22.5. Цифровые согласованные фильтры

Дискретный согласованный фильтр (ДСФ) обеспечивает прием информации с относительно малыми потерями информации — порядка Квантование входного сигнала в ДСФ производится на два уровня, что обеспечивает простоту ДСФ и надежность его работы. Вместе с тем, у конструкторов ШСС всегда существует требование — уменьшить потери. Для уменьшения потерь необходимо увеличивать число уровней квантования. В этом случае каждый отсчет входного сигнала представляется в цифровом виде — в виде кодовой последовательности. При этом дискретный согласованный фильтр превращается в цифровой согласованный фильтр (ЦСФ) [12, 119, 126, 128, 135, 155, 156].

Допустим, что входной сигнал квантуется на уровней, причем При этом число разрядов в кодовой последовательности равно Если ФМ ШПС состоит из импульсов, то общая память ЦСФ равна На рис. 22.10 приведена упрощенная схема ЦСФ. Входной сигнал после переноса в область видеочастот поступает на и ход дискретизатора (Д), который превращает

Рис. 22.10. Цифровой согласованный фильтр

непрерывный сигнал в дискретный, т. е. на выходе дискретизатора существует последовательность отсчетов, следующих с интервалом отсчета. Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) преобразует каждый аналоговый отсчет в кодовую последовательность (КП) из символов и направляет символы поразрядно в соответствующие ДСФ. Число ДСФ равно числу разрядов , оптимально обрабатывают последовательность разрядов и передают их в цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), который из последовательности оптимально обработанных разрядов преобразует дискретный сигнал в аналоговый. Если число уровней квантования велико, то сигнал на выходе ЦАП должен иметь форму АКФ на выходе линейного согласованного фильтра. Известно несколько модификаций ЦСФ, но основным отличием ЦСФ от ДСФ является наличие с общей памятью Наличие и ЦАП также отличает ЦСФ от но при больших базах ШПС, т. е. при основным является наличие ДЛЗ.

Таблица 22.1. (см. скан) Основные характеристики БИС

С ростом базы и увеличением числа разрядов приходится учитывать как конечное быстродействие ЦСФ, так и потребляемую им мощность. В табл. 22.1 приведены данные современных и будущих больших интегральных схем (БИС), которые позволяют в первом приближении оценить быстродействие и потребление энергии ЦСФ, выполненных по той или иной технологии [157— 161].

В табл. 22.1 в первом столбце указаны тип БИС и технология их изготовления, причем два последних типа БИС являются перспективными и ожидается, что они выйдут из стадии разработки в 1985—1990 гг. [158]. Во втором столбце приведено произведение потребляемой мощности на время задержки в Чем меньше это произведение, тем лучше, так как чем меньше потребляемая мощность одним вентилем, тем меньше потребляемая мощность ЦСФ, а чем меньше задержка, тем больше быстродействие. В третьем столбце приведена типовая задержка в не (в скобках приведены значения для технологии с окисной изоляцией). Число интегральных компонент в двухвходовом вентиле приведено в четвертом столбце, а плотность упаковки — в пятом. Типовое напряжение питания дано в шестом столбце.

Зная структуру ЦСФ, можно найти его параметры при создании с помощью той или иной элементной базы. Например, ЦСФ для ФМ ШПС с базой длительностью и числом уровней квантования при изготовлении с помощью будет потреблять около и состоять из 15 кристаллов.

Следует отметить, что ЦСФ (как и ДСФ), построенные на современных БИС, потребляют значительную энергию при больших базах ШПС. Внедрение БИС на сапфире и на арсениде галлия (табл. 22.1) приведет к тому, что ЦСФ и ДСФ ближайшего будущего будут быстродействующими при малом потреблении энергии. В то же время БИС и СБИС обладают рядом преимуществ перед ПАВ и ПЗС (лучшая технологичность, большая надежность, лучшая стабильность параметров и малые потери).