Нерекурсивный фильтр

Нерекурсивный фильтр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. НЕРЕКУРСИВНЫЙ ФИЛЬТР, содержащий дискретно-аналоговую линию задержки (ДАЛЗ), нечетные отводы которой через соответствующие весовые блоки подключены к входам первого сумматора, а четные отводь через другие соответствующие весовые блоки - к входам второго сумматора, отличающийся тем, что с целью повьппения точности фильтраj ции, в него введены п+2 (п - четное число) дополнительных весовых блоков , при этом п/2 дополнительных весовых блоков включены мезвду нечетными отводами ДАЛЗ и входами второго сумматора, п/2 других дополнительных блоков включены между четными отводами ДАЛЗ и входами первого сумматора, (п+1)-ый,дополнительный весовой блок включен между выходом первого сумматора и одним из его входов, а (п+2)ой дополнительный весовой блок включен между выходом второго сумматора и одним из его.входов. 2. Фильтр по п. 1,отличающ и и с я тем, что каждый весовой блок и каждый дополнительный весовой блок состоит из четырех ключей и коммутируемого конденсатора, первая обкладка которого подключена к вьпсоду первого ключа и информационному вхо (Л ду второго ключа, вторая обкладка к выходу третьего ключа и информационному входу четвертого ключа, информационные входы первого и третьего ключей объединены и являются входом весового блока, выходы второго и четвертого ключей объединены и являются выходом весового блока, а управляющие э входы ключей соединены с соответствующими выходами введенного блока fo ;о управления. э

ССЮЭ СОВЕТСКИХ

ИЛ

РЕСПУБЛИК аю (и) цр Н 03 Н 17/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТИЗЬСТВУ (21) 3472592/18-09 (22) 15.07.82 (46) 07.08.84 Вюл. У 29 (72) В.А.Кешишьян (71) Минский радиотехнический институт (53) 621.396.96(088,8) (56) 1, Современная теория фильтров и их применение. Под ред. Темеша и др. М., "Мнр", 1974, с. 507.

2. Авторское свидетельство СССР

В 841084, кл. Н 03 Н 17/04, 1981 (прототип) . (54) (57) 1. НЕРЕКУРСИВНЫЙ ФИЛЬТР, содержащий дискретно-аналоговую линию задержки (ДАЛЗ), нечетные отводы которой через соответствующие весовые блоки. подключены к входам первого сумматора, а четные отводь1 через другие соответствующие весовые блоки — к входам второго сумматора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности фкпьтраI ции, в него введены п+2 (n — четное число) дополнительных весовых блоков ° при этом n/2 дополнительных весовых блоков включены между нечетнымн отводами ДАЛЗ и входами второго сумматора, и/2 других дополнительных блоков включены между четными отводами ДАЛЗ и входами первого сумматора, (и+1)-ый,дополнительный весовой блок включен между выходом первого сумматора и одним из его входов, а (n+2)ой дополнительный весовой блок включен между выходом второго сумматора и одним иэ его.входов.

2. Фильтр по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что каждый весовой блок и каждый дополнительный весовой блок состоит из четырех ключей и коммутируемого конденсатора, первая обкладка которого подключена к выходу I первого ключа и информационному входу второго ключа, вторая обкладка— к выходу третьего ключа и информационному входу четвертого ключа, информационные входы первого и третьего клю- Я чей объединены и являются входом весового блока, выходы второго и четвертого ключей объединены и являются выходом весового блока, а управляющий входы ключей соединены с соответствующими выходами введенного блока управления.

1107290

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь: зовано в системах управления и pery. лирования, а также в системах обработки и передачи дискретной или аналоговой информации, радио и гидролокации.

Известен нерекурсивный фильтр, содержащий линию задержки, отводы которой через соответствующие весовые блоки подключены к входам сумматора 513.

Наиболее близким по технической сущности к изобреТению является нерекурсивный фильтр, содержащий ДАЛЗ, нечетные отводы которой через соответствующие весовые блоки подключены к входам первого сумматора, а четные отводы через другие соответствующие весовые блоки — к входам второго сумматора 5 21.

Однако известным нерекурсивным фильтрам свойственна недостаточно высокая точность фильтрации.

