SU1100715A1 - Interpolating filter - Google Patents

Interpolating filter Download PDF

Info

Publication number
SU1100715A1
SU1100715A1 SU823529305A SU3529305A SU1100715A1 SU 1100715 A1 SU1100715 A1 SU 1100715A1 SU 823529305 A SU823529305 A SU 823529305A SU 3529305 A SU3529305 A SU 3529305A SU 1100715 A1 SU1100715 A1 SU 1100715A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
converter
digital
analog
output
Prior art date
Application number
SU823529305A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Аркадьевич Солодимов
Юрий Викторович Полубабкин
Виктор Михайлович Шляндин
Original Assignee
Пензенский Политехнический Институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Пензенский Политехнический Институт filed Critical Пензенский Политехнический Институт
Priority to SU823529305A priority Critical patent/SU1100715A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1100715A1 publication Critical patent/SU1100715A1/en

Links

Landscapes

  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

ИНТЕРПОЛИРУЮВЩЯ ФИЛЬТР, СОг-держаафий первый блок вычитани , первый вход  вл етс  входом ИНГ терпалиру101цего фильтра, аналого-циф- ревой преобразователь, блок пам ти , и первый цифро-аналоговый преобразователь , выход которого подключен к г ESEJr-JwTi iA. первому входу функционгшьного преобразовдтел , отличающиес  тем, что, с целью повышени  тбчности фильтрации, введены накапливающий сукматор, второй цифро-аналоговый преобразователь, второй блок вычитани , амплитудный анализатор, регистр Пам ти и третий цифро-аналоговый преобразователь, включенные последовательно между выходом блока пам ти и вторым входом функционального преобразовател , выход которого соединен с вторым входом второго блока -вычитани ,, при этом первый блок вычитани , аналого-цифровой преобразователь , блок пам ти и первый цифроаналоговый преобразователь соединены последовательно, а второй вход (Л первого блока вычитани  подключен к выходу второго цифро-аналогового преобразовател .The interpolation filter, co-terminals, the first subtraction unit, the first input is the input of the ING filter, the analog-to-digital converter, the memory unit, and the first digital-to-analog converter, the output of which is connected to r ESEJr-JwTi iA. the first input of the functional converter, characterized in that, in order to improve filtration, the accumulating sukmator, the second digital-to-analog converter, the second subtraction unit, the amplitude analyzer, the memory register and the third digital-to-analog converter, connected in series between the output of the memory block and the second input of the functional converter, the output of which is connected to the second input of the second unit —the subtraction, with the first subtraction unit, the analog-digital converter, the memory block These and the first digital-to-analog converter are connected in series, and the second input (L of the first subtraction unit is connected to the output of the second digital-to-analog converter.

Description

СПSP

Изобретение относитс  к радиотехнике и может быть использовано дл  решени  задач сглаживани  непрерывных и восстановлени  дискретизиро . ванных сигналов.The invention relates to radio engineering and can be used for solving problems of smoothing and restoring discretization. bathroom signals.

. Известен интерполирующий фильтр, содержащий последовательно соединенные цифровой регистр, преобразователь кода в напр жение, суммирующий 1усилителБ и несколько последовательно включенных интеграторов, причем 10 между входом первого ийтегратора и другим входом суммирующего усилител  включен запоминаювдий элемент, а .между выхо;а;ом и другим входом каждого из остальных интеграторов дклю- 15 чены последовательно ;Соединенные дополнительные запоминающий элемент и суммирующий усилитель, выход пре- образовател  кода в напрйжение под-, ключей также ко входам всех дополнив; 20 тельных суммирующих усилителей Cl3 .Недостатки известного устройства. An interpolating filter is known that contains a serially connected digital register, a code to voltage converter, a summing amplifier and several integrators connected in series, with 10 between the input of the first integrator and the other input of the summing amplifier, the element is switched on, and the output is connected; each of the other integrators are connected in series; a United additional storage element and a summing amplifier, the output of the code converter in the voltage of the sub-, whose well as to the inputs of adding; 20 solid summing amplifiers Cl3. The disadvantages of the known device

