Цифровой фильтр

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для фильтрации процессов, представленных цифровым кодом. Цель изобретения - повышение точности фильтрации при одновременном упрощении перестройки центральной частоты при сохранении полосы пропускания цифрового фильтра (ЦФ). ЦФ содержит три сумматора 1,2,6, два элемента задержки 10,9, три умножителя 13, 14, 17. Для достижения цели введены пять сумматоров 4, 3, 8, 7, 5, два элемента задержки 12, 11 и два умножителя 15, 16. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4329003/24-09 (22) 17.11.87 (46) 07.05.89. Ьюл. № 17 (71) Воронежский политехнический институт (72) А.Г.Остапенко, С.И.Лавлинский, А.Б.Сушков и А.Н.Сбродов (53) 621.372.544(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 11222244998800, кл. Н 03 И 1?/04, 1986. (54) ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР (57) Изобретение относится к радио„.8}}„„}478ДЯ} А1 (51)4 Н 03 Н 17/04 технике и м. б. использовано для фильтрации процессов, представленных цифровым кодом. Цель изобретения — повышение точности фильтрации при одновременном упрощении перестройки центральной частоты при сохранении полосы пропускания цифрового фильтра (ЦФ).

ЦФ содержит три сумматора 1, 2 и 6, . два элемента задержки 10 и 9, три умножителя 13, 14 и 17. Для достижения цели введены пять сумматоров 4; 3, 8, 7, 5, два элемента задержки 12, 11 и два умножителя 15, 16. 2 ил.

В результате на средних частотах происходит усиление коэффициента передачи фильтра, а на некоторой частоте, которая определяется значением коэффициента Ы, он принимает значение, равное единице. Крутизна

АЧХ фильтра определяется степенью компенсации отсчетов на выходе второго сумматора 2 за счет изменения величин коэффициентов умножения первого 13, четвертого 15 и пятого 16 умножителей, которые определяют полосу пропускания. После прохождения отсчетов сигнала через второй сумматор 2 происходит их взвешивание в пятом умножителе 16. Таким образом, выход пятого умножителя 16 является выходом полосового эллиптического цифрового фильтра.

1 147830

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для фильтрации процессов, представленных цифровым кодом.

Цель изобретения — повышение точности фильтрации при одновременном упрощении перестройки центральной частоты при сохранении полосы пропускания цифрового фильтра, На фиг. 1 представлена электричес- 10 кая структурная схема цифрового фильтра; на фиг. 2 — схема графа фильтра.

Цифровой фильтр (фиг. 1) содержит первый, второй, пятый, четвертый, восьмой, третий, седьмой и шестой 15 сумматоры 1,2,3,4,5,6,7 и 8, второй, первый, четвертый и третий элементы

9, 10, 11 и 12 задержки, первый, второй, четвертый, пятый и третий умножители 13, 14, 15, 16 и 17, вход 18 20 и выход 19.

Цифровой фильтр работает следующим образом.

На низких частотах, где изменение сигналов в пределах нескольких перио- дов квантования незначительно, коэффициенты передачи первого, второго, третьего, четвертого элементов 10, 9, 12 и 11 задержки можно приближенно считать равными единице. Значение 30 сигнала на выходе второго сумматора 2 будет в основном определяться суммой коэффициентов передач по следующим ветвям: вход 18 — BTQDQA cvMMBTop 2; первый умножитель 13 — второй сумматор 2; восьмой сумматор 5 — пятый сумматор 3 — первый элемент 10 задержки — второй элемент 9 задержки— второй сумматор 2; восьмой сумматор

5 — пятый сумматор 3 — первый элемент 0

10 задержки — второй умножитель 14— первый сумматор 1 — второй сумматор 2; третий сумматор 6 — третий умножитель

17 — седьмой сумматор 7 — четвертый элемент 11 задержки — восьмой сумматор 5 — пятый сумматор 3 — первык элемент 10 задержки — второй элемент

