Перестраиваемый цифровой фильтр

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-еу (22) заявлено 100177 (21) 2443045/18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51)М. Кл.

G06 15/34

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 681,325 (088. 8) Опубликовано 05.11,79. Бюллетень М 41

Дата опубликования описания 08.1179 (72) Авторы изобретения

Т.П. Иванкина, Ю.С. Ицкович, Д.Г. Линне, Ю.С. Парижский и А.Н. Шполянский (71) Заявитель (5 4 ) IIEPECTPAHBAENhN ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР

Изобретение относится к вычислительной техника.

Известен цифровой фильтр, содержащий запоминающее устройство, блок пе- 5 ремножения и накаплинающий сумматор, соединенные в кольцо, а также блок весовых коэффициентов (11, Этот фильтр осуществляет дискретное линейное преобраэонание сигнала в соответ- 0 ствии с разностным уравнением. Выделение необходимой полосы частот в нем обеспечивается за счет умножения значений незадержанного входного сигнала, а также ряда значений задержанных входного и выходного сигналов, записанных в запоминающем устройстве на соответствующие весовые коэффициенты, хранящиеся в блоке весовых коэффйциентов, с последующим накоплением произведений в накапливающем сумматоре, Число, накопленное в сумматоре, представляющее выходное (отфильтрованное) значение сигнала, заносится вновь в запоминающее уотрой" ство для использования н следующем такте работы фильтра, Недостатком такого фильтра является низкая точность перестройки час тотной характеристики и недостаточно широкий диапазон перестройки.

Наиболее близким по технической сущности к данному является- цифровой фильтр, содержащий эапоминаюшее устройство, умножитель, накапливающий сумматор, блок коэффициентов, измеритель внешнего параметра, управляемый квантуюший генератор, перестраиваемый аналого-цифровой преобра" зователь и блок переключения диапазонов, предназначенные для перестройки частотной характеристики фильтра (2).

Блок переключения диапазонов дискрет" но изменяет частоту квантования квантующего генератора, а измеритель внешнего параметра изменяет ее плавно ° При этом изменяется положение частотной характеристики фильтра на частотной оси. Кроме того, с помощью. блока переключения диапазонов можно передать в блок коэффициентов данные записанные заранее в запоминающее устройство и определяющие форму частотной характеристики.

В этом фильтре при частых перестройках формы частотной характеристики, требующих передачи больших массивов коэФфициентов из запоминающего устройства через блок переключения диапазонов в блок коэффициентов, возрастает вероятность искажения от

60647 ) дельных коэффициентов. Кроме того, при непрерывной работе в течение длительного времени могут наблюдаться сбои, вызываемые, например, электромагнитными помехами, кратковременны п перерывами н подаче питания и др, При этом наиболее опасными являются сбои, приводящие к искажению коэффициентов, хранящихся в блоке весовых коэффициентов, и вследствие этого к искажению частотных характеристик 0 фильтров, Целью изобретения является повышение надежности за счет исправления случайных сбоев коэффициентов без остановки процесса фильтрации

Ф

Это достигается тем, что н перестраиваемый цифровой. фильтр, содержащий последовательно соединенные аналого-цифрон ой преобра зов а тель, вход которого является информационным входом фильтра, запоминающее уст20 ройство, умножит ель и накапливающий сумматор, вьжод которого является выходом фильтра и подключен ко входу запоминающего устройства, управляемый кнантуюший генератор, первый вход которого подключен к управляющему входу фильтра, второй вход подключен к первому выходу блока переключения диапазонов, выход управляемого квантующего генератора подключен к управляющему входу аналого-цифрового преобразователя, второй выход блока переключения диапазонов подключен к управляющему входу запоминающего устройства, третий выход - ко входу бло- З ка памяти коэффициентов, выход которого соединен со входом умножителя, первый вход блока переключения диапазонов подключен к выходу запоминающего устройства, введены группа эле- 40 ментов И, блок вычисления контрольных значений, вход которого подключен к выходу блока -памяти коэффициентов; блок хранения контрольных символов, вход которого подключен к выходу за" поминающего устройства, адресный регистр, управляющий вход которого подключен к выходу управляемого кван ующего генератора, выход адресного регистра подключен к адресному входу блока хранения контрольных символов, блок сравнения, входы которого подключены соответственно к выходам блока хранения контрольных символов и блока вычисления контрольных значений, выход блока сравнения соединен с управляющими входами элементов И группы, выход адресного регистра соединен с информационными входами элементов.

И гр ппы, выходы которых подключены к второму входу блока rtepeключения диапазонов, Схема фильтра представлена иа чер. теже. 65

Устройство содержит управляемый квантующий генератор 1, аналого-цифровой преобразонатель 2, запоминающее устройство 3, умножитель 4, накапливающий сумматор 5, блок 6 переключения диапазонов, блок 7 памяти коэффициентов, блок 8 вычисления контрольных значений, блок 9 хранения контрольных символов, элементы

И 10, адресный регистр 11, блок 12 сравнения, управляющий вход 13 фильтра, информационный вход 14 и ныход 15 фильтра.

Работает фильтр следующим образомм.

