсон Д.Х. Дискретное представление сТИИЭР, 1972, т. 60, В 6(57) Изобретение относится к цифровойвычислительной технике и предназначено для использования в системахспектрального анализа процессов с неравномерным разрешением по частоте.Цель изобретения - повышение точности. Поставленная цель достигается засчет того, что фазовый фильтр состоит из мультиплексора 1, сдвиговогорегистра 2, мультиплексора 3, регистра 4, арифметического блока 5, регистра 6 и синхронизатора 7. 4 ил.(1) 5513022Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и предназначено для использования в системах спектрального анализа процессов с неравномерным разрешением по частоте. 5Целью изобретения является повышение точности путем реализации коррекции частотной характеристики фильтра.На фиг.1 представлена схемз фильтра, на фиг.2 - схема арифметического блока; на фиг.3 - временные диаграммы; на фиг.4 - схема синхронизатора.Фильтр (фиг.1) содержит первый мультиплексор 1, сдвиговый регистр 2, второй мультиплексор 3, регистр 4, арифметический блок 5, регистр 6 и синхронизатор 7.Арифметический блок 5 (фиг.2) содержит сумматоры 8 и 9 и умножитель 10 и предназначен для вычисления вы- ражения Синхронизатор 7 (фиг.4) содержит 25 генератор 11 тактовых импульсов, счетчик 12, блок 13 постоянной памяти, элементы 14 задержки и элементы И 15.Устройство работает, следующим образом, 30Пусть в установившемся режиме функционирования в Е первых (левых) разрядах сдвигового регистра 2 записаны некоторые (п)-е значения выходной Функции с деформированным спектром яяЬ - поРядок фазового фильтра), а в оставшихся ш следующих разрядах - отсчеты входной последовательности в порядке их поступления справа налево х, 40 х , х, (справа тот из ш отсчетов, который поступил раньше других). Содержимое регистров 4 и 6 равно нулю, На первом этапе производится коррекция частотного состава вход ного дискретного процесса,. компенсирующая искажения, вносимые на этапе собственно фазовой фильтрации. Для этого ш отсчетов входного процесса, хранимые в правых разрядах сдвигово О го регистра 2, обрабатываются по алгоритму нерекурсивного частотного Фильтра где у; - 1-й отсчет выходной отфильтрованной последовательности; х;, - (1+1)-й отсчет входной последовательности;Ь; " 1-й коэффициент весовой функции ультра.Значение коэффициентов Ь выбираются такими, чтобы выполнялось соотно- шение где А 1(1) - амплитудно-частотная характеристика корректирующей цепи;А 2 И) - амплитудно-частотная характеристика устройствадля фазовой фильтрации.Обработка происходит следующим образом.С выхода последнего разряда регистра сдвига значение ь-го отсчета х; входного процессй передается на первый вход арифметического блока 5. Одновременно на четвертый вход блока 5 из синхронизатора 7 поступает значение Ь весового коэффициента. На третий и второй входы арифметического блока 5 с выходов регистров 4 и 6 передаются нулевые значения.Получаемое на втором выходе арифметического блока 5 значение первой частичной суммы Б, равное х; Пр У поступает по командам синхрониэато" ра 7 через второй мультиплексор 3 в регистр 4 и фиксируется в нем. Затем по сигналу из синхронизатора 7 в сдвиговом регистре 2 происходит сдвигхранимой информации на один разряд вправо. С выхода последнего разряда сдвигового регистра 2 значение х111 .передается через мультиплексор 1 в освободившийся первый разряд регистра 2 сдвига и по сигналу из синхронизатора 7 записывается в нем. Кроме того, данное значение поступает на первый вход арифметического блока 5,. на второй вход которого с выхода регистра 4 передается значение х, п , на третий вход - нулевое значение с выхода регистра 6, а на четвертый вход - значение соответствующего весового коэффициента й, с выхода синхронизатора 7. В результате на выходе арифметического блока 5 получается значение второй частичной суммы 82, равное Я, + х; Ь которое по сигналам синхронизатора 7 через второй мультиплексор 3 поступает в регистр 4 и фиксируется в нем. Далее по сигналу3 13022 из синхронизатора 7 осуществляется очередной сдвиг информации в сдвиговом регистре 2 и обрабатывается сле-. дующий отсчет хвходного процесса аналогично описанной выше процеду 5 ре и т.д, Окончательно, после обработки последнего х; -го отсчета входного процесса, хранимого в регистре 2 сдвига, в регистре 4 получаем отфильтрованное значение -го входного процесса уЭтот отсчет можно обозначить Е. Затем по сигналу синхронизатора 7 в регистре 2 сдвига происходит сдвиг хранимой информации вправо на один разряд, при этом в последний (правый) разряд регистра 2 сдвига вдвигается правое промежуточное значение последовательности с деформированным спектром. В освободившийся первый 20 (левый) разряд регистра 2 сдвига по сигналам синхронизатора 7 поступает и записывается очередное значение входного процесса (через первый) мультиплексор 1 с его третьего входа). 25Затем начинается рекуррентный процесс вычисления значений последовательности с деформированным спектром на очередном этапе.