Цифровой фильтр с двоичным квантованием сигнала

 

Изобретение относится к радиотехнике к предаазначено для (пьтращш двоичных сигналов nim малых отношениях сигнал/шум. Повьпается точность фильтрации. Аддитивная смесь xt двоичного сигнала и шума поступает иа вы- . читатель 2. Сш-налы с выходов М последовательно соединенных цепочек из сумматора 4, амплитудного квантователя 5 и одноразрядного регистра 6 поступают на весовой сумматор 3. Сформированный сигнал y(t) с его выхода поступает на другой вход вычитателя 2 и на первый сумматор 4. При наличии шума, нестабильности генератора 1 импульсов временного квантования, устанавливающего период следования импульсов с одноразрядных регистров, на выходе вычитателя 2 появляется разностный сигнал. Этот сигнал через Я усилителей 7 поступает на соответствующие сумматоры 4. Значения коэф. передачи усилителей 7 выбираются такими , чтобы обеспечить минимум ошибки фильтрации, сигнала x(t). С первого амплитудного квантователя 5 сигнал поступает на выход цифрового фильтра. Перестройка на другой сигнал осуществ-, ляется изменением значений весовых коэф. а весового сумматора 3. 1 ил , -« -. . i (Л С N9 hO jO lA U

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (Я)4 Н 03 Н 17 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬИЪЙ

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 4.;:

N a4TOpGHOMV С ДЕТВ ВС В Яа „ (21) .3770398/24-09 (22) 11.07.84 (46) 07.04.86. Бюл. В 13 (71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт ии. В.И. Ульянова (Ленина) (72) А.Д.Викторов, Э.Л.Кустова, 9.К.Пестов и А.В.Скородумов (53) 621.372.57 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1125746, кл. Н 03 Н 17/00,, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Ф 528684, кл. Н 03 Н 17/00, 1976., (54) ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР С ДВОИЧНВИ1 КВАН: ТОВАНИЕМ СИГНАЛА (57) Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для фильтрации двоичных сигналов прн малых отношениях сигнал/шуи. Повышается точность фильтрации.. Адцитивная смесь xt двоичного сигнала и шума поступает на ввгчитатель 2. Сигналы с выходов М ное„„SU„, 122 44 A ледовательно соединенных цепочек из сумматора 4, амплитудного квантователя 5 и одноразрядного регистра 6 поступают на весовой сумматор 3. Сформированный сигнал y(t) с его выхода поступает на другой вход вычитателя 2 и на первый сумматор 4. При наличии шума, нестабильности генератора импульсов временного квантования, устанавливающего период следования импульсов с одноразрядных регистров, на выходе вычитателя 2 появляется pasкостный сигнал. Этот сигнал через Я усилителей 7 поступает на соответствующие сумматоры 4. Значения коэф. передачи усилителей 7 выбираются таки- ии, чтобы обеспечить минимум ошибки фильтрации сигнала x(t). С первого амнлитудного квантователя 5 сигнал пос- ( тупает на выход цифрового фильтра.

Перестройка на другой сигнал осуществ-3 ляется изменением значений весовых коэф. а весового суьматора 3. 1 ил.

1223344 2 отсутствии шумов наблюдения /U(t)= 0 и совпадении по фазе сигнала х ())и

4 ях его оценки х (t) на выходе первого амплитудного квантователя 5 справедливы следующие выражения: (2) Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для фильтрации двоичных сигналов при малых отношени сигнал/шуи.

Цель изобретения — повышение точности фильтрации.

На чертеже приведена структурная электрическая схема цифрового Фильтра с двоичным квантованием сигнала.

Цифровой фильтр с двоичным кванто- !О ванием сигнала содержит генератор 1 импульсов временного квантования, вычитатель 2, весовой сумматор 3, выпол" ненный в виде сумматора по модулю два, N сумматоров 4, N амплитудных кван- 15 тователей 5 на два уровня, 1)1 одноразрядных регистров 6 и И усилителей 7.-"

Устройство работает следующим образом.