Целью изобретения является повышение точности фильтрации.

Поставленная цель достигается тем, что в нерекурсивный фильтр, содержащий ДАЛЗ, нечетные отводы которой через соответствующие весовые блоки подключены к входам первого сумматора а четные отводы через другие соответствующие весовые блоки — к входам второго сумматора, введены n+2 (n — четное число) дополнительных Ç5 весовых блоков, при этом n/2 дополнительных весовых блоков включены между нечетными отводами ДАЛЗ и входами второго сумматора, п/2 других дополнительных блоков включены между чет- 40 ными отводами ДАЛЗ и входами первого сумматора, (n+1)-ый дополнительный весовой блок включен между выходом первого сумматора и. одним из его входов, а (п+2)-ой дополнительный весо- 4> вой блок включен между выходом второго сумматора и одним из его входов, а каждый весовой блок и каждый дополнительный весовой блок состоит из четырех ключей и коммутируемого конден-50 сатора, первая обкладка которого подключена к выходу первого ключа и информационному входу второго ключа, вторая обкладка - к выходу третьего ключа и информационному входу четвер-55 того ключа, информационные входы первого и третьего ключей объединены и являются входом весового блока, выходы второго и четвертого ключей объединены и являются выходом весового блока, а управляющие входы ключей соединены с соответствующими выходами введенного блока управления.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема нерекурсивного фильтра; на фиг. 2 — временные диаграммы работы блока управления, Нерекурсивный фильтр содержит

ДАЛЗ 1. весовые блоки 1-8. сумматоры 9 и 10, дополнительные весовые блоки 11 — 18, 19 и 20, блок 21 уп— равления, весовые блоки 1-8 содержат ключи 22-25 и коммутируемые конденсаторы 26-33, п дополнительных весовых. блоков 11 — 18 содержат ключи 34 — 37 и коммутируемые конденса" торы 38 — 45, (п+1)-ый и (n+2)-ой дополнительные блоки 19 и 20 содержат ключи 46 — 49 и коммутируемые конденсаторы 50 и 51. Блок 21 управления имеет выходы 52 — 57.

Нерекурсивный фильтр работает следующим образом.

Входной сигнал представляет собой чередующуюся последовательность отсчетов аналоговых сигналов U u LI

Входные сигнал U u U чередуются во времени таким образом, что на вход нерекурсивного фильтра поступает последовательность

0 L+),L5, (1+Т), U„(<+27), u„(<+37), L5, (+47), 5, (<+57), и, (t +67), О (t+77) и т.д., где Т вЂ” период дискретизации входного сигнала, определяемый теоремой

Котельникова.

В качестве примера ДАЛЗ 1 содержит семь запоминающих ячеек.

В общем случае ДАЛЗ 1 может содержать запоминающие ячейки с и+1 отводами, а сам нерекурсивный фильтр иметь каналов.

Рассмотрим принцип работы фильтра для момента времени 6 +7Т, т.е. для момента времени, когда сигнал, появившийся на входе в момент, пройдя ДАЛЗ 1, оКажется в момент г +77 на ее выходе. При этом на всех отводах ДАЛЗ 1 появятся напряжения, т,е. на четных отводах ДАЛЗ 1 будет последовательность напряжений

Ug(4+0) U2 (5+27), 0„(Е+47), ц(+67) . а на нечетных отводах ДАЛЗ 1 будет последовательность напряжений

О (1+Т), Ll,($+37) О, (t+5T) (5 (+77) 3 1107290

В момент времени +7Т, в соответствии с временной диаграммой (фиг.2) работы блока 21 управления, на выходе 52 будут импульсы, которые поступают на управляющие входы ключей 5

35-36 дополнительных весовых блоков

11 - 18, в результате чего ключи

35-36 откроются, В этот же момент

6+7Т существуют импульсы на выходе

56 блока 21 управления, в результате 10 чего откроются ключи 47 и 48 дополнительных весовых блоков 19 и 20, Для этого момента времени коммутируемые конденсаторы 45, 4 41 и 39 получат соответствующие заряды нечет- 15 ных отводов ДАЛЗ 1, т.е. заряды на конденсаторах 45, 43, 4 1 и 39 соответственно бя>ут

0„„5 =С„, и.(<+7T); а„, =С 3 О„(+5Т);

Э ., =С ug(4*+3T);

©с =C 0 (1+Т) .

