7.3.2. Монолитный адаптивный фильтр на основе ПЗС

Кроме гибридных последовательных корректирующих  фильтров были также реализованы параллельные корректирующие фильтры на основе применения ПЗС с цифровой схемой корректировки [222]. В остальной части данного раздела рассматривается  

реализация чисто монолитного фильтра с полностью параллельной архитектурой корректировки. Использованным в данном случае алгоритмом адаптации был линейный алгоритм МНК. Были предложены две различные архитектуры для монолитного фильтра такого типа [77, 334]; мы здесь рассмотрим лишь первую их них.

На рис. 7.22  показана блок-схема монолитного фильтра. Фильтрация проводится фактически так же, как было описано в предыдущем разделе. Однако, структура кристалла отличается тем, что в каждой ветви фильтра имеются отдельные схемы корректировки весовых коэффициентов. Это включает реализацию второго четырехквадрантного   умножителя и аналогового накапливающего сумматора на каждую выборку, обрабатываемую фильтром. Рассмотренная здесь структура представляет собой фильтр на 65 выборок (показанный на рис. 7.23), для которого был использован кристалл общей площадью , с мощностью 250 мВт.

Экспериментальные данные, представленные на рис. 7.24, демонстрируют работу устройства в режиме подавления. В данном случае входной сигнал  вновь содержит две синусоидальные составляющие, и на выходе  низкочастотная составляющая подавляется. Здесь видно, что достигнутая величина подавления составляла примерно 20 дБ. Столь низкие характеристики адаптивности получаются из-за относительно плохой шумовой характеристики опытного устройства, связанной с проблемами утечки в ветвях схемы.

Максимальная частота выборки, достигнутая при использовании этого устройства, составляла 100 кГц, хотя с помощью ПЗС – устройств с поверхностным каналом можно получить частоты выборки примерно до 2 МГц. Еще более высоких значений полосы частот можно достичь при использовании пульсирующих ПЗС [322] или систем на основе поверхностных акустических волн (ПАВ) [37]. В следующем разделе рассматриваются адаптивные фильтры на ПАВ.

Рис. 7.23. Фотография адаптивного фильтра на 65 выборок на основе ПЗС. (Предоставлено Институтом микроэлектроники им. Волфсона, Эдинбургский университет; из работы [77].)

Рис. 7.24. Экспериментально полученная характеристика подавления адаптивного фильтра на основе ПЗС. Масштаб по горизонтали – 200 Гц/деление;  масштаб по вертикали – 10 дБ/деление.