На второй вход вычитателя 2,посту- 20 пает аддитивная смесь r(t) x(t)+

+ U(t) двоичного сигнала x(t) и myма U(t) . Двоичный сигнал x{t) можно представить в виде

2S

x(t) а, x(t — at) + а х(С - 2 a t) Я

Я... +а„х (t-Nat), (1) где N — порядок полкноиа (1), определяющий максимальное число символов 30 в периоде сигнала x(t)1 а, а, ... ая — коэффициенты, определяющие структуру сигнала и равно О или 1;

8- знак сложения,по модулю 2 ; gtдлительность сиивола.. 35

В генераторе 1 устанавливается необходимый период следования импульсов, а в весовом сумматоре 3необходимые значения весовых коэффициентов, равные а», а, ° .. aq(На первом входе вычитателя 2 последовательно соединенными Ы сумматорами 4, Я амплитудными квантователями 5, N одноразрядными регистратора- ) ми 6, и весовым еумиатором 3 формкру-1 5 ется сигнал

y (t) а „х, (t-() (+3 а Й» (t - (,) ®

О+ ° ° . +а„х (t- ) я н

S0 где x (t), х < (t) . х я (t) - квантованные на два уровня сигналы на выходах амплитудных =:квантователей 5; — период следования импульсов генератора 1. SS

При стабильных параметрах сигнала х (t)a генератора 1 импульсов временного квантования(/а gt / х, (t) y(t) х (t) -х (t - at) l л хя (t) х„», (t ht) х, {t—

-"(и — 1) 4"Е)

° ° ° (t) a,x, {t — at) О+ а.х (t — 2at)®

+ à x„(t — N at) x(t) Сигнал на выходе вычитателя 2 тождественно равен нул)(а и оценка х,(t) на выходе фильтра тождественно равна сигналу x(t).

Из-за нестабильностей генератора сигнала х (t), йлюктуаций в канале связи и нестабильностей генератора l импульсов временного квантования возникают флюктуации значений С относительно значений 6 t. Вследствие этих флюктуаций, а также вследствие наличия шумов наблюдения и рассогласовал ния сигналов x(t) и x;(t) по фазе равенства (2)нарушаются и на выходе вычитателя 2 появляется ненулевой раансстннй сигнал {r(t (— y(t)) .

Этот сигнал через усилители 7 и сумматоры 4 подается в цепь формирования сигнала y(t) для подстройки его под сигнал x(t). Сигналы x< (t), x<(t)...

xg(t) на выходах амплитудных квактователей 5 имеют вид х (t) - у(Е)+К (r(t)-y(t)$, х (t) х,(t -»)+ х (г(с) - y(t)1 а

x„(t) х„; (t -О + ха {г(с) у(с)) где К,, K ... К» — коэффициенты передачи уснлйтелей 7. Значения коэффициентов К, K ... К вь1бираются в зависимости от отношения сигнал/шум на входе устройства и от величины флюктацнй, параметров сигнала такии а образом, чтобы обеспечить минимум сигнала х (t). Амплитудные квантователи 5 служат для квантования сигналов х (t), ....хя(й) ка два уровня для их обработки цифровьаан устройствами. Выход первого амплитудного квантователя 5 является выходом фильтра, А а дВОичный сигнал x < (t) — ОценкОЙ сигнала x(t).

Таким образом, в устройстве Производится генерация сигнала y(t) н подстройка его под фильтруемый сигнал

x(t). Это позволяет отфильтровать шумы наблюдения и повысить достоверность информации на выходе устройства при нестабильностях параметров сигналов.

Перестройка на другой сигнал осуществляется изменением значений весовых коэффициентов весового сумматора

3 в соответствии со значениями коэффициентов а,, а ..., а формулы (1). О цифровОй фильтр с двоичным квантованием сигнала, содержащий весовой сумматор, N одноразрядных регистров, амплитудный квантователь на два уровня, выход которого соединен с входом первого одноразрядного регистра, и генератор импульсов временного квантования, выход которого соединен с управляющими входами И одноразрядных регистров, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности фильтрации, в него дополнитель- 25 ио введены N — 3 амплитудных кванСоставитель С.Муэычук

Редактор А. Сабо Техред О.Сопко Корректор N, Демчик

Заказ -1722/57 Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

3 1223344 4 тователя на два уровня, N сумматоров, N усилителей и вычитатель, причем весовой сумматор выполнен в виде сумматора по модулю 2, каждый иэ Н входов которого соединен с выходом соответствующего одноразрядного регистра, а выход — с первым входом первого сумматора и первым входом вычитателя, второй вход которого является входом устройства, а к выходу параллельно подключены входы N усилителей, выход

Ф о р м у л а и з î 5 р е т е н и я каждого из которых соединен с вторым входом соответствующего сумматора, выход- которого соединен с входом соответствующего амплитудного квантователя на два уровня, выход каждого из N - -1 амплитудных квантователей на два уровня соединен с входом соответствующего одноразрядного регистра, выход первых N — 1 одноразрядных регистров соединен с первым входом соответствующего сумматора, а выход первого амплитудного квантователя на два уровня является выходом цифрового фильтра с двоичньак квантованием сигнала.