SU1100714A1 - Цифровой фильтр манипулированных по частоте сигналов с неизвестной фазой - Google Patents

Abstract

ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР МАНИПУЛИРОВАННЫХ ПО ЧАСТОТЕ СИГНАЛОВ С НЕИЗВЕСТНОЙ ФАЗОЙ, содержащий входной формирователь, блок выбора максимального сигнала из п каналов по количеству различаемых частот, каждый из которых содержит Генератор опорных ортргональных сигналов, лоследовательно соединённые первые блок равнозначности и счетчик, последовательно соединенные вторые блок равнозначности и счетчик, причем первые входы первого и второго блоков рав- : нозначности подключены к соответствующим выходам генератора опорных ортогональных сигналов, а вторые входы - к выходу входного формировател , отличающи   тем, что, с целью повышени  быстродействи , введен генератор масштабных сигналов, выход которого подключен к входам генератора опорных сигналов и первого и второго счетчиков из п каналов,а в каждый из h каналов введены первый и второй дополнительные блоки равнозначности и амплитудный детектор, причем первые выходы первого и второго счетчиков подключены к соответствующим входам сумматора , первые входы первого и второго дополнительных .блоков, равнозначности подключены к вторым входам второго и первого блоков равнозначности со (fi ответственно, а вторые входы - к вторым выходам и второго счетчиков соответственно, выходы первого и второго дополнительных блоков равнозначности подключены к дополнительным входам сумматора, выход которого подключен к входу амплитудного детектора, при этом выходы амплитудных детекторов всех п каналов подключены к соответствующим входам блока выбору максимального сигнала.

Description

Изобретение относитс  к радиоiтехнике и может быть использовано в дискретных системах передачи данных . Известен цифровой фильтр, содерж щий линейные преобразователи, выпол ненные на умножител х и лини х задержки С 1 3 . Однако эти цифровые фильтры из-з большого количества умножителей и л ний задержек имеют очень высокую стоимость. Наиболее близким тАсническим решением к предложенному  вл етс  циф ровой фильтр манипулированных по ча тоте сигналов с неизвестной фазой, содержащий входной формирователь, блок выбора максимального сигнала и И. каналов по количеству различаемых , частот, каждый из которых содер жит генератор опорных ортогональных сигналов, последовательно соединенные первые блок равнозначности и счетчик, последовательно соединенны вторые блок равнозначности и счетчи причем первые входы первого и второ го блоков равнозначности подключены к соответствующим выходам генератор опЬрных ортогональных.сигналов, а вторые входы - к выходу входного формировател , выходы первого и вто рого счетчиков подключены к соответ ствующим входам сумматоров через квадраторы 12 , Данный цифровой фильтр из-за наличи  операции возведени  в квадрат имеет ограниченное быстродействие. Цель изобретени  - повышение быстродействи . Дл  этого в цифровой фильтр манипулированных по частоте сигналов с неизвестной фазой, содержащий входной формирователь, блок выбора максимального сигнала и п каналов по количеству различаемых частот, каждый из которых содержит генёра тор опорных ортогональных сигналов, последовательно соединенные первые блок равнозначности и счетчик, последовательно соединенные вторые блок равнозначности и счетчик, при чем первые входы первого и второго блоков равнозначности подключены к соответствующим выходам генератора опорных ортогональных сигналов, а вторые входы - к выходу входного формировател , введен генератор мас штабных сигналов, выход которого подключен к входам генератора опорных сигналов и первого и второго счетчиков каждого из п каналов, а в каждый из п каналов введены первый и второй дополнительные блоки равнозначности и амплитудный детектор , причем первые выходы первого и второго, счетчиков подключены к со ответствующим входам сумматора, пер вые входы первого и второго дополни тельных блоков равнозначности подключенЬ к вторым входам второго и.. первого блоков равнозначности соответственно , а вторые входы - к вторым выходам первого и второго счетчиков соответственно., выходы первого и второго дополнительных блоков равнозначнрсти подключены к дополнительным входам сумматора, выход которого подключен к входу амплитудного детектора, при этом выходы амплитудных детекторов всех п каналов.подключены к соответствующим входам блока выбора,максимального сигнала. На фиг-. 1 приведена структурна  электрическа  схема предложенного цифрового фильтра; на фиг. 2 - диаграмма формировани  Функции :/( nt). Цифровой фильтр содержит входной формирователь 1, генератор 2 масштабных сигналов, блок 3 выбора максимального значени  сигнала, генератор 4 опорных ортогональных сигналов, первый и второй блоки 5 равнозначности, первый и второй счетчики 6, сумматор 7, первый и второй дополнительные блоки. 8 равнозначности, амплитудный детектор 9. Предлагаемый цифровой фильтр рабоает следующим образом. В каждом из п каналов его вычисл -5 тс  (sintOj Nr)(ni;|cosbOjn1jr.|т ( (cosu).Nf),2 (nr)sinu). nfjt - период следовани  мас штабных сигналов, п - О, 1, 2, 3, ... ; (nf| - входной сигнал; и - одна из частот принима емого сигнала; N - количество масштабных сигналов в одном такте приема;. (...) - знак выражени  (...). Входной сигнал х(пг ) в входном формирователе 1 преобразуетс  в фор-i му меандра со значени ми .: и и поступает в блоки 5 равнозначности . На другие входы этих бло-i ков 5 поступают опорные ортогональные сигналы из генератора 2,. также имеющие форму меандра со значени ми и -1 частота которых ш равна одной из частот входного сигнала . При равных знаках на входах блока 5 на выходе его устанавливаети наоборот.. с  сигнал знака Так определ ютс  знаки произведений; x(hIlcosLU,.ni: и x(ni:)sii uijnC . под символами Z формулы (1), Сигналы этих знаков устанавливают режим суммировани  в счетчиках 6 масштабных сигналов, поступающих на их входы из генератора 2. В счетчик б, таким образом, формируютс  суммы

N

(пг)с05Ш( и (nC)sinU).