Этот процесс описывается выраже ниямиЙ =аК - О + Е (2)= а., - 01+ Б , (3) 35Фл.я;= ар;, - д;, + я; (4)где а - коэффициент, определяющий деформацию спектра процесса (при 1 ) а ) 400 спектр имеет большее разрешение на низких частотах и меньшее на высоких, при Оа-1 наоборот - более высокое.разрешение на высоких и меньшее на низких, при комплексном а раэрешение увеличено в любой наперед заданной области частотного диапазона).С выхода последнего (правого) разряда регистра 2 сдвига значение я поступает на первый вход арифметического блока 5, на второй вход которого с выхода регистра 4 передается значение й , на третий - нулевое значение с выхода регистра 6 , а на четвертый - код коэффициента деформации спектра а, задаваемый из синхронизатора 7, На выходе арифметического блока 5 получаем значение О-го 95 4члена последовательности с деформированным спектром после очередной итерации я, которое по сигналам синхронизатора 7 через первый мультиплексор 1 поступает на вход первого(левого) разряда регистра 2 сдвига,На выходе арифметического блока Ьповторяется значение оПо сигналам с выходов синхронизатора 7 в регистре 2 сдвига происходит сдвиг хранимой информации вправо на один разряд, при этом значение, выдвигаемоеиз последнего (правого) разряда,записывается в регистр 4, а в первом(левом) разряде регистра 2 сдвиг фиксируется значение Затем происходит вычисление значения е, в соответствии с выражением (3). С выхода последнего (правого) разряда регистра 2 сдвига на первый вход арифметического блока 5 передается значение я 1, На второй вход арифметического блока 5 с выхода регистра 4 поступает. значениена третий - нулевая величина с выхода регистра 6, а на четвертый - значение кода а коэффициента деформации спектра задаваемого из синхронизатора 7, Получаемые на выходе арифметического блока 5 устройства значения поступают на вход регистра 6 и через мультиплексор 1 на вход первого разряда сдвигового регистра 2. По сигналам синхронизатора 7 в регистре 2 сдвига производится сдвиг хранимой информации вправо на один разряд, причем выдвигаемое из последнего (правого) разряда значение ц. записывается в регистр 4, а в освободившийся первый разряд регистра 2 - значение Р 1, , в регистр 6 записывается значение я Затем происходит очередное вычисление в арифметическом блоке 5, описываемое выражением (4), при 1=2, которое происходит в целом аналогично представленной выше обработке на предыдущем такте за исключением того, что на третий вход арифметического блока 5 поступает с выхода регистра 6 не нулевое значение, а величина Аналогично, в соответствии с выражением (4), происходит вычисление отсчетов последовательности я;для всех остальных значений д, Окончательно, в результате выполнения обработки для последнего 1-го отсчета и получения яприходим к исходномуа зп Яя + 2 агсц 1 -/В где Д = 2 К й В = 27 Т; Й - значение частоты в исходном массиве; значение частоты в преобразовательном массиве;- интервал между поступлениями отсчетов на вход устройства. Т Формула изобр ет ения Фазовый фильтр, содержащий сдвига вый регистр, первый и второй регистры, причем выход сдвигового регистра подключен к первому входу арифметического блока, второй и третий входы которого подключены к выходам соотсостоянию, при котором в К первых(левых) разрядах регистра 2 сдвиганаходятся и-е значения последовательности с деформированным спектром,ав остальных ш - отсчеты входного процесса, Начинается новая вычислительная итерация и т.д, до поступлениявсех отсчетов входной последовательности. Окончательный результат обработки.считывается с первых (левых)разрядов регистра 2 сдвига, причемчастотный состав данного дискретногопроцесса изменен по сравнению с исходным в соответствии с выражением ветственно первого и второго регистров, выход арифметического блока подключен к информационному входу второго регистра, причем арифметическийблок содержит два сумматора и умножитель, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, выходкоторого является выходом арифметического блока, первым, вторым и треть им входами которого являются соответственно первый вход второго сумматора, второй вход первого сумматора и второй вход второго сумматора,выход которого подключен к первому 15 входу умножителя, второй вход которого является входом задания коэффициентов фильтра, о .т л и ч а ю щ и йс я, тем, что, с целью повышенияточности,в него введены первый и вто рой мультиплексоры и синхронизатор,первый, Второй, третий, четвертый ипятый выходы которого подключены соответственно к управляющему входупервого мультиплексора, тактовому 25 входу сдвигового регистра, управляющему входу второго мультиплексора,тактовым входам первого и второгорегистров, причем выход первого мульОтиплексора подключен к информацион ному входу сдвигового регистра, выход которого подключен к первым информационным входам первого и второго мультиплексоров, вторые информационные входы которых подключены квыходу арифметического блока, а третий информационный вход первого мультиплексора является информационнымвходом фильтра.