Многоканальное устройство фильтрации

 

МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ФИЛЬТРАЦИИ, содержащее входной анализатор скользящего спектра, блок, формирования тактовых импульсов, М каналов фильтрации, каждый из которых состоит из последовательно соединенных первого комбинационного сумматора , первого накапливакяцего сумматора и первого выходного регистра, первого и второго перемножителей, включенных между первым и вторым выходами анализатора скользящего спектра и входами первого комбинационного сумматора соответственно и блока постоянной памяти, первый и второй выходы которого соединены с вторыми входами первого) и второго перемножителей соответственно, первые входы первых перемножителей и вторых перемножителей соответственно объединены между собой, входы управления блоков постоянной памяти, первые и вторые. входы управления первых накапливаннцих сумматоров и входы управления первых выходных регистров всех М каналов соответственно объединены между собой и подключены к адресному выходу, выходу записи, сброса и перезаписи блока формирования тактовых импульсов соответственно , тактовый выход которого соединен с первым входом управления анализатора скользящего спектра, о тличающееся тем, что, с целью повышения точности фильтрации, в каждый из М каналов фильтрации введены последовательно соединенные второй комбинационный сумматор, второй., накапливающий сумматор и второй выходной регистр, входы управления которых объединены с входами управления первого комбинационного сумматора , первого накапливающего сумматора и первого выходного регистра соответственно , третий и четвертый перемножители , включенные между первым и вторым выходами анализатора скольСО 00 зящего спектра и входами второго комбинационного сумматора соответствен но, вторые входы третьего и четвертого перемножителей соединены с вторым 00 и первым выходами блока постоянной памятисоответственно, а анализатор скользящего спектра выполнен в виде анализатора скользящего спектра комплексньсх сигналов, второй вход управления которого подключен к выходу управления блока формирования тактовых импульсов.

СООЭ СОВЕТСНИХ

СОЯ@

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 03 Н 19 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н AST0PCH0MV СЗИДЕТЕЛЬСТБУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3672795/24-09 (22) 09. 11.83 (46) 23. 11.85. Бюл. Ф 43 (7 1) Ордена Ленина институт кибернетики им.В.М.Глушкова (72) В.И.Чайковский и В.Я.Краковский (53) 62 1.372.544(088.8) (56) Заявка ФРГ 2436013, кл. Н 03 Н 7/02, опублик. 1976 °

Авторское свидетельство СССР

У 995282, кл. Н 03 Н 19/00, 1980. (54)(57) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

ФИЛЬТРАЦИИ, содержащее входной анализатор скользящего спектра, блок. формирования тактовых импульсов, М каналов фильтрации, каждый из которых состоит из последовательно соединенных первого комбинационного сумматора, первого накапливающего сумматора и первого выходного регистра, первого и второго перемножителей, включенных между первым и вторым выходами анализатора скользящего спектра и входами первого комбинационного сумматора соответственно и блока постоянной памяти, первый и второй выходы которого соединены с вторыми входами первого и второго перемножителей соответственно, первые входы первых перемножителей и вторых перемножителей соответственно объединены между собой, входы управления блоков постоянной памяти, первые и вторые. входы управления первых накапливающих

ÄÄSUÄÄ 1193778 А сумматоров и входы управления первых выходных регистров всех М каналов соответственно объединены между собой и подключены к адресному выходу, выходу записи, сброса и перезаписи блока формирования тактовых импульсов соответственно, тактовый выход которого соединен с первым входом управления анализатора скользящего спектра, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности фильтрации, вкаждый из M каналов фильтрации введены последовательно соединенные второй комбинационный сумматор, второй. накапливающий сумматор и второй выходной регистр, входы управления которых объединены с входами управления первого комбинационного сумматора, первого накапливающего сумматора и первого выходного регистра соответственно, третий и четвертый перемножители, включенные между первым и вторым выходами анализатора скользящего спектра и входами второго комбинационного сумматора соответственно, вторые входы третьего и четвертого перемножителей соединены с вторым и первым выходами блока постоянной памяти соответственно, а анализатор скользящего спектра выполнен в виде анализатора скользящего спектра комплексных сигналов, второй вход управления которого подключен к выходу управления блока формирования тактовых импульсов.

