Цифровой фильтр с регулируемым коэффициентом передачи

 

Союз Советских

Социалистических

Республик 734711

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 06. 01,7 8 (21) 25 66295/18-24 с присоединением заявки .% (23) Приоритет (5l)М. К,д.

С 06 Р 15/34

Гвсударстаеииый комитет

IIo делам изобретеиий и открытий

Опубликовано15.05.80. Бюллетень Рй 18

Дата опубликования описания 18.05.80 (53) УДК 681.14 (088 8) (72) Авторы изобретения

Ю. С. Ицкович, Ю. С. Парижский и А. Н. Шполянский (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР С РЕГУЛИРУЕМЫМ

КОЭФФИЦИ ЕН ТОМ П ЕРЕД А ЧИ

Изобретение относится к области цифровой обработки сигналов, в частности к цифровой фильтрации и может быть использовано в различных цифровых компл ксах.

Известен цифровой фильтр, который реализует способ обработки сигналов с использованием двух квадратурных кана-. (1l .

Однако цифровой фильтр обладает срав10 ннтельно узкополосной частотной характеристикой. Кроме. того, он не может обеспечить произвольную требуемую форму амплитудно-частотной характеристики

l5 фильтра.

Наиболее близким по технической сушности к предлагаемому является цифровой фильтр, содержаший соединенные в кольцо запоминаюшее устройство, умножитель и накапливаюший сумматор, а также. блок коэффициентов, подключенный ко второму „ входу умножителя, блок сравнения, к пер ному входу которого подключен выход умножителя, ко второму входу - датчик уровня выходного сигнала, а к выходу подключен интегратор, выход которого попключев к вкопу блоке коефккпвевчов 1к1.

Недостатком фильтра является недостаточная точность, обусловленная тем, что амплитудно-частотная характеристика фильтра оказывается нестабильной в области инфранизких частот при широком диапазоне изменений уровня входного сигнала.

Цель изобретения — повышение точности работы фильтра.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой фильтр с регулируемым коэффициентом передачи, содержащий блок памяти, умножитель и первый некапливаюший сумматор, соединенные в кольцо, блок сравнения, первый вход которого соединен с выходом умножителя и является информационным выходом фильтра, второй вход блока сравнения соединен с выходом датчика уров1тя выходного сигнала, выход блока задания

3 73 коэффициентов соединен со вторым входом умножителя, вход блока памяти является информационным входом фильтра, введены второй накапливающий сумматор, блок сдвига, элемент НЕ, причем выход блока сравнения соединен непосредственно с первым входом и через элемент HE co вторым входом второго накапливающего сумматора, выход которого подключен к входу блока задания коэффициентов и через блок сдвига к третьему входу второго наКапливающего сумматоре, четвертый вход которого является корректирующим входом фильтра.

На чертеже приведена блок- =хема фильтра.

Цифровой фильтр содержит блок 1 памяти, умножитель 2, накапливающие сумматорь. 3 и 4, блок 5 задания коэффициентов,блок 6 сравнения, датчик 7 уровня выходного сигнала, элемент 8 НЕ„блок

9 сдвига.

Цифровой фильтр с регулируемым коэффициентом передачи работает следуюшим образом.

Работа цифрового фильтра тактирована частотой квантования входного сигнала.

В каждом такте цифроеой фильтр принимает входной сигнал, вырабатывает вспо-. могательный выходной сигнал, а затем и сам выходной сигнал. Кроме того, в каждом такте фильтр вырабатывает очередное.значение корректирующего множителя, регулирующего коэффициент передачи фильтра. Начальное значение корректирующего множителя устанавливается в управляемом накапливающем сумматоре 4 по корректирующему входу фильтра. Очередное значение входного сигнала поступает в блок 1, где хранятся предыдущие значения входного и вспомогательного выходного сигУказанное значение корректируюшего

Множителя Сд с выхода сумматора 4 поступает в блок 5 для использования в следующем такте работы фильтра, Если выходной сигнал 2 определяИУ емый выражением

45 "Г Г -4 А! налов.

Из блока 1 значения входного и вспомогательного выходного сигналов поочередно поступают на умножитель 2, где ( перемножаются на соответствующие значения коэффициентов, поступающие из блока 5. Результаты перемножения складываются в накапливающем сумматоре 3.

Полученное значение суммы, являющееся вспомогательным выходным сигналом текущего такта, записывается в блок 1 и поступает на умножитель 2. И это же время на второй вход умножителя 2 с блока 5 поступает значение корректирукхдего множителя, хранящееся тем с предыдущего такта.

4711 4

Полученный в результате умножения сигнал является выходным сигналом цифрового фильтра. Он подается на блок

6 сравнения, на второй вход которого

5 подан сигнал порогового уровня от датчика 7, В блоке 6 формируется знак разности между абсолютным значением выходного сигнала и пороговь;м уровнем, Полученный знак поступает на управляюlO шнй вход сложения управляемого накапливаюшего сумматора 4 и через элемент

8 НЕ на его же управляющий вход вычитания. При этом управляемый накапливающий сумматор 4 работает в одном

15 яз двух режимов: сложения, если абсолютное значение выходного сигнала мень ше порогового уровня, и вычитания — в противном случае.

На информационн и вход сумматора

2О 4 подается число с его же выкодв через блок 9 сдвига, в которой происходит его умножение на коэффициент передачи блока 9 сдвига, равный целой отрицательной степени числа 2 (2 ).

trl

25 После выполнен ия очередного сложе, ния или вычитания в сумматоре 4 из его выхода формируется очередное значение корректирующего множителя С П определяемое выражением:

30 где А — сигнал порогового уровня, Ч,ech А — iCn„ч„1 > О, sip n(a ic ч i)=

- „если а - 1с „„ч„) < о. меньше по абсолютному значению, чем порог А, то очередное значение корректируюшего множителя увеличивается по сравнению с предыдущим и, следовательно, увеличивается и выходной сигнал в следующем такте, Таким образом, абсолютное значение выходного сигнала в среднем поддерживается на уровне заданного порога А.

Эффективность изобретения особенно высока при реализации фильтров с регулируем»м коэффициентом передачи об.ласти инфранизких частот при широком

5 7347 диапазоне изменения уровня входного си нала, так как изобретение позволяет ре, гулировать коэффициент передачи со срав.нительно высокой скоростью и в то же время не искажать амплитудно-частотную характеристику фильтра, Формула изобретения о цифровой фильтр с регулируемым коэффициентом передачи, содержащий блок памяти, умножитель и первый накапливающий сумматор, соединенн е в кольцо, блок сравнения, первь и вход которого соединен с выходом умножителя и является информационным выходом фильтра, второй вход блока сравнения соединен с выходом датчика уровня выходного сигнала, выход блока задания коэффициентов сое- о динен со вторым Входом умножитеця, вход

11 6 блока памяти является информационным входом фильтра, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повькпения точности, в фильтр введены второй накапливающий сумматор, блок сдвига, элемент НЕ, причем выход блока сравнения соединен непосредственно с первым входом и через элемент HE со вторым входом второго накапливаюш его с умматора, выход которого подключен к входу блока задания коэффициентов н через блок сдвига к третьему входу второго накапливающего сумматора, четвертый вход которого является корректирующим входом фильтра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 443458, кл. Н 03 Н 7/02, 1975.

2. Авт.орское свидетельство СССР по заявке ¹ 2313305, кл. Q 06 Р 15/36, 06. О 1.7 6.

ЦНИИПИ Заказ 2226/13

Тираж 751 Подписное

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