Цифровой фильтр

Цифровой фильтр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Соввтеииа

Социвпиетичвеина

Ресиубпин

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<; 926761 (6i ) Дополнительное к авт. свид-ву (51)M. Кл. (22)Заявлено 21.04.80 (21) 2917117/18-0Э с присоелинением заявки М

Н 03 Н, 17/00 аваудафстааллъй камктат

СССР вв делам лзабретвннй и атлумтий (23) ПриоритетОпубликовано 07. 05.82. Бюллетень М 17 (53) УДК 621 ° 372 ° .542.3(088.8) Дата опубликования описания 09.05.82 (72) Авторы изобретения

В. А. Исаев, П. В. Шарапов и А. В. По (7I) Заявитель

Новгородский политехнический инст (54) ЦИфраВой фИЛЬтр!

Изобретение относится к фильтрам и может быть использовано в автоматически управляемых частотно- избиратель ных системах, работающих по непрерывным сигналам.

Известен цифровой фильтр, содержащий генератор импульсов, ключи, каж" дый из которых состоит из триггера и элемента И, счетчика и детектора нулей, вход которого соединен с входной шиной, а выход - с первым управ-. ляющим входом первого ключа и с установочным входом счетчика, выход генератора импульсов соединен с информационными входами nepaoro и второго ключей, к выходу которого подключены последовательно второй счетчик, третий ключ и третий счетчик, при. этом выход первого ключа соединен с входом первого счетчика и с первым упрарляющим входом третьего ключа, выход второго счетчика - с первым управляющим входом второго ключа, а выход первого счетчика — с установочным входом второго счетчика и с вторыми управляющими входами трех ключей (11 °

Известный цифровой фильтр, удовлетворяя высоким требованиям по стабильности границ полосы пропускания, затуханию вне полосы и прямоугольности частотной характеристики, имеет низкую помехоустойчивость по отношению к помехам типа белого шума, обуслов-, ленную разбросом момента срабатывания детектора нулей, ограниченное быстродействие, связанное с необходимостью установки в нуль, и занесение кодов в счетчики с детектора нулей.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости и быстродействия фильтра.

Указанная цель достигается тем, что в цифровом фильтре, содержащем детектор нулей, вход которого подключен к входной шине, последовательно соединенные перестраиваемый генератор, первый элемент И, другой вход которого подключен к прямому выходу

92676

На чертеже представлена структур" ная электрическая схема цифрового фильтра.

Цифровой фильтр содержит перестраиваемый генератор 1, делители 2 и 3 частоты, элементы И 4-6, R -òðèããåðû

7-9, блок 10 уменьшения флюктуаций фазы, формирователь 11 импульсов, счетчик 12 импульсов и детектор 13 о нулей. Выходом фильтра является выход счетчика 12.

Блок 10 состоит из цифрового фазовращателя (ЦФВ) 14, делителя 15 час" тоты, формирователя 16 импульсов и RS-триггера 17.

Устройство работает следующим образом.

3 первого триггера, второй триггер, второй элемент И и счетчик импульсов, а также третий триг.rep, третий эле— мент И и делители частоты, между выходом детектора нулей и инверсным входом первого триггера включен блок уменьшения флюктуаций фазы, тактовый вход которого, подключен к выходу перестраиваемого генератора, а между инверсным выходом третьего триггера и другим входом второго элемента И включен формирователь импульсов, вы ход которого соединен с другим входом блока уменьшения Флюктуаций фазы, причем к выходу перестраиваемого генератора подключены входы делителей частоты, установочный вход первого из которых соединен с выходом первого элемента И, а выход - с первым входом третьего элемента И, второй вход которого подключен к прямому выходу второго триггера, а выход - к прямым входам первого и второго триггеров, к инверсному входу третьего триггера и к установочному входу вто- рого делителя частоты, выход которого соединен с прямым входом третьего триггера.

