ユニバーサルデジタルフィルター。スキーム、説明

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汎用デジタルフィルター。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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ローパスまたはハイパスパス、およびパスまたはノッチ帯域幅を提供するデジタルフィルターを構築することは、それほど難しいことではありません。これらすべては、論理ゲート、フリップフロップ、インバーターの単純な組み合わせによって実現されます。この回路はパルス化されているため、方形波信号のほぼ完全なフィルタリングを実現します。

ユニバーサルデジタルフィルター

ローパスまたはハイパスフィルター (A) (図を参照) のカットオフ周波数は、R1 と C1 の値によって決まります。同じコンポーネントにより、ワンショットのパルス幅 t が設定されます。カットオフ周波数の周期の半分 To:

入力方形波電圧の最初の正のエッジがワンショットをトリガーします。単一のバイブレータパルスは、ゲート G1 を開き、ゲート C2 に禁止を課します。

方形波の周波数が fo よりも高い場合、ゲート G1 はフリップフロップ FF1 と FF2 を反転させる出力パルスを与えます。フリップフロップ FF1 の出力電圧はバルブ G3 を開き、入力信号は回路の出力に渡されます。この間、バルブ G2 は閉じたままです。

入力周波数が fo を下回ると、ゲート G1 が閉じ、ゲート G2 が開き、その出力からの信号がフリップフロップ FF1 をリセットします。これにより、G2 が閉じ、回路の出力への矩形電圧の通過が停止します。

FF2 トリガーは、FF1 トリガーが高周波で誤って発火するのを防ぎます。このトリガは、ワンショットパルスの開始時にリセットされます。

わずかな回路変更により、ハイパスフィルターがローパスフィルターに変わります。これを行うには、出力 FF1 と入力 G3 の間にインバータを接続するだけです。カットオフ周波数はそのままです。

入力信号とローパスフィルタとハイパスフィルタの出力からの信号を 1 入力 AND ゲートに適用すると、バンドパスデジタルフィルタ (B) が得られます。ローパスフィルタ f2 は、ハイパスフィルタ fXNUMX のカットオフ周波数より高くする必要があります。

バンドストップフィルター (C) も同様の方法で取得できます。ローパスフィルターとハイパスフィルターの出力を NAND ゲートに接続し、1 入力 AND ゲートを出力でオンにする必要があります。この場合、ローパスフィルタ f2 のカットオフ周波数は、ハイパスフィルタ fXNUMX のカットオフ周波数よりも高くなければなりません。

これらのデジタルフィルタは、振幅の論理回路を動作させるのに十分な矩形電圧に後者が事前に形成されている限り、任意の周期信号を処理できます。各フィルターの周波数範囲は、単一のバイブレータの許容開始周波数と論理回路の速度によってのみ制限されます。

メインフィルタ回路で使用されるモトローラ MC790R 半波マルチバイブレータ IC は、大きなデューティサイクルで正常に動作し、起動後、厳密に一定の持続時間のパルスを生成します。回路の他のコンポーネントは、MC9713P 790 入力ゲート IC、MC789 RS フリップフロップ、および 1 つのインバータを含む MC1P 回路 (すべて Motorola 回路) です。抵抗RXNUMXと容量CXNUMXについては、論理回路の速度とコンデンサの品質係数に応じて、幅広い値の選択が可能です。

著者: N. McKinley、ホリーバートン研究センター (オクラホマ州ダンカン)。出版物: N. ボルシャコフ、rf.atnn.ru

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