Цифровой фильтр

 

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