SU1450080A1

SU1450080A1 - Универсальное звено цифрового фильтра

Info

Publication number: SU1450080A1
Application number: SU874264539A
Authority: SU
Inventors: Александр Григорьевич Остапенко; Сергей Иванович Лавлинский
Original assignee: Воронежский Политехнический Институт
Priority date: 1987-06-17
Filing date: 1987-06-17
Publication date: 1989-01-07

Abstract

Изобретение относитс к радиотехнике . Цель изобретени - расширение функциональных возможностей. Универсальное звено цифрового фильтра содержит сумматоры 1-8, эл-ты задержки 9 и 10 и умножители 11, 12 и 13. Цель достигаетс путем обеспечени низкочастотной и высокочастотной фильтрации и амплитудной коррекции сигнала с помощью введенных сумматоров 1, 4 и 8. 2 ил.

Description

i

(Л

4;:

сд

00

Фиг.1

I Изобретение относитс к радистах нике и может быть использовано дл

фильтрации сигналов, задаваемых циф- ровым кодом.

Цель изобретени - расширение функциональнь5х возможностей путем обеспечени низкочастотной и высокочастотной фильтрации и амплитудной коррекции сигнала.

; На фиг, 1 представлена электри- I ческа структурна схема универсального звена цифрового фильтра; на I фиг. 2 - граф универсального звена I цифрового фильтра. ,

I Универсальное звено цифрового I фильтра (фиг. 1).содержит с первого I по восьмой сумматоры 1-8, первый и I второй элементы 9. и 10 задержки,пер- I вый, второй и третий умножители 11- 13, первый, второй, третий, четвертый , п тый и шестой входы 14-19 и I выход 20. I Универсальное звено 1щфрового I фильтра работает следующим образом. : На низких частотах, где изменение I сигнала в пределах одного или даже : двух периодов квантовани весьма не- ; значительно, коэффициент передачи первого и второго элементов 9 к 10 задержки можно считать приближенно равным единице. Учитыва также, что

коэффициент умножени третьего умно- . жител 13 невелик, так как нормирова по частота квантовани , значение сиг ;нала на выходе 20 (в случае использовани входа режекторного фильтра) .будет в основном определ тьс по ветв м: шестой сумматор 1 - четвертый сумматор 6 - п тый сумматор 8; шее- той сумматор 1 - первый сумматор 2 - второй сумматор 3 - первый элемент 9 задержки - третий сумматор 5 - второй элемент 10 задержки - четвертый сумматор 6 - п тый сумматор 8 шее- той сумматор 1 - первый сумматор 2 - первый умножитель 11 - седьмой сумматор 4 - третий сумматор 5 - второй элемент 10 задержки - четвертый сумматор 6 - п тый сумматор 8. Суммирование передач по этим ветв т дает общий коэффициент передачи, примерно равный единице.

В случае использовани четвертого входа 17 (входа полосового фильтра ) на низких частотах входные отсчеты сигнала через ветвь: восьмой сумматор 7 - третий умножитель 13 складьшаютс выходными отсчетами через цепь об

5

0 5 Q

Q

5

0

5

ратной отрицательной св зи: восьмой сумматор 7 - третизЯ умножитель 13 - второй сумматор 3 - первый элемент 9 задержки - третий сумматор 5 - второй элемент 10 задержки - четвертый сумматор 6. Так как входные и выходные отсчеты приближенно равны друг другу, то они практически компенсируютс один другим. При рассмотрении достаточно высоких частот коэффициенты передачи первого и второго элементов 9 и 10 задержки устремл ютс к минус единице,

Сумма передач по указанным ветв м дает общий к оэффициент, примерно равный единице, в случае режекторного фильтра и соответственно - приближенного нулю в случае полосового фильтра. На средних частотах за счет фазового сдвига в первом и втором элементах 9 и 10. задержки происходит ослабление коэффициента передачи дл режекторного фильтра и увеличение режекторного фильтра и увеличение коэффициента передачи дл посолового фильтра.

Крутизна АЧХ фипьтров опреде.л ет- с степенью компенсации отсчетов на выходе п того сумматора 8 с помощью изменени величины коэффициента умножени третьего умножител 13, ко-- торый определ ет полосу пропускани полосового фильтра и полосу затухани дл режекторкиго фильтрат Резонансна частота и чшстота режекции при этом определ етс частотно-зависимыми св з ми, образованными первым умножителем 11.

Если использовать первый и третий входы 14 и 16 (входы фазового и амплитудного корректоров), то как на низких, так и на высоких частотах (близких к половине частоты дискретизации ) , отсчеты сигнала на выходе п того сумматора 8 практически определ ютс амплитудами отсчетов сигнала на выходе четвертого сумматора 6, так как значение отсчетов на выходе третьего умножител 13 (а значит, и на инвертирующем входе п того сумматора 8) приближенно равно нулю. Таким образом, коэффициент передачи в этом случае примерно равен единице. На средних частотах дл фазового корректора уменьшение амплитуды отсчетов на неинвертирующем входе п того сумматора В полностью скомпенсировано увеличением а га1Итуды отсчетов на

его инвертирующем входе.

1450080 Следователь

но, коэффициент передачи в этом случае посто нен по всем диапазоне частот и близок к единице. При этом на низких и высоких частотах выходной сигнал совпадает с входным как по амплитуде, так и по фазе. На средни частотах амплитуда сигналов остаетс посто нной, а разность фаз становит- с отличной от нул , стрем сь на некоторой частоте - к 180°.

