Универсальное звено цифрового фильтра

Универсальное звено цифрового фильтра

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к радиотехнике . Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Универсальное звено цифрового фильтра содержит сумматоры 1-8, эл-ты задержки 9 и 10 и умножители 11, 12 и 13. Цель достигается путем обеспечения низкочастотной и высокочастотной фильтрации и амплитудной коррекции сигнала с помощью введенных сумматоров 1, 4 и 8. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 H 03 Н 17/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4264539/24-09 (22) 17,06.87 (46) 07.01.89. Бюл. Р 1 (7i) Воронежский политехнический институт (72) А.Г.Остапенко и С.И.Лавлинский (53) 62 1.396.6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1290176, кл. Н 03 Н 17/04, 1985. (54) УНИВЕРСАЛЬНОЕ ЗВЕНО ЦИФРОВОГО

ФИЛЬТРА

ÄÄSUÄÄ 1450080 д1 (57) Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей.

Универсальное звено цифрового фильтра содержит сумматоры 1-8, эл-ты задержки 9 и 10 и умножители 11, 12 и 13. Цель достигается путем обеспечения низкочастотной и высокочастотной фильтрации и амплитудной коррекции сигнала с помощью введенных сумматоров 1, 4 и 8. 2 ил.

1450080

Изобретение относится к радиотех-1 нике и может быть использовано для фильтрации сигналов, задаваемых цифровым кодом.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем обеспечения низкочастотной и высокочастотной фильтрации и амплитудной коррекции сигнала. 1Î

На фиг. 1 представлена электри-! ческая структурная схема универсаль ного звена цифрового фильтра; на

: фиг. 2 — граф универсального звена . цифрового фильтра. I5

Универсальное звено цифрового

; фильтра (фиг. 1) содержит .с первого по восьмой сумматоры 1-8, первый и второй элементы 9.и 10 задержки,пер вый, второй и третий умножители 1113, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой входы 14-19 и выход 20.

Универсальное звено цифрового фильтра работает следующим образом. 25

На низких частотах, где изменение сигнала в пределах одного или даже двух периодов квантования вес"..ма незначительно, коэффициент перед,:"чи первого и второго элементов 9 и 10 задержки можно считать приближенно равным единице. Учитывая также, что коэффициент умножения третьего умно. жителя 13 невелик, так как нормирован по частота квантования, значение сиг,нала на выходе 20 (в случае использования входа режекторного фильтра), будет в основном определяться по ветвям: шестой сумматор 1 — четвертый сумматор 6 — пятый сумматор 8; шес- 40 той сумматор 1 — первый сумматор 2второй сумматор 3 — первый элемент

9 задержки — третий сумматор 5 — второй элемент 10 задержки — четвертый сумматор 6 — пятый сумматор 8, шес- 45 той сумматор 1 — первый сумматор 2— первый умножитель 11 — седьмой сумматор 4 — третий сумматор 5 - второй элемент 10 задержки — четвертый сумматор 6 — пятый сумматор 8. Суммирование передач по этим ветвят дает общий коэффициент передачи, примерно равный единице.

В случае использования четвертого входа 17 (входа полосового фильтра) на низких частотах входные отсчеты сигнала через ветвь: восьмой сумматор

7 — третий умножитель 13 складываются с выходными отсчетами через цепь обратной отрицательной связи: восьмой сумматор 7 — третий умножитель 13 второй сумматор 3 — первый элемент

9 задержки — третий сумматор 5 — второй элемент 10 задержки — четвертый сумматор 6. Так как входные и выходные отсчеты приближенно равны друг другу, то они практически компенсируются один другим. При рассмотрении достаточно высоких частот коэффициенты передачи первого и второго элементов 9 и 10 задержки устремляются к минус единице, Сумма передач по укаэанным ветвям дает общий коэффициент, примерно равный единице, в случае режекторного фильтра и соответственно — приближенного нулю в случае полосового фильтра. На средних частотах за счет фазового сдвига в первом и втором элементах 9 и 10. задержки происходит ослабление коэффициента передачи для режекторного фпльтра и увеличение режекторного фильтра и увеличение коэффициента передачи для посолового фильтра.

Крутизна АЧХ фильтров определяется степенью компен" àöèè отсчетов на выходе пятого сумматора 8 с помощью изменения величинь.". коэффициента умножения третьего умножителя 13, ко-торый определяет полосу пропускания полосового фильтра и полосу затухания для режек;-орного Фильтра-. Резонансная частота и -...астота режекции при этом определяется частотно-зависимыми связями, обр" çîâàííûìè первым умножителем 11.

Если использовать первый и третий входы 14 и 16 (вхрды фазового и амплитудного корректоров), то как на низких, так и на высоких частотах (близких к половине частоты дискрети-. зации), отсчеты сигнала на выходе пятого сумматора 8 практически определяются амплитудами отсчетов сигнала на выходе четвертого сумматора 6, так как значение отсчетов на выходе третьего умножителя 13 (а значит, и на инвертирующем входе пятого сумматора 8) приближенно равно нулю. Таким образом, коэффициент передачи в этом случае примерно равен единице.

