Цифровой прогнозирующий фильтр

 

Изобретение относится к области цифровой вычислительной техники, предназначено для прогнозирования временного положения периодически повторяющихся импульсов в условиях помех и может быть использовано при решении задач фильтрации линейноизменяющегося параметра. Цель изобретения - упрощение устройства. Поставленная цель достигается за счет того, что в состав устройства входят временной дискриминатор 1, умножители 2 и 3j блок постоянной памяти 4, счетчик 5, элемент И 6, сумматоры 7 и 8, регистры 9, 10 и соответствующие связи между g узлами устройства. 3 ил. IW

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 03 Н 21/00, G 06 F 15/353 ф (От » гы р

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4110930/24-24 (22) 25.08.86 (46) 15.02,88. Вюл. у 6 (71) Рязанский радиотехнический институт (72) Ю.М. Коршунов, А.Н.Гаврилов и Ю.В.Сафронов (53) 68.1.32(088.8) (56) Расчет и проектирование цифровых сглаживающих и преобразующих устройств

/Под ред. Ю.М. Коршунова. — М.: Энергия, 1976.

Кузьмин С.З. Цифровая обработка радиолокационной информации. - М.:

Сов. радио, 1967, с. 400.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

„„SU„„1374409 А1 (54) ЦИФРОВОЙ ПРОГНОЗИРУЮЩИЙ ФИЛЬТР (57) Изобретение относится к области цифровой вычислительной техники, предназначено для прогнозирования временного положения периодически повторяющихся импульсов в условиях помех и может быть использовано прн решении задач фильтрации линейноизменяющегося параметра. Цель изобретения — упрощение устройства. Поставленная цель достигается за счет того, что в состав устройства входят временной дискриминатор 1, умножители 2 и 3» блок постоянной памяти 4, счетчик 5, элемент И 6, сумматоры 7 и 8, регистры

9 ° 10 и соответствующие связи между узлами устройства. 3 ил. пi ï

Алгоритм работы предлагаемого устройства имеет следующий вид: (2) Р„= То .+ ДР„;

Ко (>) ои (3) 40 дТ„= дТ„,-К, (n7aly, п=2,3,..., (4) (5) где д „= „- „; К (и), К, (и) — коэффи 45 циенты

Д41= ДТО =. Оу

Т вЂ” постоянная величина, численно равная ожидаемому значению периода следования импульсов, Значение

Т =2 -2,.

Й о (6)

rye N — число разрядов счетчика 12;

q — - число младших разрядов счетчика 12, перекрывающих диа1 13744

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике, предназначе" но для прогнозирования временного положения периодически повторяющихся импульсов в условиях помех и может быть использовано при решении задач фильтрации линейно изменяющегося параметра.

Цель изобретения — упрощение устройства.

На фиг. 1 приведена структурная схема цифрового фильтра; на фиг. 2— структурная схема временного дискри-минатора; на фиг. 3 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Цифровой фильтр содержит временной дискриминатор 1,. умножители 2 и

3, блок 4 постоянной памяти, счетчик

5, элемент И 6, сумматоры 7 и 8 и регистры 9 и 10.

Временной дискриминатор состоит из генератора 11 тактовых импульсов счетчика 12 обратного действия, регистра 13, узла 14 сравнения кодов, 25 триггера 15, элемента 16 задержки, элементов И 17 и 18 и, элемента ИЛИ 19.

В предлагаемом устройстве прогноз временного положения очередного импульса производится относительно пре- 30 дыдущего значения прогноза „, т.е. вычисляется величина

09 пазон практически возможных значений zЄЙ4„(q М), При выполнении условия (6) младшие разряды кода, представляющего величину Т,, находятся в нулевом состоянии, а старшие — в единичном, запись величины То в счетчик 12, осуществляемая сразу после его обнуле— ния (фиг. 3), не изменяет нулевого состояния младших разрядов. Это позволяет определять по показаниям младших разрядов счетчика 12 не только положительные, но и отрицательные значения д „, снимаемые в дополнительном коде при 1„ . Кроме того, h выбор То согласно (6) позволяет упростить суммирование величины дР„ и содержимого счетчика 12, осуществляе-мое в момент установления в счетчике 12 величины m = 2 . При этом в q младших разрядах счетчика устанавливаются нули, запись в эти разряды величины d P равносильна выполнению операции суммирования:

m = m + дР„= Т вЂ” ш + д Р„= Р„- ш.(7) где ш — число счетных импульсов, поступивших с генератора 11 на счетчик 12 с момента установления в нем величины Т о.

Устройство работает следующим образом.

В момент включения устройства управляющим импульсом, поступающим по входу устройства, обнуляется счетчик 5 и регистры 9, 10 и 13 и устанавливается в единичное состояние триггер 15. Первый обнаруженный импульс

Z » поступающий на.вход устройства в момент „ проходит через элементы

И 17 и ИЛИ 19 и записывает в счетчик 12 значение постоянной -величины

Т, код которой поступает на первый вход счетчика 12 с входа устройства.

Одновременно импульс Z устанавли1 вает триггер 15 в нулевое состояние.

Сигнал с прямого выхода триггера Т5 задержанный элементом 16 задержки на время, равное длительности импульса

Z, поступает на логический элемент

И 17, запрещая прохождение через элемент И 17 последующих импульсов

Е„, и = 2,3,.... Кроме того, импульс

Z поступает через элемент И 6 на счетный вход счетчика 5. Установленный в счетчике 5 код поступает на адресные шины блока 4 постоянной па- .