.эаключаю7;с  в отсутствии возможности плавной перестройки фильтра в. полосе . -частот входного сигнала и в ограни- j ченных функциональных возможност х. Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл  е с ин .терполирующий фильтр, содержащий .acclusion7; with in the absence of the possibility of a smooth adjustment of the filter in. lane. -frequencies of the input signal and in limited functionality. The closest in technical essence to the invention is an in interpolation filter containing

последовательно соединенные первый блок вычитани , первый вход которого-  вл етс  входом фильтра, блок фиксации , аналого-цифровой преобразова , тель, первый коммутатор, бЛок пам ти,Ьторой коммутатор, первый цифро-ана- . ,serially connected first subtraction unit, the first input of which is a filter input, a latching unit, an analog-to-digital conversion, a tele, the first switch, a memory block, a second switch, the first digital-an-. ,

йоговый преобразователь и функцио- 35 нальный преобразователь, выход которого подключен ко второму входу пер- . вого блока вычитани  С27 ,the yogic converter and the functional converter, the output of which is connected to the second input of the first. subtraction block C27,

Недостатком данного интерполируюfijero фильтра  вл етс  низка  хоч- 40 ность, так как в каждом такте срав ниёаютс  в блоке вычитани  ВХОДНОЙ f сигнал и напр жение обратной св зи. Из-за задержки, вносимой «блоком вычи: тани  и аналого-цифровым преобразова-.45 .. - телем, задерживаетс  на врем  tj формирование сигнала обратной св зиJ Поэтому сравнение указанных напр жений будет осуществл тьс  с .погрешностью .The disadvantage of this interpolating filter is the low homogeneity, since in each clock cycle the INPUT f signal and the feedback voltage are compared in each block. Due to the delay introduced by the calculator and the analog-digital conversion-.45 .. -the telecom, the formation of the feedback signal is delayed by the time tj. Therefore, the comparison of the indicated voltages will be performed with the error.

д и чем больше отношение з ® 50 . Тд- период дискретизации, тем Больше d and the greater the ratio of s ® 50. TD - sampling period, the More

обща  погрешность устройства. Кроме того, при з стрем щемс  к нулк, , погрешность преобразовани  д также total error of the device. In addition, when rushing to zero, the conversion error also

стремитс  к нулю, а это возможно при . условии, что Т , Поэтому строй tends to zero, and this is possible with. provided that t, therefore build

ство предназначено лишь дл  работы с низкой частотой дискретизации . : f А следовательно, учитыва  однозначную св зь частоты дискретизации f с верхней-частотой спектра 50 входного сигнала, может сглаживатьс  лишь низкочастотные (медленно изме- v н к циес } входные сигналы, спектр которых не.превышает одного, килогер- ца , . . ., . ,,, .The design is only intended to operate at low sampling rates. : f And consequently, taking into account the unambiguous connection of the sampling frequency f with the upper frequency of the spectrum 50 of the input signal, only low-frequency (slowly changing v and ti}) input signals whose spectrum does not exceed one kilohertz can be smoothed. .,. ,,,.

Цель изобретени  - повышение точности фильтрации.The purpose of the invention is to improve the accuracy of filtration.

Дл  этого в интерполирующий фильт содержащий первый блок вычитани , первый вход которого  вл етс  входом интерполирующего фильтра, аналогоцифровой преобразователь, блок пам ти и первый цифро аналоговый преобразователь , выход которого подключен к первому входу функционального пре-а образовател , введены накапливающий сумматор, второй цифро-аналоговый, преобразователь, второй блок вычитани  , амплитудный анализатор, регистр пам ти и третий Цифро-аналоговый преобразователь , включенные последовательно между выходом блока пам ти и вторым входом функционального преобразовател , выход которого соединен . о вторым входом второго блока вычитани , при 3том первый блок вычитани , аналого-цифровой преобразователь f блок пам ти и первьдй цифро-ана |Логовый преобразователь соединены последовательно, а второй вход первого , блока вычитани  ч подключен к. выходу второго цифро-аналогового преобразовател .To do this, an interpolating filter containing the first subtraction unit, the first input of which is the input of the interpolating filter, an analog-to-digital converter, a memory block and the first digital-to-analog converter, the output of which is connected to the first input of the functional pre-generator, is added to the accumulator, the second digital analog, converter, second subtractor, amplitude analyzer, memory register and third D / A converter connected in series between the output of the memory block and v the primary input of the functional converter, the output of which is connected. About the second input of the second subtraction unit, with the third first subtraction unit, the analog-digital converter f the memory unit and the first digital-to-analog | Log converter connected in series, and the second input of the first digital-analog converter connected to the output of the second digital-to-analog converter.

