Цифровой фильтр

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

° К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистические

Республик (ii)951652 (6!) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 1 3.10.80 (2! ) 2992860/1 8-09 с присоединением заявки J% (23) ПриоритетОпубликовано 1 5.08.82. Бюллетень М 30 (51) М. Кл.

Н 03 Н 15/00! веударстеенный кемнтет

СССР до делам «эебретеннй и втерытнй (5З) и К 621.692. .62(088.8) Дата опубликования описания 1 5.08.82 (72) Автор. изобретения

E.Ê. Лебедев

1 (Ф

Марийский политехнический институт им. N. Г рькоио;;;,;,, 1

t (7l) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР

Изобретение относится к локации в частности к построению цифровых фильт, ров.

Известен цифровой фильтр, содержащий линию задержки, отводы которой через

5 умножители на весовые коэффициенты, которые хранятся в постоянных запоминающих устройствах, подключены ко входам сумматора t 1), Известное устройство характеризуется 1в недостаточной точностью фильтрации, c6yo ° ловленной реализацией в чем операций алгебраического умножителя.

Цель изобретения - повышение точности фипьтрации.

t5

Для достижения цели в цифровой фильтр, содержащий цифровую линию задержки, постоянное запоминающее устройство, выход которого соединен со входом сумматора, введены блок входных элементов И, эле- 2В мент ИЛИ и блок выходных элементов И, причем входы блоков входных и выходных элементов И обьединены и подключены ко входу устройства, выходы блока вход2 ных элементов И через последовательно соединенные элемент ИЛИ и цифровую ли нию задержки подключены х управляющим входам блока выходных элементов И, выходы которого соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ и постоянного запоминающего устройства.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого цифрового фильтра.

Цифровой фильтр содержит блок 1 входных элементов И, элемент ИЛИ 2, цнфровуто линию 3 задержки, блок 4 выходных элементов И, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 5, сумматор 6.

Цифровой фильтр работает следующим образом.

Входная - последовательность Х ® представляет собой одновременно анализируемые на К-том шаге отсчеты Х! (Ц

Хс (+-Т )..., Хк (+, -"T)ltna моментов времени соответственно $ ф -T т.-и Т.

Элементы И блока настроены только на

;те комбинации, которые могут соответ951 6

3 ствовать началу наблюдения. Например, для случая бинарно-квантованного сигнала при И =3 в на си е никогда не рассматриваются комбинации ОО1 (Х (Е-2Т)

0; Х (4;- Т)==О; Хк(t) =1; 101, 110, 1 00, 000, 1 1 1. Это связано с тем, что анализ комбинации 001 увеличивает длительность переходного процесса на краю пачки (лучше "дождаться" следующего шага), комбинации 101, 110, 100 неврзможны в начале брачки,. комбинация 000, принадлежит пустому подмножеству, а комбинация 111 не считается принадлежащей сигналу.

Таким образом, в рассма гриваемом при. мере фильтр начинает работать только после . поступления комбинации 011, либо 010. Однако эти комбинации могут относиться к короткой хаотической им 20 пульсной помехе вида ... 0001000..., либо 00011000.... Поэтому выходы эле ментов И блока 1 не подключены ко входу

ПЗУ 5 и через него к сумматору 6. Иными словами, комбинации начала наблюде- 25 ния не дают отклика на выходе фильтра, а лишь формируют сигнал разрешения начала анализа на следующем шаге. Элементы И блока l формируют на К-том л шаге разрешающий сигнал - оценку Х (+) . 3о

Оценка .ХЩ, пройдя элемент ИЛИ 2 и цифровую линию задержки 3, на (К+1)-ом шаге открывает по управляющему входу элементы И блока, 4. На этом шаге откроется тот из элементов И блока 4, входы кото 3 рого соответствуют текущей комбинапии

М +„И) . Среди элементов И блока 4 нет такого, входы которого соответствова« ли бы случаю отсутствия сигнала. С выхода открывающего на K+3.-ом шаге элемента И блока 4 снимается сигнал, вопервых, на элемент.ИЛИ 2, формируя сигнал. разрешения для К+2-ro шага, а вовторых, на регистр адреса ПЗУ 5, устанавливая в нем определенный адрес, по котс рому в сумматор 6 считывается записанный, в ПЗУ 5 вес (К) соответствующий данной обнаруж.енной ) --той комбинации сигнальной последовательности. Один из элементов И блока 4 настроен иа комбинацик1 которая может соответствовать концу пачки. Для того, чтобы фильтр не реагировал на хаотическую импульсную помеху и имел минимальную длительность импульсной характеристики, выход этого