Блок уменьшения флюктуаций фазы содержит последовательно включенные цифровой Фазовращатель, делитель частоты и формирователь импульсов, а также триггер, выход которого соединен с управляющим входом цифрового фазовращателя, прямой вход объединен

35 с импульсным входом цифрового фазо" вращателя и является одим из входов блока уменьшения флюктуации фазы, инверсный вход является другим входом, а выход формирователя импульсов является выходом указанного блока.

1 4

Входной сигнал, представляющий собой смесь гармонического или квазигармонического колебания с шумом, через детектор 13 нулей, вырабатывающий короткие импульсы по переходам входного сигнала через нулевой уровень, имеющим положительную производную, поступает на импульсный вход цифрового Фазовращателя 14 и на к-вход

"ь-триггера 17. На тактовый вход

ЦФВ 14 поступают импульсы с выхода перестраиваемого генератора 1, а на управляющий вход - сигналы с инверсного выхода триггера 17. По сигналу от перестраиваемого генератора 1

ЦФВ 14 вырабатывается ряд сдвинутых последовательностей, частота которых кратна частоте перестраиваемого гене. ратора 1.

В зависимости от знака на управляющем входе ЦФВ 14 на выходе триггера

17 и момента прихода входного импульса с детектора 13 нулей на выходе

ЦФВ 14 появляется одна из этих последовательностей. Поскольку частота импульсов на выходе ЦФВ 14 больше частоты входного сигнала, выходная последовательность ЦФВ 14 делится в делителе 15 частоты в определенное число раз. Сигнал с выхода делителя 15 час" тоты поступает на формирователь 16 импульсов, формирукнций импульсы малой длительности по переднему фронту им" пульсов с делителя 15 частоты. Отклонение сигнала от реального за счет шумов уменьшено по крайней мере на дискрет, равный периоду частоты перестраиваемого генератора 1.

Если частота входного сигнала больше частоты фильтра (шумы на входе отсутствуют), сигнал на выходе формирователя 16 импульсов будет повторять сигнал на выходе детектора 13 нулей. Сигнал с выхода формирователя 16 импуль сов поступает на 5-вход Ю-триггера 7 на R-вход которого поступает сигнал с выхода элемента И 6. Входной сигнал, поступая на S-вход RS-триггера 7, устанавливается прямой выход его в состояние "!" (высокий потенциал). Этот потенциал поступает на первый вход элемента И 4, на другой вход которого поступает сигнал с выхода перестраиваемого генератора 1.

Таким образом, происходит привязка входного сигнала к импульсам перестраиваемого генератора 1. Импульсы с выхода элемента И 4 поступают на

$-вход HS-триггера 8, формирующего

Формула изобретения

Цифровой фильтр, содержащий детектор нулей, вход которого подклю" чен к входной шине, последовательно соединенные перестраиваемый генератор, первый элемент И, другой вход которого подключен к прямому выходу первого триггера, второй триггер, второй элемент И и счетчик импульсов, а также третий триггер, третий элемент И и делители частоты, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и быст" родействия, между выходом детектора нулей и инверсным входом первого триг" гера включен блок уменьшения флюктуаций фазы, тактовый вход которого под ключен к выходу перестраиваемого генератора, а между инверсным выходом третьего триггера и другим входом второго элемента И включен формирователь импульсов, выход которого соединен с другим входом блока уменьшения флюктуаций фазы, причем к выходу пе" рестраиваемого генератора подключе" ны входы делителей частоты, установочный вход первого из которых соединен с выходом первого элемента И, а выход - с первым входом третьего элемента И, второй вход которого подключен к прямому выходу второго триггера, а выход - к прямым входам первого и второго триггеров, к инверсному входу третьего триггера и к установочноэ