На фиг. 1 приведена структурна  электрическа  схема предлагаемого интерполирующего фильтра; на фиг,2.Временные диаграммы иллюстрирующие его работу,-- .,./-;:- : : , ; Интерполирующий фильтр содержит: последовательно соединенные первый блок 1 вычитани , аналого-цифровой преобразователь 2 (АЦП), блок 3 пам ти , первь1й цифро-аналоговый прербразователь 4 (ЦАП); и функциональный преобразователь 5, последоват ьно соединенные накапливающий сумматор 6 . второй ЦАП 7, ВТОРОЙ блок 8 вычитав ни , амплитудный анализатор 9, регистр 10 пам ти и .третий ЦАП 11, вкп ченные между выходом блока 3 пам ти и вторым входом функционального преобразовател  5, При этом первый вход первого блока 1 вычитани   вл етс  входом интерполирующего фильтра, jia который подаетс  аналого выход второго ЦАП 7 (сигнал :0ос подключен к второму входу первого блока 1 вычитани , выход функционального преобразовател  5 соединен .с вторым входом второго блока 8 вычитани , ЁхОды сброса блока 3 пам ти накапливающего сумматора б и регистра 10 пам ти подключены к шине управлени ,- . : - i Интерполируншдай Фильтр работает следующим образом . . FIG. 1 shows the structural electrical circuit of the proposed interpolating filter; in FIG. 2. The time diagrams illustrating his work, -.,. / -;::::,; The interpolating filter comprises: a first subtraction unit 1 in series, an analog-to-digital converter 2 (A / D converter), a memory block 3, a first digital-to-analog converter 4 (DAC); and a functional converter 5, successively connected accumulating adder 6. the second DAC 7, the SECOND block 8, having read the amplitude analyzer 9, the memory register 10 and the third DAC 11, inserted between the output of memory block 3 and the second input of the function converter 5, while the first input of the first readout unit 1 is input an interpolating filter, jia, which is supplied by the analog output of the second DAC 7 (signal: 0оc is connected to the second input of the first subtraction unit 1, the output of the functional converter 5 is connected to the second input of the second subtraction unit 8, the accumulator of the accumulator b and register Memory 10 is connected to the control bus, -.: - i Interpolation Filter works as follows.