1193778

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах цифровой обработки информации.

Цель изобретения — повышение точности фильтрации.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема многоканального устройства фильтрации; на фиг.2— структурная электрическая схема анализатора скользящего спектра комплексных сигналов; на фиг.3 — структурная электрическая схема формирования тактовых импульсов; на фиг.4— диаграмма работы блока формирования тактовых импульсов.

Многоканальное устройство фильтрации содержит анализатор 1 скользящего спектра комплексных сигналов,jW каналов 2 фильтрации, каждый иэ которых состоит из первого и второго перемножителей 3 и 4, блока 5 постоянной памяти, первых комбинационного и накапливающего сумматоров 6 и 7, первого выходного регистра 8, третьего и чет— вертого перемножителей 9 и 10, вторых комбинационного и накапливающего сумматоров 11 и 12, и второго выходного регистра 13, а также блок 14 формирования тактовых импульсов. 30

Анализатор 1 скользящего спектра комплексных сигналов содержит первый и второй аналого-цифровые преобразователи (АЦП) 15 и 1б, первое и второе оперативные запоминающие устройства З5 (ОЗУ) 17 и 18, первый, второй, третий, четвертью, пятый и шестой сумматоры 19-24, первый, второй, третий и четвертый умножители 25-28, третье и четвертое ОЗУ 29 и 30 и цифровой 40 генератор 31 гармонических функций.

Блок 14 формирования тактовых импульсов содержит генератор 32 тактовых импульсов, счетчик 33, регистр 34 и формирователь 35 пачек импульсов. 45

Многоканальное устройство фильтра.ции работает следующим образом.

На вход анализатора 1 скользящего спектра комплексных сигналов поступает подлежащий фильтрации комплексный сигнал f. (t) = х(1)+ > у (t ) (фиг.4а, б) .

Блок 14 формирования тактовых импульсов вырабатывает импульсы код сигнала р и пачки тактовых импульсов 1 92э > (фиг ° 4вв еэ жэ зе 55 и).

В анализаторе 1 скользящего спектра комплексных сигналов происходит дискретизация (и квантование) входного сигна.,а () (с помощью первого и второго АЦП 15 и 16), в результате чего получаются отсчеты входного сигнала f(k)= x(k)+ 1у(3с) (фиг.4г, д), над которыми производится в скользящем режиме анализа спектра прямое спектральное преобразование.

Анализатор 1 скользящего спектра комплексных сигналов реализует эффективную рекуррентную процедуру:

I . 2й о { (pj N (Elqj el для получения отсчетов скользящего спектра где N — размерность вектора наблюдения, р — номер гармоники,. ре О, р-1 р ñ N

, — текущий номер отсчета сигнала (с = О, 1, 2 ...)..

Последовательность отсчетов спектра требуемой передаточной характеристики в каждом из i =0,1,2,...,М каналов 2 фильтрации задается в виде

К.(р)" ReH,(р)+13 И;(р), ре О,р-1; l61,%. (2)

Цифровые фильтры с конечной импульсной характеристикой (КИХ-фильтры) формируют значения где,б. (f<) — импульсная характе-.

/бб

pHcTHKG Q -го канала 2 фильтрации. В соответствии с теоремой Парсеваля последнее выражение эквивалентно в спектральном представлении

P-1 где н б (р) — сопряженный спектр им1 пульсной характеристики l -го канала

Р-1

e,(ð) ReЕ.,(y)X (ReF (pI-ReH;(p)+ р*О

+Э (р).3 Н;(р)); р-1

e,(p)3 Е;(р) Х(Э р (р)реН;(р)р>0

-Кер (p) З ii;(p)), 20

2S (5) 30.где )1,= О, 1, 2, - ° °, )61,М, )RR(y) и v> (y)- выходные сигналы f-x ()=1,,2,...,)))0 каналов.