в выражении (i; с начала такта приема ( п 0) до его конца, когда ,

8дополнительных блоках 8 равнозначности определ ютс  знаки обоих члено формулы (1). Суммы из счетчиков 6 со своими знаками, сформированными в . дополнительных блоках 8, поступают в сумматоры 7, где производитс  вычитание одного члена формулы (1) из другого при каждом такте масштабных сигналов, и абсолютна  .величина разности, т.е. текущее значение К поступает на вход амплитудного детектора 9. В амплитудном детекторе

9содерзкитс  элемейт сравнени  и регистр . При каждом такте масштабных сигналов производитс  сравнение текущего значени  v со значением . , уже хран щимс  в регистре, поступившем ранее, в случаеifj и , значение

заноситс  в регистр вместо старого Таким образом, к концу такта приема в амплитудньк детекторах 9 всех п каналов окажутс  зафиксированными максимальные значени  этих каналов в данном такте. Наибольша  из этих функций будет в том канале, частота опорных сигналов в котором совпадает с частотой входного сигнала. Определение этого канала производитс  блоком 3 выбора максимального сигнала. Так идентифицируетс  входной сигнал с одним из опорных сигналов. Счетчики и регистры сбрасываютс  в конце такта приема в исходное состо ние, и начинаетс  прием нового такта.

Диаграмма на фиг. 2 дает представление о формировании функции у( nt: ) за врем  одного такта приема длительностью 30 f , Сплошной линией нанесена :j(nr) дл  канала цифрового фильтра с частотой опорных сигналов tuj,, совпадающей с частотой сигнала , и пунктирной линией - дл  канала , в котором частота опорных сигналов ,66... u). Символами а, «j., ,..,«5 обозначены значени  , которые поочередно фиксируютс  амплитудным детектором 9. К концу такта приема в этом канале окажетс  зафиксированным амплитудном детекторе 9 канала с частотой опорных

сигналов 0) в конце такта приема окажетс  v 3 Поскольку о Ъ , частота входного сигнала будет идентифицирована блоком 3 выбора максимального сигнала с частотой ui.

Экономический эффект от применени  предлагаемого цифрового фильтра в аппаратуре передачи данных обуславливаетс  высоким,быстродействием. Самым медленным блоком фильтра  вл етс  сумматор 7, требующий на операцию врем  пор дка 250-300 не.Исход  из этого и учитыва , что операци  каждого из блоков цифрового фильтра не должна выходить за пределы периода масштабных сигналов Т, примем значение не (с некоторым запасом ) . С другой стороны значение не имеет смысла назначить меньше флуктуации фронта сигнала во времени, составл ющимприблизительно 0,1 Т., где Тс -. периЬд сигнала. Примем следовательно, ., т.е. наименьший период сигнала Т -300/0,1 МКС, что соответствует максимальной частоте несущей 330 кГц. При длительности такта передачи в 3 периода несущей скорость передачи, ко: Тбрую может разрешить цифровой фильтр на приемной стороне, составит величину.пор дка 110 кбит/с. .

Дл .цифрового фильтра-прототипа така  скорость недостижима, поскольку операци  возведени  в квадрат. требует в общем случае в п раз больше времени, чем сложнее, где п - число разр дов операнда (в данном .случае п(5-7).

Техническое преимущество предложенного цифрового фильтра обусловлено тем, что он реализуетс  на дискретных приборах, в отличие от базового фильтра, реализованного на аналогичных устройствах. Известны, преимущества дискретной техники перед аналоговой: независимость napaJwexров от внешней среды и времени, воспроизводимость характеристик приборов при серийном изготовлении, сравнительна  дешевизна технологии. Так, например, цифровой фильтр может быть выполнен в виде большой интегральной рхемы, стоимость которой находитс  в пределах 30 руб., тогда как стоимость аналогового фильтра достигает 300-500 руб„

Указанные преимущества фильтра обеспечивают снижение стоимости производства , более высокую надежность в работе, устойчивость при изменении внешних условий, снижение эксплуатационных расходов. За счет этого достигаетс  экономический эффект.

Claims (1)

1. ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР МАНИПУЛИРОВАННЫХ ПО ЧАСТОТЕ СИГНАЛОВ С НЕИЗВЕСТНОЙ ФАЗОЙ, содержащий входной формирователь, блок выбора максимального сигнала из п. каналов по количеству различаемых частот, каждый из которых содержит Генератор опорных орТфгональных сигналов, последовательно соединенные первые блок равнозначности и счетчик, последовательно соединенные вторые блок равнозначности и счетчик, причем первые входы первого и второго блоков равнозначности подключены к соответству* ютим выходам генератора опорных ор- тогональных сигналов, а вторые входы - к выходу входного формирователя, отличающи й_с я тем, что, с целью повышения быстродействия, введен генератор масштабных сигналов, выход которого подключен к входам генератора опорных сигналов и первого и второго счетчиков из η каналов,а в каждый из h каналов введены первый и второй дополнительные блоки равнозначности и амплитудный детектор, причем первые выходы первого и второго счетчиков подключены к соответствующим входам сумматора, первые входы первого и второго •дополнительных блоков, равнозначности 'подключены к вторым входам второго и первого блоков равнозначности соответственно, а вторые входы - к вторым выходам первого и второго счетчиков соответственно, выходы первого и второго дополнительных блоков равнозначности подключены к дополнительным входам сумматора, выход которого подключен к входу амплитудного детектора, при этом выходы амплитудных детекторов всех η каналов подключены к соответствующим входам блока выборе максимального сигнала.

   SU-,1100714