RU221361U1 - Digital filter with phase-frequency response pre-correction - Google Patents
Digital filter with phase-frequency response pre-correction Download PDFInfo
- Publication number
- RU221361U1 RU221361U1 RU2023125738U RU2023125738U RU221361U1 RU 221361 U1 RU221361 U1 RU 221361U1 RU 2023125738 U RU2023125738 U RU 2023125738U RU 2023125738 U RU2023125738 U RU 2023125738U RU 221361 U1 RU221361 U1 RU 221361U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- phase
- mixer
- signal
- Prior art date
Links
Abstract
Полезная модель относится к радиотехнике и другим областям электронной техники, в которых используется цифровая обработка узкополосного сигнала, и может быть использована для фильтрации модулированного сигнала и для коррекции фазовых сдвигов несущего колебания. Целью полезной модели является реализация цифрового фильтра с типичной нулевой и нетипичной эквивалентной ФЧХ. Цифровой фильтр с предкоррекцией фазочастотной характеристики содержит блок формирования сигнала с удвоенной частотой несущего колебания входного сигнала, вход которого подключен к входу устройства, а выход подключен к первому входу смесителя, узкополосный фильтр, вход которого подключен к выходу смесителя, а выход является выходом устройства, блок задержки, вход которого подключен к входу устройства, а выход подключен ко второму входу смесителя. The utility model relates to radio engineering and other areas of electronic technology that use digital processing of a narrow-band signal, and can be used to filter a modulated signal and to correct phase shifts of a carrier wave. The purpose of the utility model is to implement a digital filter with a typical zero and atypical equivalent phase response. A digital filter with pre-correction of the phase-frequency characteristic contains a signal generation block with double the frequency of the carrier oscillation of the input signal, the input of which is connected to the input of the device, and the output is connected to the first input of the mixer, a narrow-band filter, the input of which is connected to the output of the mixer, and the output is the output of the device, the block delay, the input of which is connected to the input of the device, and the output is connected to the second input of the mixer.
Description
Полезная модель относится к радиотехнике и другим областям электронной техники, в которых используется цифровая обработка узкополосного сигнала, и может быть использована для фильтрации модулированного сигнала и для коррекции фазовых сдвигов несущего колебания.The utility model relates to radio engineering and other areas of electronic technology that use digital processing of a narrow-band signal, and can be used to filter a modulated signal and to correct phase shifts of a carrier wave.
В качестве аналога может быть рассмотрен блок преобразования начальной фазы гармонического сигнала в преобразователе девиации частоты периодического сигнала, содержащий первый смеситель, оба входа которого и вход многокаскадного полосного усилителя подключены к входу блока преобразователя начальной фазы, второй смеситель, к первому входу которого подключен выход смесителя, ко второму входу подключен выход многокаскадного полосного усилителя, а выход является выходом преобразователя начальной фазы [1].As an analogue, we can consider a block for converting the initial phase of a harmonic signal in a frequency deviation converter of a periodic signal, containing a first mixer, both inputs of which and the input of a multistage bandpass amplifier are connected to the input of the initial phase converter block, a second mixer, the first input of which is connected to the output of the mixer, The output of the multistage bandpass amplifier is connected to the second input, and the output is the output of the initial phase converter [1].
Недостатками известного устройства является искажение спектра при использовании модулированного сигнала из-за умножения сигнала на себя в первом смесителе.The disadvantages of the known device are spectrum distortion when using a modulated signal due to the multiplication of the signal by itself in the first mixer.
Известно устройство [2] (прототип) «цифровой фильтр с нулевой фазочастотной характеристикой» (ФЧХ), содержащий первый узкополосный фильтр, вход которого является входом устройства, а выход подключен к первому входу смесителя, блок формирования сигнала с удвоенной частотой несущего колебания входного сигнала, вход которого подключен к входу устройства, а выход подключен ко второму входу смесителя, второй узкополосный фильтр, вход которого подключен к выходу смесителя, а выход является выходом устройства.A known device [2] (prototype) is a “digital filter with zero phase-frequency response” (PFC), containing a first narrow-band filter, the input of which is the input of the device, and the output is connected to the first input of the mixer, a signal generation unit with double the carrier frequency of the input signal, the input of which is connected to the input of the device, and the output is connected to the second input of the mixer, the second narrow-band filter, the input of which is connected to the output of the mixer, and the output is the output of the device.
