RU109619U1 - DIGITAL FILTER WITH ZERO PHASE FREQUENCY CHARACTERISTIC - Google Patents
DIGITAL FILTER WITH ZERO PHASE FREQUENCY CHARACTERISTIC Download PDFInfo
- Publication number
- RU109619U1 RU109619U1 RU2011123825/08U RU2011123825U RU109619U1 RU 109619 U1 RU109619 U1 RU 109619U1 RU 2011123825/08 U RU2011123825/08 U RU 2011123825/08U RU 2011123825 U RU2011123825 U RU 2011123825U RU 109619 U1 RU109619 U1 RU 109619U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- signal
- mixer
- filter
- Prior art date
Links
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 7
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Abstract
Цифровой фильтр с нулевой фазочастотной характеристикой, содержащий первый узкополосный фильтр, вход которого является входом устройства, а выход подключен к первому входу смесителя, отличающийся тем, что в него введены блок формирования сигнала с удвоенной частотой несущего колебания входного сигнала, вход которого подключен к входу устройства, а выход подключен ко второму входу смесителя, второй узкополосный фильтр, вход которого подключен к выходу смесителя, а выход является выходом устройства. A digital filter with a zero phase-frequency characteristic, containing the first narrow-band filter, the input of which is the input of the device, and the output is connected to the first input of the mixer, characterized in that a signal conditioning unit with a double frequency of the carrier oscillation of the input signal, the input of which is connected to the input of the device, is introduced into it and the output is connected to the second input of the mixer, the second narrow-band filter, the input of which is connected to the output of the mixer, and the output is the output of the device.
Description
Полезная модель относится к радиотехнике и другим областям электронной техники, в которых используется цифровая обработка узкополосного сигнала, и может быть использована для фильтрации амплитудно модулированного (AM) сигнала и для коррекции фазовых сдвигов несущего колебания.The utility model relates to radio engineering and other areas of electronic engineering that use digital processing of a narrowband signal, and can be used to filter the amplitude modulated (AM) signal and to correct phase shifts of the carrier wave.
В качестве аналога полезной модели может быть рассмотрен известный способ цифровой фильтрации [1], по которому выборка отсчётов сигнала обрабатывается цифровым фильтром, затем порядок следования выходных отсчётов меняется на обратный, и полученная новая выборка отсчетов обрабатывается этим же цифровым фильтром. Эквивалентная фазочастотная характеристика (ФЧХ) фильтра при данном способе фильтрации является нулевой. Например, в программе MATLAB [1] данный способ реализуется функцией filtfilt.As an analogue of the utility model, the well-known digital filtering method [1] can be considered, according to which the sample of the signal samples is processed by a digital filter, then the sequence of output samples is reversed, and the resulting new sample of samples is processed by the same digital filter. The equivalent phase-frequency characteristic (PFC) of the filter with this filtering method is zero. For example, in the MATLAB program [1], this method is implemented by the filtfilt function.
Недостатком аналога является невозможность его использования в динамических режимах с непрерывной обработкой сигнала.The disadvantage of the analogue is the impossibility of its use in dynamic modes with continuous signal processing.
Известно устройство [2] (прототип) для преобразования начальной фазы гармонического сигнала в преобразователе девиации частоты периодического сигнала, содержщее смеситель, оба входа которого и вход многокаскадного полосного усилителя подключены к выходу полосного усилителя, вход которого является входом преобразователя начальной фазы, второй смеситель, к первому входу которого подключен выход смесителя, ко второму входу подключен выход многокаскадного полосного усилителя, а выход является выходом преобразователя начальной фазы.A device [2] (prototype) is known for converting the initial phase of a harmonic signal in a frequency deviation converter of a periodic signal, comprising a mixer, both inputs of which and the input of a multi-stage band amplifier are connected to the output of a strip amplifier, the input of which is an input of the initial phase converter, the second mixer the first input of which the mixer output is connected, the output of a multistage strip amplifier is connected to the second input, and the output is the output of the initial phase converter.
Недостатками известного устройства является искажение спектра при использовании AM сигнала из-за умножения сигнала на себя в смесителе.The disadvantages of the known device is the distortion of the spectrum when using the AM signal due to the multiplication of the signal by itself in the mixer.
Цель полезной модели - реализация цифрового фильтра с нулевой ФЧХ для несущего колебания AM сигнала.The purpose of the utility model is the implementation of a digital filter with zero phase response for the carrier oscillation of the AM signal.
С этой целью в известное устройство для преобразования начальной фазы сигнала, содержащее первый узкополосный фильтр, вход которого является входом устройства, а выход подключен к первому входу смесителя, с целью реализации нулевой эквивалентной ФЧХ фильтра для несущей частоты, в него введены блок формирования сигнала с удвоенной частотой несущей входного сигнала, вход которого подключен к входу устройства, а выход подключен ко второму входу смесителя, второй узкополосный фильтр, вход которого подключен к выходу смесителя, а выход является выходом устройства.To this end, into a known device for converting the initial phase of the signal containing the first narrow-band filter, the input of which is the input of the device, and the output is connected to the first input of the mixer, in order to implement a zero equivalent phase-frequency filter for the carrier frequency, a signal conditioning unit with double the carrier frequency of the input signal, the input of which is connected to the input of the device, and the output is connected to the second input of the mixer, the second narrow-band filter, the input of which is connected to the output of the mixer, and the output is tsya output device.