Входной аналоговый сигнал 0 или дискдетизированный входной сигнал MeiA. (.фиг, 2) поступает на вход ин:терполирукпцего фильтра, т,е. на.вход йервого блока. 1вычитани . На второй вход первого блока 1 вычитани  поступает ступенчатое напр жение Обратной св зи Од , В момент времейй t (фиг. 2) }(ц -0. Тогда разность входных напр жений Iex-Uoc вx преобразуетс  АЦП 2 в код ,N через врем  -t ч записываетс  в блок 3 пам ти по сигналу управлени  в момент времени i.,. Далее преобразование сигнала идет параллельно во времени по двум каналам . В первом из них код м вновь пре образуетс  ЦАП в аналоговый сигнал , поступающий на вход функционал{ ного преобразовател  5 / (выходной сигнал преобразовател  5 может в 66щем случае представл ть собой любую функцию:кусочно-линейную, параболическую , синусоидальную и т.д., в рассматриваемом примере выходным сигналом функционального преобраэо- вател  3  вл етс  кусочно- линейна  Функци ). Во втором канале код N преобразуетс  в ступенчатое напр жение равное входному сигналу (() в. момент времени (фиг. 2) и достигающее этого .значени  через врем  i2 ® момент времени tj N(B этот момент может установитьс  с е дующее значение входного сингнала, если он дискретизирован, фиг, 2и,,д| Очередна  разность напр жений врем  ij, т.е. в момент времени/ з преобразуетс  АЦП 2 в код N и записьюаетс  в блок 3 пам ти вместо кода N. К этому времени (tj) выходное линейно измен ющеес  напр ж HaeUg,,, функционального преобразоват(е л  5 становитс  равным . (i) J Йапр жёние UBUX поступает на второй вход второго блока 8 вычитани , если равенство (1) не выполн етс , т.е. , тогда после прихода сигнала управлени  на втрром/выходе третьего ЦАП 12 в момент времени t по вл етс  корректирующий аналоговый сигна л, который суммируетс  в Функднональном преобразователе 5 с основным сигналом, компенсиру  погрешность Др саморазр да накапливающей емкости G, так, чтобы в следу ющий момент tjсравнени  равенства (1 выполнилось. , - . . ; в следующих тактах работа устройства аналогична.. Таким образом, выходной сигнал интерполирующего фильтра представлйет собой сглаженный входной сигнал, причем сглаживающа  функци  задаетс  функционгшьным преобразователем 5, а в приведенном описании работы фильтра эта функци  кусочно-линейнёь  Первый цифро-аналоговый преобраЭователь 4 и функциональный преобразователь 5 выполнены соответственно в виде преобразовател  кода в ток 4 и накапливающей емкости С. Така  реализаци  позвол ет, во-первых,упростить схему суммировани  аналоговых сигналов на входе функционального преобразовател  5, Д суммированию двух токов в узле,и, во-вторых , увеличить быстродействие за счет исключени  инерционного элемента - операционного усилител , который был бы необходим в случае суммировани  напр жений. Коды ( N , Nj иТ.д.) с выхода блока 3 пам ти поступают через накаплйвающий сукматор б на вход второго ЦАП 7, на выходе которого формируетс  ступенчатое напр жение обратной св зи и,с. Это напр жение поступает одновременно навторые входы первого блока 1 вычитани  и второго блока 8 вычитани , на первый вход которого, подаетс  напр жение Ugbiy с выхода функционального преобразовател  5. Таким образом, на .выходе BToppio блока 8 формируетс  разность напр жений Ap Uop-Ug, , затем, преобразуетс  амплитудным анализатором 9.в код, который по сигналу управлени  записываетс  в регистр 10 пам ти. Третий ЦАП 11 преобразует этот код в корректирующий ток 3ц, который добавл етс  к основному тоky Зо в слукае не выполнени  равенства (1), компенсиру  тем самым.погрешность недозар да накапливающей емкости С. -Выходные коды накапливающего сумматора 6  вл ютс  цифровым эквивалентом входного аналогового ригнала и, интерполирующего фильтра, При работе с выходом 2 (фиг. 1) интерполируювщй фильтр одновременно  вл етс  и аналого-цифровым преобра-;зователем , выгодно отлича сь тем самым по функциональным возможност м ч. от устройства-прототипа. . Предлагаемое устройство также выгодно отличаетс  от прототипа по точности . Действительно,, задержка сигнала в первом блоке 1 вычитани  и.аналогоцифровом преобразователе 2 приводит к искажению выходного сигнала интерполирующего фильтра и по влению погрешности (фиг. 2,д- отличие выходного сигнала фильтра р° ® ального (вЫх и ) МаксимЕшьную пог погрешность можно вычислить --17:. -,где ди„ - макснмальнОе приращение входного сигна/ia за период дискретизации .J - суммарное врем  задержкиAnalog input signal 0 or a discdiased MeiA input signal. (.fig, 2) is fed to the input of in: terpolyruptsogo filter, t, e. on the input of the first block. 