Рекурсивный цифровой фильтр

Рекурсивный цифровой фильтр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

РЕКУРСИВНЫЙ ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР, содержащий последовательно соединенные первый сумматор, первую линию задержки, третий сумматор, а также четвертый сумматор, выход которого соединен с входом первого умножителя , пятый сумматор, второй, третий , и четвертый умножители, о тличающиися тем, что, с целью упрощения регулировки полосы режекции при постоянной полосе непрозрачности , выход третьего сумматора подключен к входу второго умножителя , выход которого соединен с входами третьего и четвертого умножителей и с объединенными первыми входами первого и четвертого сумматоров , вторые входы которых объединены и являются входом рекурсивного цифрового фильтра, выход пятого сумматора , вькоды первого и четвертого умножителей йодкяючены к второму, третьему и четвертому входам вого сумматора соответственно, при сл этом вход четвертого умножителя подс ключен к выходу второго умножителя, а второй вход третьего сумматора подключен-к входу рекурсивного цифро§ вого фильтра.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (Sl)4 Н 03 Н 17/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3592927/24-09 (22) 18.05.83 (46) 23.07.85. Бюл. № 27 (72) А.Г. Остапенко, А.Б. Сушков, А.В. Чуркин и В.Ф. Калиниченко (53) 621.396.6(088.8) (56) Темеш Т. и др. Современная теория фильтров. М., "Мир", 1977, с. 546, ф. 12.28.

Авторское свидетельство СССР

¹ 959266, кл. Н 03 Н 17/04, 1980 (прототип). (54) (57) РЕКУРСИВНЫЙ ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР, содержащий последовательно соединенные первый сумматор, первую линию задержки, третий сумматор, а также четвертый сумматор, выход которого соединен с входом первого умножителя, пятый сумматор, второй, третий, и четвертый умножители, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения регулировки полосы режекции при постоянной полосе непрозрачности, выход третьего сумматора подключен к входу второго умножителя, выход которого соединен с входами третьего и четвертого умножителей и с объединенными первыми входами первого и четвертого сумматоров, вторые входы которых объединены и являются входом рекурсивного цифрового фильтра, выход пятого сумматора, выходы первого и четвертого умножителей подключены к второму, третьему и четвертому входам первого сумматора соответственно, при этом вход четвертого умножителя подключен к выходу второго умножителя, а второй вход третьего сумматора подключен к входу рекурсивного цифро- 3 вого фильтра.

1 1169

Изобретение относится к радиотех нике и может использоваться в технике связи, автоматике, измерительной технике.

Цель изобретения — упрощение регулировки частоты режекции при постоянной полосе непрозрачности.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема рекурсивного цифрового фильтра, на фиг. 2 — граф 1О рекурсивного цифрового фильтра.

Рекурсивный цифровой фильтр содержит первый 1, второй 2, третий 3, четвертый 4 и пятый 5 сумматоры, пер вую 6 и вторую 7 линикзадержки,пер-, 15 вый 8, второй 9, третий 10, четвертый 11 умножители, Рекурсивный цифровой фильтр работает следующим образом.

Входной сигнал подается на соот ветствующие входы первого, третьего, четвертого и пятого сумматоров 1, 3,4 и 5.

На низких частотах, де изменения

25 сигнала как на выходе, так и на входе рекурсивного цифрового фильтра в пределах одного и даже двух периодов квантования весьма незначительно, коэффициент передачи звеньев линий 6 и

7 задержки можно считать примерно рав- Зо ным единице. С учетом, того, что коэффициенты умножения 8 и 9 весьма невелики, так как нормированы по частоте квантования, значение сигнала в основном определяется по ветвям: сумма-35 тор 3 — умножитель 10 — умножитель

11; сумматор 5 — сумматор 2 — линия 7 задержки — сумматор 3 — умножитель

10 — умножитель 11; сумматор 1 — линия 6 задержки — сумматор 2 †лин 7.за-40 держки — сумматор 3 — умножитель 10— умножитель 11 (фиг. 1) .

Ф

Элементарное суммирование передач по этим ветвям дает общий коэффициент передачи, примерно равный коэф-<5 фициенту умножиаеля 11.

При рассмотрении достаточно высоких частот сигнала коэффициенты передачи звеньев линий 6 и 7 задержки устремляются к -1.По аналогии с предыдущим сумма передач по вьппеуказанным ветвям дает общий коэффициент передачи, также примерно равный коэффициенту умножителя 11. На средних частотах за счет фазового сдвига в 55 линиях 6 и 7 задержки происходит его ослабление. Крутизна АЧХ рекурсивного цифрового фильтра определяется глу1 В,р р2= Ььвок

P1 = h(-1) 2Ва Z

P =hB0Z

1 1

I

F 1-Z-

"2 1 Z

Р= — - — — =z

Р г (1=Z-<)

Преобразуем H(Z ) 1.(Ь-2)Z . Z

11а(Ъ-а-2)7, 2- (1-Z- ) + Х" b

<<- ) +а(1 - )+Z- Ъ

148 2 биной отрицательной обратной связи, образованной умножителем 9, коэффициент передачи которого в этом случае определяет полосу непрозначности филь- тра. Частота режекции рекурсивного цифрового фильтра определяется частотно-зависимыми обратными связями рекурсивного цифрового фильтра, образованными умножителем 8. Уровень сигнала в полосах прозрачности определяется коэффициентом умножителя 11.

Все операции суммирования и умножения выполняются в рекурсивном цифровом фильтре в промежуток времени между двумя соседними значениями сигнала, т.е, в период его квантования, равный времени задержки линий 6 и 7 задержки.

Работу предлагаемого рекурсивного цифрового фильтра можно пояснить с помощью его графа, изображенного на фиг. 2. Исходя из этого графа по формуле Мезона передаточная функция фильтра в Z-плоскости равна.

Т=- — — — -1

0 (1)

1 —. . 1

1 .

-1 где Т < = Ъ(-1) Boz

L,==аВ Z

L, 2В,Z

L< = В.(-1)Е

Во 1+а а, Ъ и h — нормированные по частоте коэффициенты умножителей 8,9 и 11. Преобра-.. зуя выражение (1), имеем

-1 1+(Ь-2) Z +Z

Н(Н) =й-= в- - (2)

Для того, чтобы оценить частотные свойства рекурсивного цифрового фильтра, полученное выражение (2) следует трансформировать в р-плоскость.

Осуществим это, использовав точное

Я-преобразование

1169148 4 и коэффициент передачи в полосах прозрачности -1

1 Ь (12

11о 1. Ъ

1-z-1 (i -, <)а (5) ДО=а

/Х.

Фиг.2

Составитель А. Осипович

Техред А. Бабинец Корректор, О. Тигор

Редактор А. Сабо

Заказ 4627 53 Тираж 872

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий "

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", г . Ужгород, ул. Проектная, 4 и в результате получим

1+Ьр p" Ü ® т<, . :Ь ., + P +>P Р" Га.Ъ

Из выражения (3) можно найти частоту режекции

01о = 1Ъ1, (4) полосу прозрачностй

k=h, (6)

По передаточной режекторной цифровой функции от (Z i) можно составить разностное уравнение у(н)- хЯ (Ь -2) к(п-. 1)+ х t. и--2 — о -(4-а-21у(о-i)-1(m-2Я

Выражения (4-7) очевидно свидетельствуют, что параметром И можно уп15 равлять коэффициентом Ъ не изменяя

У при этом параметры ДИ и k.