Цифровой фильтр

Цифровой фильтр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР, содержащий канал фильтрации, состоящий из последовательно соединенных первого блока элементов И, первьй Ьход которого является первым входом канала фильтрации, блока элементов ИЛИ, сумматоравычитателя 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, первьй 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, о т л ичающийся тем, что,.с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения обработки широкополосных сигналов, введены N-1 каналов фильтрации,идентичных первому, в каждый из которых введен : элемент задержки, вход которого объединен со вторым входом второго блока элементов И и является четвертым входом канала фильтрации, а вьшод 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 являютсявходом цифрового фильтра, выход блока элементов задержки подключен к первому входу IJ -го канала фильтрации (где j 1,2...,N), выход блока элементов НЕ - к второму входу J -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 инверснойу выходу триггера режима, третий вход объедииен с третьим входом регистра опроса и первым входом триггера режима и 0 является входом тактирующего сигнала , четвертый вход является входом сл сигнала импульсной характеристики, 00 j -и вьпсод соединен с третьим вхосл дом J -го канала фильтрации, четвертый вход которого подключен к j -му выходу регистра опроса, четвертый вход которого является входом кода опроса, а второй вход триггера режима является входом сигнала установки режима.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИХ

З(51) Н 03 Н 19/00 — -1 ЪСМ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3572206/ 18-09 (22) 04.04.83 (46) 30.09..84. Бюл. ¹ 36 (72) Г.А. Поляков, П.А. Брандис, В.Е. Козлов и В.Б. Жмыхов (53) 621. 396. 6 (088 ° 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 942247, кл. Н 03 Н 17/06, 1982.

2. Заявка Великобритании ¹ 1471832 кл. Н 03 Н 11/00, 1977 (прототип). (54) (57) 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 объеди. нен со вторым входом первого блока элементов И и с третьим входом сумматора-вычитателя и является третьим входом канала фильтрации, а также блок элементов НЕ, о т л ич- а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения обработки широкополосных сигналов, введены

Й-1 каналов фильтрации, идентичных первому, в каждый из которых введен;

„„SU„„1116535 А элемент задержки, вход котороro 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 1 -го канала фильтрации (rpe) = — 1,2...,И), выход блока элементов НŠ— 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 характеристики

Г

J --й "выход соединен с третьим входом g -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 установжм режима.

1 11

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к радиолокационным устройствам цифровой Фильтрации сигналов, и может быть использовано для выделения сигналов из помех, а также для корреляционной обработки сигнялое.

Известен цифровой фильтр, содержащий последовательно соединенные коммутатор, регистр сдвига, выход которого соединен с входами накапливающих сумматоров, умножитель, первый и второй входы и выход которо. го соединены с выходами первого накапливающего сумматора и блока памяти коэффициентов и с входом второго накапливающего сумматора, и блок синхронизации, выходы которого соединены с входами синхронизации коммутатора и регистра сдвига (1).

Недостатком цифрового фильтра является невозможность обработки в реальном масштабе времени сигналов с высокой частотой дискретизации, обусловленная наличием Й тактов обработки при каждом поступлении отсчета входного сигнала.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является 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 вгорым входом первого блока -элементов И и с треть- им входом сумматора- вычитателя и является третьим входом канала фильтрации, а также блок элементов HE L2), Недостатком 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

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

g-го канала фильтрации (где J = 1, 2,...,8), 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 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 J -ro канала фильтрации, четвертый вход которого подключен к j -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 импульсной 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 HE 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 N триггерах, например D -триггерах.

Цифровой фильтр работает следующим образом.

При подаче на вход 15 установки режима потенциала, соответствующего логической единице, триггер 13 режима устанавливается в единичI ное 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 тактирующе.го 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

5

25 ных. После записи информации н регистры 11 и !2 снимается 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 11 и 12 с входа 14. Поступающая на вход цифрового фильтра m-разрядная дискрета входного сигнала проходит через блок 9 элементов задержки и через блок 10 элементов НЕ на входь1 каждого канала фильтрации 8- . Каж. дый из каналов фильтрации 8- 1 обеспечивает накопление информации в сумматоре-вычитателе 4 и регистре 5 в соответствии со значениями и взаимным временным положением сигна-ла импульсной характеристики фильтра.

В зависимости от значения весового коэффициента (0 или 1) для данного канала фильтрации 8- 1 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 (N-ro) весового коэффиииента импульсной характеристики в яанал фильтрацни

8- на А -м выходе регистра 12 опроса появляется единичный потенциал, содержимое регистра 5 канала фильтрации 8- 1 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- j снова приходит первый весовой коэффициент с регистра 11 импульсной характерис1116535 тики и начинается новый цикл работы этого 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 ха рактеристики, обеспечивающего совпадение первых дискрет импульсной характеристики и полезного сигнала при его поступлении на вход фильтра в 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

1О характеристики съем выборок отфильтрованного сигнала.

1116535

Составитель Т. Афанасьева

Техред И.Тепер Корректор В. Бутяга

Редактор Н. Киштулинец

Заказ 6945/44

Тираж 861 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4)5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4