1 read The second input of the first subtraction unit 1 receives a step voltage Feedback Od, At time t (Fig. 2)} (c-0. Then the difference of the input voltages Iex-Uoc ix is converted by the ADC 2 into a code, N through time - t h is written to memory block 3 by the control signal at time i.,. Further, the signal is converted in parallel over two channels, in the first of which the code is again converted by a DAC to an analog signal at the input of a functional converter. 5 / (the output signal of the converter 5 may, in the 66th case, represent any function: piecewise linear, parabolic, sinusoidal, etc., in the considered example, the output signal of the functional converter 3 is a piecewise linear Function.) In the second channel, the code N is converted to a step voltage equal to the input signal ( () V. The time instant (Fig. 2) and the instant of time tj N reaching this value in time i2 ® (B this moment can be set to the next value of the input singnal if it is sampled, fig 2, d, d | The next difference in voltage is time ij, i.e. at time / s, the A / D converter 2 is converted to the N code and written to the memory block 3 instead of the N code. By this time (tj), the output linearly varying voltage HaeUg ,,, the functional transform (el 5 becomes equal. (i) J Yapr UBUX is fed to the second input of the second subtraction unit 8, if equality (1) is not fulfilled, i.e., then after the arrival of the control signal, the third analog digital-to-analog converter at the time t appears at the time t which is summed up in the Functional Converter 5 with the main signal, compensated by deciding Others of self-accumulation of capacitance G, so that at the next moment tj of equality of equality (1 is fulfilled., -.;; in the following measures the operation of the device is similar. Thus, the output signal of the interpolating filter is a smoothed input signal, and the smoothing function set by functional converter 5, and in the given description of the filter operation this function is piecewise linear. The first digital-analog converter 4 and functional converter 5 are made respectively in the form of a transducer The code consumer to current 4 and accumulative capacitance C. Such realization allows, firstly, to simplify the summation circuit of analog signals at the input of the functional converter 5, D summing two currents in the node, and, secondly, to increase the speed by eliminating the inertial element - an operational amplifier, which would be necessary in the case of a summation of voltages. Codes (N, Nj, etc.) from the output of memory block 3 are fed through an accumulating sukmator b to the input of the second DAC 7, at the output of which a step feedback voltage is formed and, c. This voltage simultaneously arrives at the second inputs of the first subtraction unit 1 and the second subtraction unit 8, the first input of which is supplied with the voltage Ugbiy from the output of the function converter 5. Thus, the voltage difference Ap Uop-Ug is formed at the output BToppio of the unit 8, Then, it is converted by an amplitude analyzer 9. into a code which, according to a control signal, is written into memory register 10. The third DAC 11 converts this code into a 3c correction current, which is added to the main current, in the event that equality (1) is not fulfilled, thereby compensating for the undercharge of the accumulating capacitance C. The output codes of the accumulating adder 6 are the digital equivalent of the input analog When working with output 2 (Fig. 1), the interpolating filter is also an analog-to-digital converter, which differs in its functionality from the prototype device. . The proposed device also compares favorably with the prototype in accuracy. Indeed, the delay of the signal in the first block 1 of the subtraction and analog-digital converter 2 leads to a distortion of the output signal of the interpolating filter and the appearance of an error (Fig. 2, d) the difference of the output signal of the filter p ° ® of the real (OUT and) Maximal error can be calculated --17 :. -, where di „is the maximum increment of the input signal / ia over the sampling period .J is the total delay time