1374409 мяти, выбирая значения коэффициентов

К (11 К, Г11, которые поступают на первые входы умножителей 2 и 3 соответственно, в которых эти коэффи5 циенты перемножаются с величиной hp„ поступающей с выхода регистра 13 временного дискриминатора на вторые входы умножителей 2 и 3. Результаты умножения поступают на первые входы сумматоров 7 и 8 соответственно. На выходе сумматора 8 в соответствии с формулой (4) формируется значение величины йТ„ и записывается в регистр

10 импульсом У1, поступающим по пер вому управляющему входу устройства.

В сумматоре 7 вычисляется определяемое формулой (3) значение величины

dP которое записывается в регистр

9 импульсов У2, поступающим по второму управляющему входу устройства.

Результат прогноза Р„ = Т + ЛР„ представляется N-разрядным кодом, q младших разрядов которого снимаются с выхода устройства, на котором формируется код величины dP, à N-q старших разрядов кода величины Р„ снимаются с выхода устройства. Такое представление величины Р„ возможно потому, что N-разрядный код величины Т, выбираемой согласно (6), имеет нули в q младших разрядах, которые перекрывают диапазон возможных значений величины ЯР„. Одновременно величина hP, подается по входу временного дискриминатора на второй информационный вход счетчика 12. Запись величины йР„ производится импульсом с выхода узла 14 сравнения кодов, на один из входов которой поступает по входу временного дискриминатора код, численно равный 2 . Счетные импульсы, поступающие на вычитающий вход счетчика 12 с выхода генератора 11, последовательно вычитаются из записанной. в счетчике 12 величины Т, и в момент, 45 когда в счетчике 12 устанавливается величина m = Т вЂ” m = 21, на выходе узла 14 сравнения кодов формируется импульс, записывающий в младшие разряды счетчики 12 значение величины йР „. При этом показания счетчика 12 соответствуют первоначальной установке в счетчик 12 величины

Р Т hP

Работа устройства в последующих циклах (n = 2,3,. ° .) отличается тем, что последующие импульсы Z,, n

2, 3,..., обнаруженные в моменты проходят через элемент И 18 записывают в регистр 13 величину, сформированную в счетчике 12, равную значению рассогласования д „, а ввод в счетчик 12 величины Т, производится импульсом, поступающим через элемент

ИЛИ 19 с выхода индикации нулевого состояния (выход "Обратный перенос" счетчика 12).

В блоке 4 памяти устройства хранятся M коэффициентов К (и) и K,(n ), n = 1,M. При n > M из блока 4 памяти считываются значения коэффициентов

К (М), К„ГМ1, что обеспечивается путем фиксации состояния адресного счетчика 5, имеющего коэффициент счета, равный M. С приходом импульса

Z„ состояние счетчика достигает величины М и на выходе прямого переноса формируется сигнал, запирающий элемент И 6, доступ последующих импульсов Z„, и = М + 1 на счетный вход счетчика 5 прекращается ° При этом на адресных шинах блока 4 фиксируется адрес коэффициентов К,(M1, К,(М) и на выходах блока 4 постоянной памяти неизменно устанавливается значение этих коэффициентов.

Формула изобретения

Цифровой прогнозирующий фильтр, содержащий первык и второй сумматоры, первый регистр, первый и второй умножители, выходы которых подключены к первым вводам соответственно первого и второго сумматоров, выход второго сумматора подключен к информационному входу первого регистра, выход второго подключен к второму входу второго сумматора, отличающийся тем, что, с целью упрощения, он содержит второй регистр, элемент И, счетчик, блок постоянной памяти и временной дискриминатор, первый вход которого соединен с первым входом элемента И и является информационным входом фильтра, первым и вторым входами задания константы которого является соответственно второй и третий входы временного дискриминатора, выход которого подключен к первым входам первого и второго умножителей, вторые входы которых подключены соответственно к первому и второму выходам блока постоянной памяти, адрес, ный вход которого подключен к инфор1

1374409 мационному выходу счетчика, счетный вход которого подключен к выходу элемента И, второй вход которого подключен к выходу переноса счетчика., вход обнуления которого соединен с входом обнуления первого регистра, четвертым входом временного дискриминатора и является установочным входом фильтра, выход второго сумматора подключен к второму входу первого сумматора, выход которого подключен к информационному входу второго регистра, выход которого подключен к пятому входу временного дискриминатора и является информационным выходом фильтра, тактовые входы первого и второго регистров являются соответственйо первым и вторым тактовыми входами фильтра, причем временной дискриминатор содержит триггер, элемент задержки,, два элемента И, элемент ИЛИ, регистр, узел сравнения, счетчик и генератор тактовых импульсов, выход. которого подключен к счетному входу счетчика, информационный выхоД которого подключен к информационному входу регистра и первому входу узла сравнения, выход которого подключен к установочному входу счетчика, первый информационный вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу первого счетчика и выходу первого элемента И, первый

19 вход которого соединен с первым входом второго элемента И и подключен к выходу элемента задержки, вход которого подключен к выходу триггера, тактовый вход которого соединен с вторыми входами первого и второго элементов И и является первым входом дискриминатора, вторым и третьим входами которого являются соответственно второй информационный вход счетчика

20 и второй вход узла сравнения, выход второго элемента И подключен к тактовому входу регистра, установочный вход которого соединен с тактовым входом триггера и является четвертым

25 входом дискриминатора, пятым входом которого является третий информацион,;ный вход счетчика, а выход регистра

-является выходом дискриминатора.

1374409

ФигЗ

Корректор В.Бутяга

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

yl

8у

Составитель А.Баранов Редактор Л.Пчолинская Техред М.Ходанич

Заказ 618/54 Тираж 928

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 п1

9 у