SU1226609A1 - Устройство дл частотного разделени многоканального цифрового сигнала - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области цифровой многоканальной св зи. Цель изобретени  - упрощение устройства. С этой целью устройство содержит группы сумматоров и М групп по М умножителей, соединенные с остальными узлами устройства в соответствии с решаемой задачей. Устройство предназначено дл  выделени  канальных сигналов из группового сигнала с частотным разделением каналов.. Принцип работы состоит в рассмотрении нерекурсивного цифрового фильтра нижних частот в качестве исходного устройства при построении цифрового 1)ильтра дл  разделени  многоканального сигнала . 1 ил. i ю to Од Од

Description

Изобретение относитс  к цифровой многоканальной св зи и предназначен дл  вьщелени  канальных сигналов из группового сигнала с частотным разделением каналов.

Цель изобретени  - упрощение устройства .

На чертеже представлена структурна  схема предлагаемого устройства

Устройство содержит элементы 1 задержки, группу умножителей 2 н коэффициенты, группу сумматоров 3, группы умножителей 4 на ко; ффициент и группу сумматоров 5.

Принцип работы устройства можно объ снить, рассматрива  нерекурсивный цифровой фильтр нижних частот (ЦФНЧ) в качестве исходного устройства при построении цифрового фильтра дл  разделени  многоканального сигнала.

Известно, что частотную характеристику цифрового полосового фильтра можно представить как сумму, частотных характеристик ЦФНЧ-Н (1 ), сдвинутых вправо и влево по оси частот на величину центральной частоты полосы пропускани  -го цифре вого полосового фильтра (), формируемого на основе ЦФНЧ, при этом импульсна  характеристика ЩФ представлена через импульсную характеристику ЦФНЧ

h (п) h{n) .COSQ; .п., (1)

где h ( - последовательность отсчетов импульсной характеристики ЦФНЧ; Ь;(п)- последовательность отсчетов импульсной характеристики ЦПФ.

В многоканальных системах все не- частоты, используемые при частотном уплотнении, и частота дискретизации нормируютс  и берутс  кратными какой-нибудь посто нной величине , поэтому СО; различных ЦПФ тоже будут кратньм одной посто нной величине и отношение бз;, к частоте дискретизации можно представить правильной радиональной дробью

«;

Подставл  

h-(n)

2l i-

q

2 в 1

h(n).cos

где j - номер канала или ЦПФ в многоканальной системе, и, так как

должно выполн тьс  Котельникова, то

О; ITj i

условие теоремы

5

макс 2 Спектр многоканального сигнала

СО; Дйз

i L

q

Выражение (3) означает, что дл  перехода от ЦФНЧ к ЦПФ, настроенному не центральную частоту i -го канала, необходимо перемножить отсчеты импульсной характеристики ЦФНЧ на отсчеты сдвигающей последовательности cos -- 1п; , что требует большого количества дополнительных операций умножени  при аппаратурной реализации такого перестраиваемого фильтра. Однако количество операций умножени  можно во много раз уменьшить, если учесть,

1Г

что последовательность cos -- in

q

содержит р д одинаковых значений, следующих с периодом q отсчетов

0

2 м

cos .- q

i (n+q) (4)

21Г in cos -

q

Это позвол ет сгруппировать слагаемые с одинаковыми множител ми в выражении свертки, по которому определ етс  последовательность Y- (n) на выходе i -го Щ1Ф:

1-1

Y;(n) Z: cos

.х{п-т-1с),

H (

ч.

2

- mi ZT h(m-lq) .

q

(5)

где N - число отсчетов импульсной характеристики ЦФНЧ можно всегда сделать кратным а , дополнив импульсную характеристику нулевыми отсчетами .

Четна  симметри  функции cos х

2 ь . 2 Г .. .

сов - in COS - i(q-n)

q q

позвол ет сократить число множителей вида cos - mi в выражении (4)

q

еще

вида вдвое:

V-1

IX (nbIIco6- m;il|h --0

XX h-m.