Техническим результатом, который может быть получен при использовании полезной модели, является исключение дополнительных фазовых сдвигов частоты несущего колебания, которые имеют место при обычной фильтрации AM сигнала.The technical result that can be obtained using the utility model is the elimination of additional phase shifts of the frequency of the carrier oscillations that occur during normal filtering of the AM signal.
На фиг. 1 изображена структурная схема цифрового фильтра с нулевой эквивалентной ФЧХ.In FIG. 1 shows a block diagram of a digital filter with a zero equivalent phase response.
Цифровой фильтр содержит узкополосные фильтры 1 и 4, блок 2 выделения второй гармонической составляющей несущей входного сигнала и смеситель 3.The digital filter contains narrow-band filters 1 and 4, block 2 allocation of the second harmonic component of the input signal carrier and the mixer 3.
Вход первого узкополосного фильтра 1 подключен к входу устройства, а выход подключен к первому входу смесителя 3, вход блока 2 формирования сигнала с удвоенной частотой несущей входного сигнала подключен к входу устройства, а выход подключен ко второму входу смесителя 3, вход узкополосного фильтра 4 подключен к выходу смесителя 3, а выход является выходом устройства.The input of the first narrow-band filter 1 is connected to the input of the device, and the output is connected to the first input of the mixer 3, the input of signal generating unit 2 with a double frequency of the carrier of the input signal is connected to the input of the device, and the output is connected to the second input of the mixer 3, the input of the narrow-band filter 4 is connected to the output of the mixer 3, and the output is the output of the device.
Цифровой фильтр с нулевой ФЧХ работает следующим образом.A digital filter with a zero phase response is as follows.
Узкополосные фильтры являются цифровыми фильтрами с конечной импульсной характеристикой (КИХ) и имеют линейную ФЧХ. Оба фильтра настроены на спектр AM сигнала. На входе фильтра 1 несущее колебание AM сигнала имеет свою начальную фазу Ψ0(f0). Ha выходе узкополосного фимльтра 1 после фильтрации несущее колебание получит дополнительное фазовое приращение: Δφ0(f0), определяемое ФЧХ первого фильтра и его настройкой. С помощью блока 2 из спектра сигнала выделяется несущая частота, которая затем удваивается. При этом начальная фаза также удваивается. В смесителе 3 AM сигнал, поступающий с выхода фильтра 1, и сигнал с удвоенной частотой несущего колебания AM сигнала перемножаются. На выходе смесителя будет сигнал, определяемый двумя спектрами. Первый спектр определяется разностными частотами перемножаемых сигналов, а второй суммарными частотами. Второй спектр подавляется вторым узкополосным фильтром и далее не учитывается. Начальная фаза несущего колебания первого спектра, в результате вычитания в смесителе частот и начальных фаз примет вид: 2Ψ0-Ψ0-Δφ0(f0) Происходит инвертирование фазового сдвига, полученного в первом узкополосном фильтре. Если второй узкополосный фильтр идентичен первому, то после его прохождения несущее колебание получит дополнительное фазовое приращение: Δφ0(f0). Видно, что в результате фазовые сдвиги, полученные в узкополосном фильтре 1 и узкополосном фильтре 4 компенсируют друг друга. Эквивалентная ФЧХ фильтра для несущего колебания совпадает с осью частот, то есть является нулевой. Вариация частоты несущего колебания относительно средней частоты фильтра не приводит к дополнительным фазовым сдвигам. Результаты моделирования и реализации цифрового фильтра по структуре, приведённой на фиг. 1, подтверждают сделанный вывод.Narrow-band filters are digital filters with finite impulse response (FIR) and have a linear phase response. Both filters are tuned to the spectrum of the AM signal. At the input of filter 1, the carrier oscillation of the AM signal has its initial phase Ψ 0 (f 0 ). At the output of narrow-band filter 1 after filtering, the carrier oscillation will receive an additional phase increment: Δφ 0 (f 0 ), determined by the phase response of the first filter and its setting. Using block 2, a carrier frequency is extracted from the signal spectrum, which is then doubled. In this case, the initial phase also doubles. In mixer 3 AM, the signal from the output of filter 1 and the signal with twice the frequency of the carrier oscillation of the AM signal are multiplied. At the output of the mixer there will be a signal determined by two spectra. The first spectrum is determined by the difference frequencies of the multiplied signals, and the second by the total frequencies. The second spectrum is suppressed by the second narrow-band filter and is not taken into account further. The initial phase of the carrier wave of the first spectrum, as a result of subtraction of the frequency and the initial phases in the mixer, will take the form: 2Ψ 0 -Ψ 0 -Δφ 0 (f 0 ) The phase shift obtained in the first narrow-band filter is inverted. If the second narrow-band filter is identical to the first, then after passing it, the carrier oscillation will receive an additional phase increment: Δφ 0 (f 0 ). It can be seen that as a result, the phase shifts obtained in the narrow-band filter 1 and the narrow-band filter 4 cancel each other out. The equivalent filter phase response for the carrier wave coincides with the frequency axis, that is, it is zero. Variation in the frequency of the carrier wave relative to the average frequency of the filter does not lead to additional phase shifts. The results of modeling and implementing a digital filter according to the structure shown in FIG. 1, confirm the conclusion.