9267 совместно с элементом И b импульс, длительность которого определяет ширину полосы пропускания фильтра. Соотношение коэффициентов деления делителей 2 и 3 частоты определяет добротность данного фильтра. Поступающие на 8-вход RS-триггера 7 импульсы устанавливают его прямой выход в состояние "1", которое, поступая на первый вход элемента И 4, разрешает импульсам с выхода делителя 2 частоты пройти через второй вход элемента И 6 на R-вход BS-триггера 8. При этом на выходе триггера 8 образуется импульс, длительность которого соответствует промежутку времени между приходом входного импульса и импульса с делителя 2 частоты. Установка делителя 2 частоты в начальное состояние необходима для того, чтобы привязать начало работы его к тому же импульсу ,перестраиваемого генератора 1, к ко :торому привязан и импульс с выхода детектора 13 нулей. Сформированные импульсы с выхода RS-триггера 8 поступают на вход элемента И 5.

Импульс, соответствующий периоду выделяемой с помощью цифрового фильтра частоты, формируется с помощью

RS-триггера 9. Импульс с выхода элемента И 6 поступает íà S-вход BS-триггера 9, а также на вход установки в нуль делителя 3 частоты, коэффициент деления которого в N раз больше, чем у делителя 2 частоты. Поступающий импульс устанавливает делитель 3 часToTbl в начальное состояние, привязывая тем самым начало работы этого делителя к тому же самому импульсу перестраиваемого генератора 1, к которому привязаны и входные импульсы.

Этот же импульс, поступая на S-вход

RS-триггера 9, устанавливает его инверсный выход в состояние "О",а поступающий затем с выхода делителя 3 частоты на R-вход RS-триггера 9 им-; пульс устанавливает его в начальное состояние.

Таким образом, на инверсном выходе

BS-триггера 9 образуется импульс, равный по длительности периоду выделяемой частоты. Импульс с выхода BSтриггера 9 поступает на вход формирователя 11 импульсов, который по заднему фронту входного импульса формирует

55 импульс малой длительности, поступающий на второй вход элемента И 5 и на

S-вход BS-триггера 17. Если этот импульс попадает в "окно", образован

61

6 йое импульсом с выхода RS-триггера

8, то он поступает на вход счетчика

12. После поступления на вход счетчи ка 12 некоторого. числа импульсов, определяемого начальным состоянием счетчика 12, íà его выходе образует" ся импульс, информирующий о наличии на выходе цифрового фильтра сигнала нужной частоты. Необходимо отметить, что предлагаемый цифровой фильтр может использоваться для фильтрации только непрерывных сигналов.

Предлагаемое решение цифрового фильтра позволяет увеличить помехоустойчивость фильтра, так как изменение фазы входного сигнала из-за помех уменьшено до величины, равной периоду частоты тактового генератора, и увеличить быстродействие фильтра, так как отсутствует операция занесения кодов частоты настройки и полосы пропускания.

7 926761 8 ! му входу второго делителя частоты, дом цифрового фазовращатепя и являетвыход которого соединен с прямым sxo- ся одним из входов блока уменьшения дом третьего триггера. Флюктуации фазы, инверсный вход яв2. Фильтр по и. 1, о т л и ч а ю- ляется другим входом, а выход Форми. шийся тем, что блок уменьшения s рователя импульсов является выходом флюктуаций фазы содержит последова- указанного блока. тельно включенные цифровой Фазовра- Источники информации, щатель, делитель частоты и формирова- принятые во внимание при экспертизе тель импульсов, а также триггер, вы- Лихарев В. А. Цифровые методы ход которого соединен с управляющим в и устройства в радиолокации. М., входом цифрового фазовращателя, пря" "Советское радио", 1973, с. 335-337, мой вход объединен с импульсным вхо- - рис. 4.8,б (прототип).

Корректор И, ФеРенц

Подписное

Составитель Т. Афанасьева

Редактор С. Крупенина Техред.С. Иигунова

Заказ 2998/ 7 ТиРаж 95

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Иосква Ж-35 Ра шская наб. д, 4/5

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