В блоке б переключения диапазонов устанавливается .необходимый диапазон перестройки полосы пропускания, для чего из блока б переключения диапазонов на второй вход управляемого квантующего генератора 1 подается сигнал, по которому дискретно изменяется генерируемая им частота. Затем н блоке б устанавливается необходимый поддиапазон перестройки полосы пропускания путем установки соответствующих весовых коэффициентов, для чего на управляющий вход запоминающего устройства 3 со второго выхода блока. б переключения диапазонов подается импульсный сигнал, по которому значения весовых коэффициентов, записанные предварительно в запоминающем устройстве 3, поступают через блок 6 переключения диапазонов в блок 7 памяти коэффициентов и одновременно контрольные символы этих коэффициентов поступают из запоминающего устройства 3 в блок хранения 9 контрольных символов. Контрольные символы представляют собой некоторую контрольную логическую функцию от значения коэффициента. Например, они могут быть суммой значений разрядов коэффициента по модулю 2 или по модулю 3 или другой функцией.

Контрольные символы предварительно вычислены и записаны в запоминающее устройство. 3, причем зона хранения этих коэффициентов может быть выполнена в виде постоянной памяти. Плавная перестройка полосы пропускания обеспечивается подачей управляющего сигнала на управляемый квантующий генератор 1. Фильтруемый сигнал поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 2 с информационного нхода 14 фильтра, на управляющий вход преобразователя 2 подается импульсное напряжение от генератора 1.

Счередное значение квантованного по амплитуде и времени входного сигнала с выхода аналого-цифрового преобразователя 2 поступает на вход запоминающего устройства 3, в котором кроме весовых коэффициентов, хранятся предыдущие значения входного и

696475 выходного сигналов, Настоящее и предыдущее значения входного сигнала, а также предыдущие значения выходного сигнала последовательно поступают с выхода запоминающего устройства 3 н умножитель 4, на другой вход которого синхронно подаются соответствующие коэффициенты из блока 7 па:-. си коэффициентов. Значения нходно. i»: выходного сигналов, умноженные на соотнетстнующие коэффициенты, с умножителя 4 поступают н накапливающий сумматор 5. Результат, накопленный н сумматоре 5 и предстанляющий собой очередное "-va evve выходного сигнала, поступает н запоминающее устройство 3 для использования и последующих тактах работы фильтра.

В процессе работы фильтра весовые коэффициенты иэ блока 7 при поступлении на умножитель 4 одновременно пос — óïàþò на блок 8 вычисления контрольных значений, с выхода блока 8 нычисленные данные поступают на блок 12 сравнения. На другой вход блока 12 сравнения синхронно подаются контрольные символы тех же коэффициентов из блока 9 хранения контрольных символов. Порядок выдачи контрольных символов из блока 9 определяется адресным регистром 11,Работа адресного регистра 11 синхронизирована по упранляющему входу частотой кнантующего генератора 1, Совпадение значений, поступающих на оба входа блока 12 сравнения, означает, что коэффициент, поступающий из блока 7 на умножитель 4, не искажен. В противном случае на выходе блока 12 сравнения вырабатывается импульсный сигнал, открывающий элементы И 10.

При этом адрес искаженного коэффициента с выхода адресного регистра

11 через открытые элементы И 10 поступает на блок 6 переключения диапазонов, в котором на втором выходе вырабатывается сигнал. По этому сигналу истинные значения искаженного весового коэффициента вновь переписываются иэ запоминающего устройства 3 в блок 7 памяти коэффициентов.

Ввиду инерционности цифрового фильтра списанное выше кратковременное искажение одного из коэффициентов практически не отражается на выходном сигнале.

Положительный эффект рассмотренного цифрового фильтра заключается в том, что н нем исключена возможность продолжительной работы фильтра с искаженными весовыми коэффициентами, что могло бы принести к искажению выходного сигнала фильтра. Благодаря непрерывному контролю весовых коэффициентов и корректировке их я случае обнаружения сбоен и неисправностей без прерывания функционирования фильтра, повышается надежность его работы и достоверность результа-,oâ фильтрации.

Формула изобретения

Перестраинаемый цифровой фильтр, содержащий последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, вход которого является информационным входом фильтра, запоминающее устройство, умножитель и накапливающий сумматор, выход которого является 5 выходом фильтра и подключен ко входу запоминающего устройства „упранляемый кнантующий генератор, первый вход которого подключен к упранляющему входу фильтра, нторой вход — под20 ключен к первому ньмоду блока переключения диапазонов, выход управляемого кнантующего генератора подключен к управляющему входу аналого-цифрового преобразователя, второй выход

25 блока переключения диапазонов подключен к управляющему входу эапоми" нающего устройства, третий выход к входу блока памяти коэффициентов, выход которого соединен со входом

30 умножителя, первый вход блока переключения диапазонов подключен к выходу запоминающего устройства, о тл и ч а ю щ и И с я тем, что. с целью поныл;:ения надежности, н него введены группа элементов И, блок вычисления контрольных значений, ВхОд кОторОГО подключен к ВыхОДу блока памяти коэффициентов, блок хранения контрольных символов, вход которого noGKлючен к выходу запоминающего устройства, адресный регистр, управляющий вход которого подключен к Выходу управляемого кнантующего генератора, Выход адресного регистра подключен к адресному входу блока хранения контрольных симнолОВ, блок сравнения, входы которого подключены соответственно к Выходам блока хранения контрольных символов, выход блока сравнения соединен с управляющими входами элементов И группы, выход адресного регистра соединен с информационными входами элементов

И группы„ выходы которых подключены к второму входу блока переключения диапазонов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США у 3703632, кл, 235-152, 1972, 2, Авторское свидетельство СССР

9 563676, кл. G 06 F 15/34 „ 19 76

{прототип) .

696475

Составитель A,Жеренов

Редакто С. Равна Тех Н.Бабурка Ко екто Т.Скворцова

Заказ 6769/50 Тираж 780 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушская наб 4

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, Ул, Проектная, 4