Список источников для рассмотрения в ходе экспертизы.List of sources for consideration during the examination.
1. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов: Учебник для вузов [Текст] // А.Б. Сергиенко - СПб.: "Питер", 2003. - 604 с. (Стр. 215)1. Sergienko A.B. Digital signal processing: Textbook for universities [Text] // A.B. Sergienko - St. Petersburg: Peter, 2003. - 604 p. (P. 215)
2. Патент 2214034 МПК7 Н03В 21/04 Устройство для преобразования девиации частоты периодического сигнала. Шакурский В.К., Иванов В.В. Опубл. 10.10.2003. Бюл. №28.2. Patent 2214034 IPC 7 Н03В 21/04 A device for converting the frequency deviation of a periodic signal. Shakursky V.K., Ivanov V.V. Publ. 10/10/2003. Bull. No. 28.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011123825/08U RU109619U1 (en) | 2011-06-10 | 2011-06-10 | DIGITAL FILTER WITH ZERO PHASE FREQUENCY CHARACTERISTIC |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011123825/08U RU109619U1 (en) | 2011-06-10 | 2011-06-10 | DIGITAL FILTER WITH ZERO PHASE FREQUENCY CHARACTERISTIC |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU109619U1 true RU109619U1 (en) | 2011-10-20 |
Family
ID=44999577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011123825/08U RU109619U1 (en) | 2011-06-10 | 2011-06-10 | DIGITAL FILTER WITH ZERO PHASE FREQUENCY CHARACTERISTIC |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU109619U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU221361U1 (en) * | 2023-10-09 | 2023-11-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики" | Digital filter with phase-frequency response pre-correction |
-
2011
- 2011-06-10 RU RU2011123825/08U patent/RU109619U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU221361U1 (en) * | 2023-10-09 | 2023-11-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики" | Digital filter with phase-frequency response pre-correction |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108763720A (en) | The implementation method for the DDC that sample rate can be lowered arbitrarily | |
| JP6274818B2 (en) | Characteristic measuring device with surface acoustic wave sensor | |
| RU109619U1 (en) | DIGITAL FILTER WITH ZERO PHASE FREQUENCY CHARACTERISTIC | |
| CN105553475A (en) | High frequency point frequency source synthetic circuit based on digital frequency division and harmonic frequency mixing | |
| RU80634U1 (en) | SQUARE SIGNAL FREQUENCY MULTIPLIER | |
| CN107154790A (en) | Feedback signal control method, system and optical module modulator based on FPGA | |
| RU221361U1 (en) | Digital filter with phase-frequency response pre-correction | |
| CN1645163A (en) | Generating method for linear digital frequency modulation signal | |
| RU77057U1 (en) | HYDROGEN FREQUENCY AND TIME STANDARD | |
| CN117572351A (en) | FPGA-based LFM pulse radar time domain pulse compression processing method and system | |
| RU145405U1 (en) | 180 ° SIGNAL SHAPER WITH 180 ° PHASE MANIPULATION | |
| RU2003118050A (en) | DEVICE FOR SQUARE RECEIVING OF FREQUENCY-MANIPULATED SIGNALS | |
| RU150830U1 (en) | SHAPER DIGITAL SIGNAL OF SINGLE-BAND OSCILLATION WITH 180 ° PHASE MANIPULATION | |
| RU135464U1 (en) | 180 ° SINGLE-BAND CLIPPED SHAPER FORMER WITH PHASE MANIPULATION AT 180 ° | |
| RU92584U1 (en) | DIGITAL SIGNALS FORMER WITH MINIMUM FREQUENCY SHIFT | |
| RU109939U1 (en) | DEVICE FOR TRANSFORMING FREQUENCY DEVIATION TO PERIODIC SIGNAL PHASE DEVIATION | |
| Tunik | About principal possibility of automated following by active frequency of non-stationery processes spectrum by means of active filter | |
| CN104618285A (en) | All-digital short wave exciter for voice signal modulation | |
| RU80638U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING SIGNAL PARAMETERS WITH SQUARE MODULATION | |
| RU123172U1 (en) | SQUARE SPECTRUM ANALYZER | |
| RU2012119301A (en) | HELICOPTER RADIO ELECTRONIC COMPLEX | |
| CN110957743B (en) | Power grid low frequency frequency locking method, device, wind power converter and computer storage medium | |
| RU125790U1 (en) | SHAPER DIGITAL SIGNAL OF SINGLE-BAND OSCILLATION WITH 180 ° PHASE MANIPULATION | |
| CN105353197A (en) | Method and device of measurement of alternating current True Root Mean Square (TRMS) | |
| RU128802U1 (en) | DIRECT FILTER |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20120611 |