тч ( lC2E+n-1

Я(2гм1

„.„ЛЛ,ь.

+

55

ь(е).х(.-Ц),

(6)

если q нечетно, и

о ч- Г Г (26+0

2 о-ч q-i г

V/ , S- 2 U

COS -mi 2 1 h

m.l (,

- t-m «

«X

-..a(.,,..

N

(.x(,).4((n.|4, (7)

если q-четно.

Вьгражение {7) не. учитывает нечетную симметрию функции относительно точки х- , Что позвол ет в случае чатных д уменьшить количество дополнительных множителей еще вдвое

В общей случае количество дополнительных умножителей М, , вводимых в ЦФНЧ дл  преобразовани  его в ЦПФ, определ етс  количеством отличных друг от друга по модулю значений последовательности cos - in,

1 1 не равным 0,1 и

-1

«1 оМ ,

-2

1Г

если q нечетно если четно

q/4-l, если кратно 4 q/4-2, если кратно 12

(8)

Так как периодичность сдвигающей последовательности при заданном q не зависит от i (4), то структура группировани   вл етс  одинаковой дл  всех цифровых фильтров (ЦФ), которые стро тс  на базе исходного ЦФНЧ. В результате этого возможны дискретна  перестройка ЦФ с шагом

2 iCtf - путем смены множителей по

q

формулам (6 и 7), количество которых определ етс  по формуле (8), подаваемых на дополнительные умножите- . ли, или реализаци  многоканального фильтра,эквивалентного гребенке ЦПФ из i фильтров,путем параллельного подключени  нескольких умножителей , на каждый из которых псдает2 . г.

с  множитель cos - in, где h - const, а , I , и формирова- ни  выходов отдельных каналов суммироi:

7)

четно уо вое.

лдио в иче ,

8)

12266094

ванием выходных результатов умножений, соответствующих данному каналу.

015щее количество умножителей, необходимых дл  формировани  много- 5 полосного фильтра с максимально воз- можным при заданном количестве каналов , вследствие коммутативности i и N в выражении (4) равно .

Последовательность отсчетов вход 10 iforo сигнала поступает в цифровые элементы 1 задержки, к отводам которых подключены умножители 2 на коэффициенты вз того за основу ЦФНЧ, рас-- считанного из того услови , что по- 15 лоса пропускани  ЦФНЧ в два раза уже требуемой полосы пропускани  формируемых ЦПФ, Группирование слагаемых производитс  сумматорами 3, умножение на отсчеты сдвигающих пос- 20 ледовательностей - умножител ми 4. Сумматоры 5 объедин ют выходы умножителей , в которых производитс  умножение на отсчеты какой-либо одной сдвигающей последовательности, 25 и формируют выходы отдельных ЦПФ.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  частотного разде- лени  многоканального цифрового сигнала содержащее. N последовательно соединенных элементо задержки, причем выход i-ro (i 1,N) элемента задержки подключен к входу i-ro умножител  на коэффициент первой группы , отличающеес  ем, что, с целью упрощени  устройства, оно содержит первую и вторую группу сумматоров и М групп по М умножителей (М N/q, где N - объем входной выборки, q - число каналотв), причем выход (jf l.q)-ro (j- ,) умножител  на коэффициент первой группы подключен к j-му входу 1-го умножител  первой группы, выход которого подключен к входам умножителей на коэффициент (l+l )й группы, при этом выход k -го (,) умножител  на коэффициент (1+1)-и груп- пы подключен к 1-му входу k-ro сумматора второй группы, выход которого  вл етс  выходом 1-го канала устройства.

   Редактор О. Бугир

   Составитель А. Баранов

   Техред Л.Олейник Корректор М. Шароши

   Заказ 2145/56

   Тираж 816Подписное

   ВПНИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. t/5

   Прои:жодстве)и1о-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4