Выражения (4) и (5) представляют собой запись алгоритмов многоканальной цифровой фильтрации на основе скользящего анализа спектра, реализуемых предлагаемым устройством. Для этого на каждом mare скольжения анализатор

1 скользящего спектра комплексных сигналов последовательно во времени (в темпе поступления с блока 14 формирования тактовых импульсов q,p) выдает отсчеты скользящего спектра (1) по каждой гармонике р е 0 р на первые

45 входы соответствующих первых, вторых, третьих и четвертых перемножителей

3;, 4;, 9;и101.

Каждый импульс g,p,âûðàáàòûâàåìûé " в блоке 14 с помощью формирователя35, . одновременно подсчитывается счетчиком

33,а также осуществляет запись в регистр 34с выхода счетчика33 предыдуз 1193

2 фильтрации или его сопряженная передаточная характеристика. Развернув выражение (3), получаем

P-1

Е;()=С .())ер (р).(3 Fe(p))(ReH,(р)р=0 р-р

-) )«H;(p))*X (ReF<(p).ReH<(p)e3„Fe(p)к

Р-О

10 р1 ., H;(pl) ) X. p pe (p)-Re H,. (ð)р о

- е (р) И (р)), =0,,2,,;c<,ì, 15 откуда составляющие комплексных отсчетов фильтрованных сигналов определяются следующим образом:

778 4 щего значения номера гармоники р которое подается на управляющие входы блоков 5 (фиг.4е), вырабатывающих последовательности отсчетов передаточных характеристик (2) и, синхронно с поступлением отсчетов спектра (1) подающих их на вторые входы первых, вторых, третьих и четвертых перемножителей 3;, 4;, 9i и 10>, на выходе которых формируются произведения

Re р,„(р) Ре Н,(р) — на выходе первых умножителей, 12 е р (р) - З„Н (р) — на выходе вторых умножителей, 3 р,)(р)"

«Эер, Н;(р). — на выходе третьик умножителей, р„, F>(p) -120H„(ð) — на выходе четвертых умножителей.

Первое и третье произведения пода-. ются на входы первых комбинационных сумматоров 6. R а вторые и четвертоена входы вторых комбинационных сумматоров 11. 1, где производится их алгебраическое суммирование в соответствии с выражениями (4) и (5) и каждая сумма последовательно во времени

) поступает соответственно на входы первых и вторых накапливающих сумматоров 7.1 и 12. 1, которые управляются импульсами (и ((фиг.4ж и з) таким образом, что при поступлении импульса е к содержимому первых и..

1 вторых накапливающих сумматоров 7. 1 и 12. i добавляется очередная сумма парного произведения для соответствукицего номера гармоники р, а при поступлении импульса производится их сброс в нуль. Перед сбросои информация,с выходов первых и вторых на" капливакицих сумматоров 7.) и 12.i переписывается импульсом 4>(фиг.4и) в соответствующие первые и вторые выходные регистры 8.1 и 13.i . .Импульсы Ч,, е е и е вырабатываются формирователем 35 блока 14 формирования тактовых импульсов в соответствии с приведенной на фиг.4 временной диаграммой.

Таким образом, на каждом последующем шаге сколыкения е),+1 в каждом канале фильтрации будет представлено комплексное значение отсчета реакции фильтра ; () = к;(е),)+ ) (ф) (фиг.4к и л), полученное на предыдущем шаге скольжения ее. в соответствии с выражениями (4) и (5).

1193778

1193778 фиг. Ю фиг. 4

Составитель А.Осипович

Редактор Е.Папп Техред С.Мигунова Корректор С.Черни

Заказ 7323/57 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4