Недостатком известного устройства является сложность получения заданной ФЧХ, для чего требуется изменение порядка первого узкополосного фильтра, а это требует изменения значений всех коэффициентов, количество которых тысячи. Изменение порядка фильтра приводит к изменению крутизны его ФЧХ, что позволяет изменять эквивалентную ФЧХ известного устройства.The disadvantage of the known device is the difficulty of obtaining a given phase response, which requires changing the order of the first narrow-band filter, and this requires changing the values of all coefficients, of which there are thousands. Changing the order of the filter leads to a change in the slope of its phase response, which makes it possible to change the equivalent phase response of a known device.
Целью полезной модели является реализация простыми средствами цифрового фильтра с предкоррекцией ФЧХ, позволяющей получить типичную эквивалентную ФЧХ (приращение фазового сдвига в функции частоты в полосе пропускания фильтра имеет отрицательный знак), нулевую эквивалентную ФЧХ (приращение фазового сдвига в функции частоты равно нулю) и нетипичную эквивалентную ФЧХ (приращение фазового сдвига в функции частоты в полосе пропускания фильтра имеет положительный знак), а также уменьшение искажений АЧХ.The purpose of the useful model is to implement, using simple means, a digital filter with pre-correction of the phase response, which makes it possible to obtain a typical equivalent phase response (the increment of the phase shift as a function of frequency in the filter passband has a negative sign), a zero equivalent phase response (the increment of the phase shift as a function of frequency is zero) and an atypical equivalent Phase response (the increment in the phase shift as a function of frequency in the filter passband has a positive sign), as well as a decrease in frequency response distortion.
Техническим результатом, который может быть получен при использовании полезной модели, является исключение дополнительных фазовых сдвигов частоты несущего колебания, которые имеют место при обычной фильтрации модулированного сигнала и исключение многозначности значений фазовых сдвигов в полосе частот фильтра.The technical result that can be obtained by using the utility model is the elimination of additional phase shifts in the carrier frequency that occur during conventional filtering of a modulated signal and the elimination of ambiguity in the values of phase shifts in the filter frequency band.
На фиг. 1 изображена структурная схема цифрового фильтра с предкоррекцией ФЧХ.In fig. Figure 1 shows a block diagram of a digital filter with phase response pre-correction.
Устройство содержит блок задержки 1, блок 2 выделения второй гармонической составляющей несущей входного сигнала, смеситель 3 и узкополосный фильтр 4.The device contains a delay unit 1, a unit 2 for separating the second harmonic component of the carrier of the input signal, a mixer 3 and a narrow-band filter 4.
Вход Блока задержки 1 подключен к входу устройства, а выход подключен к первому входу смесителя 3, вход блока 2 формирования сигнала с удвоенной частотой несущей входного сигнала подключен к входу устройства, а выход подключен ко второму входу смесителя 3, вход узкополосного фильтра 4 подключен к выходу смесителя 3, а выход является выходом устройства.The input of Delay Block 1 is connected to the input of the device, and the output is connected to the first input of mixer 3, the input of signal generation block 2 with double the carrier frequency of the input signal is connected to the input of the device, and the output is connected to the second input of mixer 3, the input of narrowband filter 4 is connected to the output mixer 3, and the output is the output of the device.
Цифровой фильтр с предкоррекцией ФЧХ работает следующим образом.A digital filter with phase response pre-correction works as follows.