9 задержки — второй сумматор 2, третий сумматор 6 — третий умножитель

17 — седьмой сумматор 7 — четвертый элемент задержки 11 — восьмой сумматор 5 — пятый сумматор 3 — первый элемент 10 задержки — второй умножитель 14 — первый сумматор 1 — второй сумматор 2. Учитывая, что значение коэффициента умножения первого умножителя 13 F невелико, так как оно нормировано по частоте квантования, а также, что значение коэффициента умножения второго и третьего умножителей 14 и 17 d всегда меньше единицы, просуммировав коэффициенты передач по указанным ветвям, получим суммарный коэффициент передачи примерно равный нулю. На высоких частотах (близких к половине частоты квантования) коэффициенты передачи второго, первого, четвертого и третьего элементов 9, 10, 11, 12 задержки устремляются к минус единице. Суммирование коэффициентов передач по перечисленным ветвям и в этом случае дает общий коэффициент, значение которого примерно равно нулю. На средних частотах за счет фазового сдвига в первом, втором, третьем и четвертом элементах 10, 9, 12, 11 задержки изменяется глубина частотно-зависимых обратных связей, образованных ветвями: четвертый умножитель 15 — четвертый сумматор 4 — пятый сумматор 3 — первый элемент 10 задержки - ... второй сумматор 2; четвертый умножитель 15 шестой сумматор 8 — третий элемент 12 задержки — седьмой сумматор 7 — четвертый элемент задержки 11 — восьмой сумматор 5 — пятый сумматор 3 - первый элемент 10 задержки — ... второй сумматор 2; пятый умножитель 16— четвертый сумматор 4 — пятый сумматор 3 — первый элемент 10 задержки— второй сумматор 2, пятый умножитель 16 — третий сумматор 6 — третий умножитель 17 — седьмой сумматор 7 четвертый элемент 11 задержки — восьмой сумматор 5 — пятый сумматор 3 первый элемент 10 задержки — ... второй сумматор 2. з 1478300

Все описанные операции суммирова- го и четвертого элементов 10,9,12,!1 ния и умножения выполняются в проме- задержки. жутке времени между двумя соседними Передаточная функция эллиптическоотсчетами входного сигнала, т.е. в ro полосового цифрового фильтра период его квантования, равный време- h „ (Е ), найденная с помощью графа ни задержки первого, второго, третье- (фиг. 2), имеет вид

A+F 4d Al +2(2o(A+A F)Z -4o(AZ +(A+F) Z

"4() 1-2а (2А+В) Z +2(2 2 A+2A+8-1) Z-ã -2 (2A-В) Z ý +(1-2B) Z где F, A,  — коэффициенты умножения соответственно первого, пятого и четвертого умножителей 13, 16 и 15. 15

При этом центральная частота цифрового фильтра определяется лишь величиной с(, так как

ы, =-arccosal.

О т 20 где Т вЂ” период квантования входного сигнала.

Формула изобретения

Цифровой фильтр, содержащий после- 25 довательно соединенные первый умножитель, вход которого является входом цифрового фильтра, первый сумматор и второй сумматор, последовательно соединенные первый элемент задержки 30 и второй умножитель, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, второй элемент задержки, вход которого соединен с выходом первого элемента задержки, последовательно соединенные третий сумматор и третий умножитель, отличающийся тем, что, с целью повышения точности фильтрации при одновременном упрощении перестройки центральной частоты и сохранении полосы пропускания цифрового фильтра, введены последовательно соединенные четвертый умножитель, вход которого соединен с выходом второго сумматора, четверый сумматор и пятый сумматор, выход которого соеди нен с входом первого элемента задержки, пятый умножитель, вход которого соединен с выходом второго сумматора, а выход соединен с вычитающим входом третьего сумматора, с вторым и третьим входами четвертого сумматора и является выходом цифрового фильтра, последовательно соединенные шестой сумматор, первый вычитающий вход которого соединен с выходом четвертого умножителя, второй вычитающий вход и первый и второй вычитающие входы второго сумматора и соединены с выходом второго элемента задержки, а первьФ и второй суммирующие входы шестого сумматора соединены с выходом пятого сумматора, третий элемент задержки, седьмой сумматор, второй вход которого соединен с выходом третьего умножителя, четвертый элемент задержки и восьмой сумматор, первый и второй вычитающие входы соединены с вторым суммирующим входом второго сумматора, с суммирующим входом третьего сумматора н с входом первого умножителя, а выход соединен с вторым входом пятого сумматора.

l478300

Составитель Э.Борисов

Редактор А.Мотыль Техред А.Кравчук Корректор О.Кравцова

Заказ 2371/53 Тираж 885

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101