Программируемый трансверсальный фильтр

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДН ЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<н985938 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 21.10.80 (21) 2996985(18 09

Р )М Кд з, Н 03 Н 15/00 с присоединением заявки ¹(23) Приоритет—

Государственный комитет

С („-С Р но делам изобретений н открытий

Опубликовано Зц12Я2. Бюллетень №48

РЗ) У@К 621. З96..6(088.8) Дата опубликования описания З01282 (72) Авторы изобретения

Ю.Т. Белоус, В.Г. Петров и Б.А. Торопцев рг щ щ П4ТЕНТНОтихин вскац

БИБлИОТЕ Д (71) Заявитель (54 ) ПРОГРАММИРУЕМЫЙ TPAHCBEPCAJIbHbln

ФИЛЬТР

Изобретение относится к радиотехнике, в.частности к устройствам частотной и временной обработки электрических сигналов низкочастотного диапазона, и может быть использовано в различной приемопередающей аппаратуре, системах автоматического регулирования, устройствах распознавания и синтеза речи, адаптивных корректорах трактов передачи информации и т.д.

Известен программируемый трансверсальный фильтр, содержащий М элементарных фильтров, входы которых объединены, а выходы подключены к устройству взвешивания и суммирования, выполненного на операционном усилителе и реэисторах. Каждый элементарный фильтр соедржит два дискретно-аналоговых регистра сдвига (линии задержки )с отводами. К отводам подключены электронные ключи, выполненные на ИДП-транзисторах.

Прошедшие через эти ключи сигналы с отводов регистров суммируются с помощью дифференциального усилителя.

Управление ключами производится из цифровых регистров сдвига, выполняющих роль запоминающих устройств (ЗУ ), в которых хранятся двоичные весовые коэффициенты, С помощью этих коэффициентов и осуществляется программирование (установление ) необ ходимой частотной характеристики фильтра (11.

Недостатком этого фильтра, помимо большого числа дискретно-анало. говых регистров сдвига, являются весьма жестокие требования к этим регистрам с точки зрения потерь информационного сигнала в них. Это . связано с тем, что потери сигнала, неизбежно возникшие в аналоговых регистрах, выполнены ли они на емкостях, либо на ВВ-приборах, либо на приборах с зарядовой связью (ПЗС), оказывают существенное влияние на частотно-избирательные свойства фильтров на их.основе и не позволяют получить. необходимые уровни затухания вне полосы.

Известен также программируемый трансверсальпый фильтр, содержащий цифровое запоминающее устройство, 2з выходы которого подключены к цифровым входам умножающего цифроаналогового преобразователя, а вход считывания - к одному из выходов генератора управляющих импульсов, и аналоЗО говый накопитель (23.

985938

30

Недостатком фильтра является сравнительно небольшой уровень raрантированного затухания, т.е. избирательность. Это связано с низкой точностью операций умножения в аналоговом виде, а также значительным уровнем. возникающих при этом нелинейных искажений. Кроме того, нали-. чие потерь в аналоговом регистре также не позволяет получить высокие избирательные свойства фильтра.

Цель изобретения — повышение избирательности за счет устранения

° динамических потерь.

Поставленная цель достигается тем, что в программируемый трансверсальный фильтр, содержащий цифровое запоминающее устройство, выходы которого подКлючены к цифровым входам умножающего цифроаналогового преобразователя, а вход считывания — к одному из выходов генератора управляющих импульсов, и аналоговый накопитель, введены дискретно-аналОговое запоминающее устройство, включенное между входной шиной и аналоговым входом умножающего цифроаналогового преобразователя, и счетчик адресов, одна группа адресных выходов которого подключена к адрес; ным входам цифрового запоминающего устройства, а другая группа адресных выходов — к адресным входам дискретно-аналогового запоминающего устройства, причем выход умножающего цифроаналогового преобразователя соединен с входом аналогового

1 накопителя, вход сброса которого под"лючен к другому выходу генератора управляющих импульсов, а вход записи и считывания дискретно-аналогового запоминающего устройства и вход запуска счетчика адресов подключены к соответствующим выходам генератора управляющих импульсов.

На чертеже представлена структурная электрическая схема программируемого трансверсального фильтра.

Программируемь и трансверсальный фильтр содержит дискретно-аналоговое запоминающее устройство 1, вход которого является входом всего фильтра, а выход подключен к аналоговому входу умножающего цифроаналогового преобразователя 2, выход которого соединен с входом аналогового накопителя 3, содержащего интегратор 4 и аналоговый ключ 5, выход которого является выходом всего фильтра. Кроме того, фильтр содержит цифровое запоминающее устройство 6, в котором хранятся весовые коэффициенты съема, представлен.ные в двоичном коде. Информационные шины цифрового Зу 6 подключены к соответствующим цифровым входам умножающего цифроаналогового преобразователя 2. Выбор необходимых

55 адресов цифрового и дискретно-аналогового Зу 6 и 1 при организации циклов запись-считывание производится с помощью счетчика 7 адресов, одна группа адресных выходов .которого соединена с адресными входами дискретно-аналогового ЗУ 1, а другая — с адресными входами цифрового

ЗУ б. Запускающие счетчик 7 адресов импульсы, команды на запись и считывание ЗУ 1 и 6, а также команды считывания информации с интегратора 4 и его обнуления (сброса ) вырабатываются генератором 8 управляю ° щих импульсов. Цифровое ЗУ б в зависимости от назначения фильтра может быть как постоянным (ПЗУ), так и оперативным (ОЗУ ). При однократ ном программировании частотной характеристики фильтра — это ПЗУ, при перепрограммировании фильтра в процессе его работы, при адаптивной фильтрации. в качестве цифрового запоминающего устройства б может быть. использовано любое ОЗУ, напри-; мер выходные буферные регистры микропроцессора. В первом случае из

ЗУ б осуществляется лишь .считывание информации, во втором — как запись, так и считывание.