Не искажающий блок задержки 1 имеет линейную типичную ФЧХ. При прохождении узкополосного сигнала через блок задержки 1 начальные фазы его гармонических составляющих получат соответствующие приращения, несущее колебание получит дополнительное фазовое приращение: . С помощью блока 2 из спектра сигнала выделяется несущее колебание, частота которого затем удваивается. При этом начальная фаза также удваивается. В смесителе 3 сигнал, поступающий с выхода блока задержки 1, и сигнал с удвоенной частотой несущего колебания сигнала перемножаются. На выходе смесителя 3 будет сигнал, содержащий два спектра. Первый спектр определяется разностными частотами гармоник перемножаемых сигналов, а второй суммарными частотами. Второй спектр подавляется узкополосным фильтром 4 и далее не учитывается. Начальная фаза несущего колебания первого спектра, в результате вычитания в смесителе частот и начальных фаз примет вид: . Происходит изменение знака фазового сдвига, полученного в блоке задержки 1. Если фазовый сдвиг несущего колебания в узкополосном фильтре 4 равен фазовому сдвигу в блоке задержки 1, то эквивалентный фазовый сдвиг несущего колебания на выходе устройства будет равен нулю, а эквивалентная ФЧХ будет иметь нулевой характер. Изменяя время задержки блока задержки 1 можно получить режим недокомпенсации фазового сдвига фильтра 4 или перекомпенсации. Соответственно получим режимы с типичной или нетипичной эквивалентной ФЧХ устройства.The non-distorting delay block 1 has a linear typical phase response. When a narrowband signal passes through delay block 1, the initial phases of its harmonic components will receive corresponding increments, and the carrier oscillation will receive an additional phase increment: . Using block 2, a carrier oscillation is isolated from the signal spectrum, the frequency of which is then doubled. In this case, the initial phase is also doubled. In mixer 3, the signal coming from the output of delay unit 1 and the signal with double the frequency of the carrier signal are multiplied. The output of mixer 3 will be a signal containing two spectra. The first spectrum is determined by the difference frequencies of the harmonics of the multiplied signals, and the second by the total frequencies. The second spectrum is suppressed by narrowband filter 4 and is not taken into account further. The initial phase of the carrier oscillation of the first spectrum, as a result of subtracting the frequencies and initial phases in the mixer, will take the form: . The sign of the phase shift obtained in delay block 1 changes. If the phase shift of the carrier wave in narrowband filter 4 is equal to the phase shift in delay block 1, then the equivalent phase shift of the carrier wave at the output of the device will be zero, and the equivalent phase response will be zero. By changing the delay time of delay block 1, you can obtain a mode of undercompensation of the phase shift of filter 4 or overcompensation. Accordingly, we obtain modes with a typical or atypical equivalent phase response of the device.
Изменение времени задержки в цифровых устройствах не является сложной процедурой и реализуется в реальном времени.Changing the delay time in digital devices is not a complicated procedure and is implemented in real time.
Эквивалентная ФЧХ устройства может быть преобразована из диапазона несколько десятков радиан в диапазон единиц или долей радиан, что устраняет многозначность.The equivalent phase response of a device can be converted from a range of several tens of radians to a range of units or fractions of radians, which eliminates ambiguity.
Реализация нетипичной ФЧХ и её использование в преобразователях девиации частоты периодических сигналов позволяет создать преобразователи с управляемой чувствительностью.The implementation of an atypical phase response and its use in frequency deviation converters of periodic signals makes it possible to create converters with controlled sensitivity.
Эквивалентная АЧХ устройства совпадает с АЧХ узкополосного фильтра.The equivalent frequency response of the device coincides with the frequency response of a narrow-band filter.
Результаты моделирования и реализации цифрового фильтра по структуре, приведённой на фиг. 1, подтверждают сделанные выводы.The results of modeling and implementation of a digital filter according to the structure shown in Fig. 1 confirm the conclusions drawn.
Список источников для рассмотрения в ходе экспертизы:List of sources for consideration during the examination:
1. Патент 2214034 МПК7 H 03 B 21/04 Устройство для преобразования девиации частоты периодического сигнала. Шакурский В.К., Иванов В.В. Опубл. 10.10.2003. Бюл. №28.1. Patent 2214034 MPK 7 H 03 B 21/04 Device for converting frequency deviation of a periodic signal. Shakursky V.K., Ivanov V.V. Publ. 10.10.2003. Bull. No. 28.