На средних час". îòàõ .для фазового корректора уменьшение амплитуды отсчетов на неинвертирующем входе пятого сумматора 8 полностью скомпенсировано увеличением амплитуды отсчетов на

145008 (1-А) (1-2BZ + Z ) t -2 (1-A) BZ + (1-2A) Z»

его инвертирующем входе. Следовательно, коэффициент передачи в этом случае постоянен по всем диапазоне частот и близок к единице. При этом на

5 низких и высоких частотах выходной сигнал совпадает с входным как по амплитуде, так и по фазе. На средних частотах амплитуда сигналов остается постоянной, а разность фаз становится отличной от нуля, стремясь на некоторой частоте — к 180

В случае использования первого входа 14 (входа амплитудного корректора) на средних частотах степень 15 компенсации отсчетов на входах пятого сумматора 8 (глубина кор- i рекции АЧХ) определяется, величиной коэффициениа второго умножителя t2.

Собственные частоты обоих корректоров 20 определяются значением коэффициента первого умножителя 11, Если использовать входы низкочастотного или высокочастотного фильтров, то как на низких, так и на высоких частотах 25 коэффициент передачи определяется для обоих видов фильтров суммой передачи ветвей: второй сумматор 3 — первый элемент 9 задержки — третий сумматор

5 — второй элемент 10 задержки — чет- 30 вертый сумматор 6 - пятый сумматор

8 седьмой сумматор 4 — третий сумматор 5 — второй элемент 10 задержки — четвертый сумматор 6 — пятый сумматор 8» четвертый сумматор 6— пятый сумматор 8. Отличие состоит в том, что при переходе от низкочастотного к высокочастотному фильтру инвертируется коэффициент передачи второй из перечисленных выше ветвей.Это 40 приводит к тому, что на низких частотах для НЧ фильтра и на высоких частотах для ВЧ фильтра суммарный коэф фициент передачи близок к единице,а на высоких частотах для НЧ фильтра и 45 на низких для ВЧ фильтра он близок к нулю.

При этом все изложенные операции суммирования и умножения выполняются в промежутке времени между двумя 5р соседними отсчетами входного сигнала, т.е. в период его квантования, равный времени задержки первого и . второго элементов 9 и 10 задержки.

5Р, Перадаточные функции данного фильтра по различным входам, найденные с помощью графа (фиг. 2) в Zплоскости имеют вид

4

1-А(1-К) — (1-А) 2BZ — 1-А(1+1ñ) ) Z

1-2(1-A)BZ +(1-2A)Z (1-А) (1-2Z +Z ) ) 1-2 (1-A) BZ + (1-2A) Z (,-.) (1-А) (1-2Z + К ) нч 1-2(1-А) BZ- +(1-2A) Z -

А(1: —. Z )

»»ф "- 1-2(1-А) BZ +(1-2А) -1

1-2А-2В (1-А) Z + (1+2A) Z

Hфк(2 )—

1-2(1-А)BZ +Z (1-2А) у 7

H„ (Z ), Hбч(Z

I

Н„ф(Е ), Н рф(Е ) — передаточные функции амплитудного корректора, высокочастотного, низкочастотного, полосового, режекторного фильтров, фазового корректора соответственно, В, К, А — коэффициенты умножения первого, второго и третьего умножителей 11-13. формула изобретения

Универсальное звено цифрового фильтра, содержащее последрвательно соединенные первый сумматор, второй сумматор, первый элемент задержки, третий сумматор, второй элемент saдержки, четвертый сумматор и пятый сумматор, выход которого соединен с вычитающим входом первого сумматора и является выходом универсального звена цифрового фильтра, первый умножитель, вхоц которого соединен с выходом первого сумматора, второй умножитель, вход которого является первым входом универсального звена цифрового фильтра, третий умножитель, выход которого соединен с вычитающим входом пятого сумматора и с вторым входом второго сумматора, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения низкочастотной и высокочастотной фильтрации и амптудной коррекции сигнала, введены шестой, седьмой и восьмой сумматоры, при этом первый вход шестого сумматора соединен с входом второго умножителя, 5 1450080 б второй вход шестого сумматора явля- жителя, второй сум3ирующий вход - c ется вторым входом универсального вторым Входом четвертого сумматора и звена цифро33ого фильтра, третий вход с третьим входом Второго сумматора и соединен с первым суммирующим входом является пятым входом универсальноЦ восьмого сумматора и является треть- ro звена цифрово о .фи3ьтра, вычитаюим входом универсального звена цифро- щий вход — с третьим входом четвервого фильтра, первый вычитающий ТОГО сумматора и с четверть3М ВхОдОм вход восьмого сумматора является E3TopoI o сумматора и является шестьм четвертым входом универсального зве- 10 входом универсал!. ного звена цифровона цифрового фильтра, второй вычи- "о фильтра„ а вьг од -- с вычитающим тающий вход соединен с выходом вто- входом третьего сук:атора, при этом рого умножителя, второй суммирующий суммирующий вход первого сумиатора вход — с выходом четвертого суммато- соединен с четвертым входом четверра, первый суммирующий вход седьмого 1g того суммаropa и с выходом шестого сумматора — с выходом первого умно- сумматора, 8юд ПР

СОставитсль Э. Борисов

Техред Л. Ох!ийнык Корректор Г.Реш тнкк

Редактор А.Ворович

ПОДПИСНОЕ

Заказ б974/53

Тираж 929

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР!

13035, Иосква, R-35„ Раушская яаб., д. А /5

Производственно-полиграфическое предприятие, v. ужгород, ул. Проектная,