Фильтр работает следующим образом.

Генератор управляющих импульсов 8 вырабатывает запускающие импульсы. В начале первого такта аналоговый сигнал подается на вход дискретно-аналогового ЗУ 1, дискретизируется, и его

I выборка записывается в последнюю, т.е. в п-ю ячейку памятки. При этом выбор адреса ячейки осуществляется с помощью счетчика 7 адресов.

Однако одновременно с импульсом записи вырабатываются импульсы считывания на выход и сброса накопленной на интеграторе 4 за предыдущий тракт работы фильтра информации.

Далее записанная в дискретно-аналоговом Зу 1 информация последовательно считывается из всех его ячеек, начиная с последней. При этом счетчик 7 адресов считает от последнего значения до предпоследнего в прямую сторону, т.е. считывание происходит из последней ячейки, затем из первой, второй и т.д.

Считанная из дискретно-аналогового ЗУ 1 информация подается на. аналоговый вход умножающего цифро- аналогового преобразователя 2. Синхронно с работой дискретно-аналогового

ЗУ 1 из цифрового ЗУ б последовательно, начиная с первого регистра, считываются весовые коэффициенты. Счет адресов цифрового ЗУ б также происходит в прямую сторону, т.е. считывание осуществляется сначала из первого регистра, затем из второго и т.д.

, . т

985938

Считанные весовые коэффициенты в параллельном коде подаются на цифровые входы .умножающего цифроаналогового преобразователя 2, который производит их перемножение с выборками аналогового сигнала, считанными из 5 дискретно-аналогового ЗУ 1. Получен-: ные произведения интегрируются за такт интегратором 4 и с помощью аналогового ключа 5, накопленная на нем информация считывается на выход фильт-30 ра. На этом первый такт работы фильт° ра заканчивается.

На втором такте работа всех узлов фильтра повторяется за исключением того, что запись входной информации осуществляется в предпоследнюю ячейку дискретно-аналогового ЗУ 1, т.е. а п-1-ю, и считывание информации из которого тоже начинается с и -1 ячейки. На и-ом такте запись производится в первую ячейку, с нее же начинается и считывание. На этом цикл обработки информации предлагаемым устройством заканчивается и описанная работа узлов фильтра повторяется.

Представленная организация режима записи-считывания обоих ЗУ имитирует движение информации вдоль дискретноаналогового регистра известных трансверсальных фильтров на лийиях задержки. Однако из-за отсутствия движения как такового информации вдоль регистра (ячеек 1 в предлагаемом фйльтре динамических потерь, вызываемых этим движением, не возникает.

Статические же потери, связанные с деградацией сигнала за время хранения в ячейках памяти, остаются .такими же, как и в известных фильтрах.

Таким образом, резкое уменьшение потерь информационного аналогового 40 сигнала за счет устранения динамических потерь приводит к значительному повышению точности произведений выборок аналогового информационного сигнала на весовые коэффициенты во 4$ всем рабочем диапазоне частот и, следовательно, к увеличению уровня гарантированного затухания фильтра, т.е. к улучшению его избирательных свойств.

Формула изобретения

Программируемый трансверсальный фильтр, содержащий цифровое запоминающее устройство, выходы которого подключены к цифровым входам умножающего цифроаналогового преобразователя, а вход считывания - к .одному из выходов генератора управляющих импульсов, и аналоговый накопитель, отличающийся тем, что, с целью повышения избирательности за счет устранения динамических потерь, в него введены дискретно-ана-, логовое запоминающее устройство, включенное между входной. шиной и аналоговым входом умножающего цифроаналогового преобразователя, и счетчик адресов, одна группа адресных выходов которого подключена к адресным входам цифрового запоминающего устройства, а другая группа адресных выходов — к адресным входам дискретно-аналогового запоминающего устройства — причем выход умножающего цифроаналогового преобразователя соединен с входом аналогового накопителя, вход сброса, которого подключен к другому выходу гене-. ратора управляющих импульсов, а вход записи и считывания дискретйо-аналогового запоминающего устройства и вход запуска счетчика адресов подключены и соответствующим выходам генератора управляющих импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CUIA Р 4100513, кл. 333-70, 1976.

2. "Электроника", 1979, Р 17,18 (прототип) .

985938

Составитель Т. Афанасьева

Редактор A. Ворович Техред P..Гайду Корректор В. Бутяга

Заказ 10183/7б Тираж 959 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4