2. Шакурский, М.В. Цифровой фильтр с нулевой фазочастотной характеристикой / В.К. Шакурский, М.В. Шакурский // Пат. на полезн. модель 109619 Российская федерация, МПК H03H 9/00; опубл. 20.10.2011 Бюл. № 29.2. Shakursky, M.V. Digital filter with zero phase-frequency characteristic / V.K. Shakursky, M.V. Shakursky // Pat. on useful model 109619 Russian Federation, MPK H03H 9/00; publ. 10/20/2011 Bulletin. No. 29.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU221361U1 true RU221361U1 (en) | 2023-11-02 |
Family
ID=
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU807486A1 (en) * | 1979-02-12 | 1981-02-23 | Военная Орденов Ленина,Октябрьскойреволюции И Суворова Академия Им.Ф.Э.Дзержинского | Digital filter |
SU1795475A1 (en) * | 1990-10-25 | 1993-02-15 | Nii Radiotekhnicheskikh Izmere | Device for digital filtering on the base of discrete fourier transform |
RU109619U1 (en) * | 2011-06-10 | 2011-10-20 | Виктор Константинович Шакурский | DIGITAL FILTER WITH ZERO PHASE FREQUENCY CHARACTERISTIC |
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU807486A1 (en) * | 1979-02-12 | 1981-02-23 | Военная Орденов Ленина,Октябрьскойреволюции И Суворова Академия Им.Ф.Э.Дзержинского | Digital filter |
SU1795475A1 (en) * | 1990-10-25 | 1993-02-15 | Nii Radiotekhnicheskikh Izmere | Device for digital filtering on the base of discrete fourier transform |
RU109619U1 (en) * | 2011-06-10 | 2011-10-20 | Виктор Константинович Шакурский | DIGITAL FILTER WITH ZERO PHASE FREQUENCY CHARACTERISTIC |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU221361U1 (en) | Digital filter with phase-frequency response pre-correction | |
CN103986484A (en) | Compensation method for unbalanced broadband intermediate frequency signal amplitudes | |
RU2310272C2 (en) | Pulse modulator and pulse modulation method | |
JPS5765918A (en) | Sampling frequency converter | |
US4131852A (en) | Single dispersive delay line compressive receiver | |
RU184346U1 (en) | FREQUENCY SYNTHESIZER | |
RU77057U1 (en) | HYDROGEN FREQUENCY AND TIME STANDARD | |
Mulder et al. | An instantaneous and syllabic companding translinear filter | |
RU190822U1 (en) | HARMONIC FREQUENCY DOUBLE | |
CN101707483A (en) | Narrowband large-amplitude jitter generator for sampling system | |
RU109619U1 (en) | DIGITAL FILTER WITH ZERO PHASE FREQUENCY CHARACTERISTIC | |
RU2595638C1 (en) | Method for frequency modulation of oscillations and device therefor | |
RU109939U1 (en) | DEVICE FOR TRANSFORMING FREQUENCY DEVIATION TO PERIODIC SIGNAL PHASE DEVIATION | |
RU109941U1 (en) | DEVICE FOR CONVERSION OF PERIODIC SIGNAL FREQUENCY DEVIATION | |
RU145405U1 (en) | 180 ° SIGNAL SHAPER WITH 180 ° PHASE MANIPULATION | |
RU189067U1 (en) | HARMONIC FREQUENCY DOUBLE | |
RU1800399C (en) | Method of measuring four-terminal network amplitude and phase characteristics | |
RU2231211C2 (en) | Device for converting periodic signal phase deviation | |
Jahn et al. | DDS with Noise Reduction by Multiplier-Less Filter Methods | |
Tymoshchuk et al. | Analog structure-functional schemes of wide-range frequency dividers of harmonic signals | |
US20230393184A1 (en) | Device and methods for phase noise measurement | |
RU2749996C1 (en) | Device for generating complex signals | |
RU2523219C2 (en) | Method of determining operation parameters of digital communication system and device for method implementation | |
RU92584U1 (en) | DIGITAL SIGNALS FORMER WITH MINIMUM FREQUENCY SHIFT | |
RU2025903C1 (en) | Method of formation of phase-shift signal and device for its realization |