В случае использовани первого входа 14 (входа амплитудного корректора ) на средних частотах степень компенсации отсчетов на входах п того сумматора 8 (глубина коррекции АЧХ) определ етс .величиной коэффициениа второго умножител 12. Собственные частоты обоих корректоро определ ютс значением коэффициента первого умножител 11. Если использовать входы низкочастотного или высокочастотного фильтров, то как на низких, так и на высоких частотах коэффициент передачи определ етс дл обоих видов фильтров суммой передачи ветвей: второй сумматор 3 - первый элемент 9 задержки - третий сумматор

5 - второй элемент 10 задержки - чет вертый сумматор 6 - п тый сумматор

8; седьмой сумматор 4 - третий сумматор 5 - второй -элемент 10 задержки - четвертый сумматор 6 - п тый сумматор 8j четвертый сумматор 6 - s п тый сумматор 8. Отличие состоит в том, что при переходе от низкочастотного к высокочастотному фильтру инвертируетс коэффициент передачи втоФормула изобретени

Универсальное звено цифрового фильтра, содержащее последрвательно соединенные первьй сумматор, второй сумматор, первый элемент задержки, третий сумматор, второй элемент задержки , четвертый сумматор и п тый

рой из перечисленных выше, ветвей.Это 40 умматор, выход которого соединен с дфиводит к тому, что на низких частотах дл НЧ фильтра и на высоких час- Тотах дл ВЧ фильтра суммарный коэф- фициент передачи близок к единице,а на высоких частотах дл НЧ фильтра и 45 на низких дл ВЧ фильтра он близок

вычитающим входом первого сумматор и вл етс выходом универсального звена цифрового фильтра, первый умножитель , вход которого соединен с выходом первого сумматора, второй ум ножитель, вход которого вл етс пер Bbifi входом универсального звена цифрового фильтра, третий умножитель, выход которого соединен с вычитающим входом п того сумматора и с вторым входом второго сумматора, отличающеес тем, что, с целью расширени функциональных возможностей путем обеспечени низкочастотной и высокочастотной фильтрации и амп- тудной коррекции сигнала, введены шестой, седьмой и восьмой сумматоры при этом первый вход шестого сумматора соединен с входом второго умножител

у. нулю. . При этом все изложенные операции

суммировани и умножени выполн ютс в -промежутке времени между двум

соседними отсчетами входного сигнала , т.е. в период его квантова ни , равный времени задержки первого и второго элементов 9 и 10 задержки.

Перадаточные функции данного фильтра по различным входам, найденные с помощью графа (фиг. 2) в Z- плоскости имеют вид

н /.-.ч bA(1-K)-(1-A)(1-A(1+K))Z 1-2(1-A)BZ-V(1-2A)Z-

Н

-1

ew

(z-)

(1-А) (1-2Z +Z 0 . 12(1-A)BZ- +(1-2A)Z

Т4 Г7- - (1-A)(1-2Z + г) . нч - 12(1-A)BZ-4(1-2A )Z-

Нп(2-)

А(1 г.г-Ъ

l-2(1-A)BZ- +(1-2A)Z-i

н (1-A)(1-2BZ V р ) 12(1-A)BZ-4(1z- )

2A)Z

HtK(Z- )

12A-2B(1-A)Z V(H-2A)Z 12(1-A)BZ- +z-4l-2A)

-1

где Hд(Z ), Hj(Z- ), HM(Z- ), ))

I I .

Hпф(Z ), Hpф(Z ) - передаточные функции амплитудного корректора, высокочастотного , низкочастотного, полосового , режекторного фильтров, фазового корректора соответственно, В, К, А - коэффициенты умножени первого , второго и третьего умножите .1-13.

Claims

Формула изобретени

Универсальное звено цифрового фильтра, содержащее последрвательно соединенные первьй сумматор, второй сумматор, первый элемент задержки, третий сумматор, второй элемент задержки , четвертый сумматор и п тый

40 умматор, выход которого соединен с 45

50

55

вычитающим входом первого сумматора и вл етс выходом универсального звена цифрового фильтра, первый умножитель , вход которого соединен с выходом первого сумматора, второй умножитель , вход которого вл етс пер- Bbifi входом универсального звена цифрового фильтра, третий умножитель, выход которого соединен с вычитающим входом п того сумматора и с вторым входом второго сумматора, отличающеес тем, что, с целью расширени функциональных возможностей путем обеспечени низкочастотной и высокочастотной фильтрации и амп- тудной коррекции сигнала, введены шестой, седьмой и восьмой сумматоры, при этом первый вход шестого сумматора соединен с входом второго умножител .

второй вход шестого сумматора вл етс вторым входом универсального звена цифрового фильтра, третий вход соединен с первым суммирующим входом восьмого сумматора и вл етс третьим входом универсального звена цифрового фщтьтра, первый вычитающий вход восьмого сумматора вл етс четвертым входом универсального звена цифрового фильтра, второй вычитающий вход соединен с выходом второго умножител , второй суммирующий вход - с выходом четвертого сумматора , первый суммирующий вход седьмого сумматора - с выходом первого умноfil . -1

Редактор А.Ворович

Составитель Эо Борисов

Техред Л.Олийньж Корректор Г.Решетник

Заказ 697А/53

Тираж 929

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35„ Раутска наб., ц. 4/5

жител , второй суммирующий вход - с вторым входом четвертого сумматора и с треты-гм входом второго сумматора и вл етс п тым входом универсального звена цифрового .фильтра, вычитающий вход - с третьим входом четвер того сумматора и с четвертым входом второго cyMjfaTopa и вл етс шестым входом универсального звена цифрового фильтра 5, а выход - с вычитающим входом третьего сум;-штора, при этом суммирующий вход первого с мматора соединен с четвертым входом четвертого сумматора и с выходом шестого суг- матора.

Л

Подписное