Коммутируемые конденсаторы 38, 40, 42 и 44 дополнительных весовых блоков 11, 13, 15 и 17 получат соответствующие заряды с четных отводов

ДАЛЗ 1 и будут равны (сзк =С э U (+Т)

@см =С о uz(t+2T);

g z =С„1 Q (t+4T); 30

Qc44 =С ч ц, (1-+6Т)

Так как все четные весовые блоки

2, 4, 6, 8, 12, 14, 16 и 18 своими выходами включены на соответствующие входы сумматоров 9 и 1О, в цепях об" ратных связей которых включены соответственно дополнительные весовые блоки 19 и 20, то при открытых клю чах 47 и 48 в соответствующих весовых блоках 19 и 20 заряды на их кон- 40 денсаторах 50 и 51 равны

На выходе сумматора 10 будет сигнал, С44 С42 Ñ40 СЯ

Сф1 С51 81 J

Обозначим отношение емкостей в выражениях (2) и (3) через соответствую щие коэффициенты как

Оеар Смь Се С Я (2a) С L

С 5о бо ьо

С« ъо Сзе > (3 ) ,С Сб СЧ„С51

Тогда выражения (2) и (3), описывающие сигналы на выходе 69 и 70 фильтра в соответствии с обозначениями (2а) и (3a), примут вид

Рассмотрим следующий момент времени +8Т. Согласно временной диаграм. ме (фиг. 2) в этот момент импульсы будут на первом и третьем выходах соответственно 57 и 55 блока 21 управления, в результате чего импульсы поступают на управляющие входы ключей 22 и 25 весовых блоков 1-8 и на ключи 46 и 49 дополнительных весовых блоков 50 и 51 . В этот момент времеt ни на четных отводах ДАЛЗ будет последовательность соответствующихнапряжений

О,,(+О), Озй+2Т), Uz(++4T),0„(++6Т} а на нечетных отводах ДАЛЗ 1 будет последовательность соответствующих напряжений

U3(t+T), Ug(t+3T), U,(+5Т) Ц Н.+7Т) .

Пля этого момента времени коммутируемые конденсаторы 26, 28, 30 и

32 весовых блоков 1, 3, 5 и 7 полу" чают соответствующие заряды с четных отводов ДАЛЗ 1, т.е. заряды на коммутируемых конденсаторах 26, 28, 30 и 32 соответственно будут

2а2а =С ь 0„(Ь+О);

> za =ив u>(+2T); й- о =C о (.Ь+4Т); сзз =Сы 0,(+6Т);

Коммутируемые конденсаторы 33,. 31, 29, 27 дополнительных весовых блоков 11, 13, 15 и 17 получают соответствующие заряды с нечетных отводов

ДАЛЗ 1 съЗ =C33u, (<+7T); сЗ1 .=С31 й1 (+-+5Т) czq =Czar uр(1+ЗТ);

@ezq =Cpu (+Т) .

480= С оОьых Q С Б(3о& 77) -С 0 Й

+57) -C„<0<___noise___ 1025,О((>>)- (1>>(<<

+УГ) а,Р„(«О), (9)

Далее процесс повторяется.

Из полученных соотношений видно, что предлагаемый яерекурсивный фильтр обеспечивает многоканальную работу, причем с высоким быстродействием, присущим аналоговым схемам.

Из выражений (2), (3) и (6), (7) также видно, что основным показателем точности фильтра является отношение яоминалов емкостей, определяющих коэффициенты а а,, а, а>, а у У а, а, а, которые при воздействии различных дестабилизирующих факторов изменяют свои характеристики в одну и ту же сторону, что приводит к практической независимости коэффициентов а<> ау, а» а, а, а от влияния внешних воздействий.

1107290

2 14

Составитель Т.Афанасьева

Редактор Й Пушненкова Техред Т.Иаточка

Корректор А.Ференц

Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ В7И/42 Тираж В62

BI HHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

3 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5