55 элемента И генерирует лишь сигнал обратной связи пля продолжения наблюден щ но в формировании отклика фильтра не участвует. Например, для И=З

52 4 и бинарного случая такой элемент И бло;) ка 4 имеет управляющий вход, соединенный с выходом цифровой линии 3 задержки и вход, открывающийся при комбинации

Xi<(4-Ф =1, Хк (1-Т) =О. Но комбинация 100 может быть концом пачки, поэтому сигнал соответствующего элемента

И подается только на вход элемента

ИЛИ 2, формируя разрешающий сигнал на следующем шаге. Если на следующем шаге есть комбинация 000 (пачка сигнала закончилась), то ни один из элементов И блока 4 не открывается (среди них нет настроенного по входу на комбинацию

ООО) и анализ заканчивается. Однако если после 100 следует 001 (Хк,.,(+-2. }=О,ХУ.,„(+,-T)=О,ХХ+,, ()=1), I наблюдение продолжается.

Работу фильтра удобнее проследить на примере для < =3 прохождения пачки сигнала 0001101011001000 и пачки помехи 000111101111000 со случайным сбоем в средине пачки. Рассмотрим про хождение первой последовательности, которую начинаем .анализировать с комбина« ции Ol 1 на третьем шаге. FIon действием этой комбинации срабатывает один из weментов И блока 1 и разрешающий сигнал поступает ..на элемент ИЛИ 2 и далеена цифровую линию 3 задержки, на выходе которой сигнал разрешения появляется к четвертому шагу и прикладывается к управляющему входу элемента И блока 4, в это время на другом входе де..ствует комбинация 110, открывающая один из элементов И блока 4. результате формируется сигнал обратной связи, разрешающий анализ на пятом шаге, и формируется адрес ПЗУ 5, считывающий вес о,,© в сумматор 6. На пятом шаге тот из элементов И блока 4, вход которого соответствует сигналу 101, в сумма4 тор 6 прибавляется Ы О1 из ПЗУ 5, а в цепь обратной связи направляется оценка пятого шага, одновременно являющаяся на шестом шаге разрешающей для прохождения комбинации 010 и т. д. Для помеховой последовательности на третьем шаге в конъюкторах начала наблюдения формируется оценка - разрешение под действием комбинации Oll. Однако на четвертом шаге есть комбинация 111, для которой нет входов в элементах И блока 4. Поэтому на четвертом шаге сигнал разрешения тратится впустую„ни один из элементов И блока 4 не открывается.

На шестом шаге появляется комбинация .10, элементы И блока 1 на нее не

95 формула изобретения

l 20

Цифровой фильтр, содержащий цифровую линию задержки, постоянное запоминанастроены, а на управляюшнх входах элементов И блока 4 сигнал равен. нулю.

Поэтому на шестом (комбинация 110) и седьмом (комбинация 101) шагах отклика нет и сигнала обратной связи нет

Комбинация 011 на восьмом шаге начинает наблюдение, íî 8а девятом шаге это наблюдение срывается, т, е. даже

"сбой" в пачке помехи не вызывает повышение вероятности ложной тревоги, фильтр подавляет помеховую последовательность и выделяет полезный сигнал.

Предлагаемая схема цифрового фильтра позволяет уменьшить длительность

1 импульсной характеристики. Это ведет к повышению точности фильтрации.

1652 6 ющее устройство,,выход которого соедйнен с входом сумматора, о т л s ч а юш и и с я тем, что, с целью повышения точности фильтрации, в него введены блок

S входных элементов И, элемент ИЛИ и блок выходных:элементов И, причем вхо ды блоков входных и выходных элементов

И объединены и подключены к входу ус

:ройства, выходы блока входных weментов И через последовательно соединенные элемент ИЛИ и цифровую линию задержки подключены к управпяюшим входам блока выходных элементов И, выходы которого соединены с соответствуюшими входами элемента ИЛИ и постоян ного запоминающего устройства.

Источ ники информапии, принятые во внимание при экспертизе

1. Лихарев В.А. Цифровые методы и устройства в радиолокации. М.,,"CoaeTское радио, 1973, с. 190, pre. 2.40 (iXPOTOTSH).