блоков 1 И 2, котора  сводитс  к нулю , так как в интерполирующем фильтре входное, напр жение Ugy сравниваетс  не с выходным напр жением Функционального преобразовател  5, а соblocks 1 and 2, which is reduced to zero, since the input filter in the interpolating filter, the voltage Ugy is not compared with the output voltage of the Functional Converter 5, but

ступенчатым напр жением U step voltage U

Поэтому в данном случае .Therefore, in this case.

КгKg

Claims (1)

ИНТЕРПОЛИРУЮЩИЙ ФИЛЬТР, СО?· держащий первый блок вычитания, первый входкоторого является входом Интерпол ируквдегофи ль тра, аналого-циф-INTERPOLING FILTER WITH? · Holding the first subtraction block, the first input of which is the input of the Interpol and Hands-Free Filter, analog-digital - ровой преобразователь, блок памяти , и первый: цифро-аналоговый преобразователь, выход которого подключён к первому входу функционального преобразователя, о т л и ч а ю щ и h с я тем, что, с целью повышения точности фильтрации, введены накапливающий сумматор, второй цифро-аналоговый преобразователь, второй блок вычитания, амплитудный анализатор, регистр памяти и третий цифро-аналоговый преобразователь, включенные последовательно между выходом блока памяти . и вторым входом функционального преобразователя, выход которого соединен с вторым входом второго блока вычитания,, при этом первый блок вычитания , аналого-цифровой преобразователь , блок памяти и первый цифроаналоговый преобразователь соединены последовательно, а второй вход 'Первого блока вычитания подключен 'к выходу второго цифро-аналогового преобразователя.- a level converter, a memory block, and the first: a digital-to-analog converter, the output of which is connected to the first input of the functional converter, with the exception that, in order to increase the filtering accuracy, an accumulating adder is introduced, a second digital-to-analog converter, a second subtraction unit, an amplitude analyzer, a memory register, and a third digital-to-analog converter, connected in series between the output of the memory block. and the second input of the functional converter, the output of which is connected to the second input of the second subtraction unit, wherein the first subtraction unit, the analog-to-digital converter, the memory unit and the first digital-to-analog converter are connected in series, and the second input of the 'First subtraction unit is connected' to the output of the second digital -analog converter. sizooirns**sizooirns **
SU823529305A 1982-12-27 1982-12-27 Interpolating filter SU1100715A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823529305A SU1100715A1 (en) 1982-12-27 1982-12-27 Interpolating filter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823529305A SU1100715A1 (en) 1982-12-27 1982-12-27 Interpolating filter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1100715A1 true SU1100715A1 (en) 1984-06-30

Family

ID=21041680

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823529305A SU1100715A1 (en) 1982-12-27 1982-12-27 Interpolating filter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1100715A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1.Автсфское свидетельство СССР 663074, кл. Н 03 Н 7/02, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР 650226, кл. Н 03 К 13/02/(прототип) . *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5103229A (en) Plural-order sigma-delta analog-to-digital converters using both single-bit and multiple-bit quantization
EP0670088B1 (en) Pipelined analog to digital converters and interstage amplifiers for such converters
EP0199745B1 (en) Analog-to-digital converter
GB2080059A (en) Digital-to-analogue converter
JPH0779243B2 (en) Oversample type A / D converter
US6100834A (en) Recursive multi-bit ADC with predictor
EP0981205B1 (en) Delta-sigma modulator with improved full-scale accuracy
JP2534711B2 (en) Oversample type A / D converter
EP0764369A1 (en) Switched-capacitor one-bit digital-to-analog converter with low sensitivity to op-amp offset voltage
US4990914A (en) Method and apparatus for interpolative A/D conversion
CA1238979A (en) Higher order interpolation for digital-to-analog conversion
US4999627A (en) Analog-to-digital converter using prescribed signal components to improve resolution
EP1588492B1 (en) An analog-to-digital conversion arrangement, a method for analog-to-digital conversion and a signal processing system, in which the conversion arrangement is applied
JPH07105762B2 (en) Analog-to-digital converter using decimation filter of sigma-delta converter and the same
SU1100715A1 (en) Interpolating filter
WO1981003724A1 (en) Interpolative encoder for subscriber line audio processing circuit apparatus
KR100360631B1 (en) Decimation circuits and methods for providing substantially uniform magnitude responses and substantially linear phase responses and for filtering quantized signals
US5084701A (en) Digital-to-analog converter using cyclical current source switching
US5760617A (en) Voltage-to-frequency converter
WO1998008298A9 (en) Voltage-to-frequency converter
AU540017B2 (en) Interpolative analog-to-digital converter for subscriber line audio processing circuit apparatus
SU1027740A1 (en) Device for piecewise-linear approximation
SU1109872A1 (en) Device for digital phase discriminating of pulse sequences at unequal frequencies
SU1695506A1 (en) Device for smoothing of signal of digital-to-analog computer
SU1145353A1 (en) Function generator