Нелинейный цифровой фильтр
Использование: при фильтрации результатов измерений какого-либо физического параметра, выраженного цифровым кодом. Сущность изобретения: устройство содержит -последовательно соединенные блок вычитания, двухсторонний ограничитель и нерекурсивный фильтр, а также детектор знака и два коммутатора. Между первым выходом первого коммутатора и входом управления верхним порогом двухстороннего ограничителя последовательно включены первый регистр сдвига и первый ранговый фильтр. Между вторым выходом первого коммутатора и входом управления нижним порогом двухстороннего ограничителя последовательно включены второй регистр сдвига и второй ранговый фильтр. Выход детектора знака подключен к управляющим входам первого и второго коммутаторов, а информационный; ; вход второго коммутатора является тактовым входом нелинейного цифрового фильтра, а первый и второй выходы второго коммутатора подключены ктактовым входам соответственно первого и второго регистров сдвига. 1 ил. (Л С
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
1 ил.
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4893877/09 (22) 25.12,90 (46) 28.02,93. Бюл. М 8 (72) Э.В.Борисов (56) Авторское свидетельство СССР
М 813702, кл. Н 03 Н 17/04, 1979.
Авторское свидетельство СССР
М 1058030, кл, Н 03 Н 17/04, 1982, (54) НЕЛИНЕЙНЫЙ ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР (57) Использование: при фильтрации результатов измерений какого-либо физического параметра, выраженного цифровым кодом. Сущность изобретения: устройство содер>кит последовательно соединенные блок вычитания, двухсторонний ограничитель и нерекурсивный фильтр, а также детектор знака и два коммутатора. Между
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при фильтрации результатов измерений физического параметра, выраженного цифровым кодом.
Целью изобретения является повышение точности фильтрации за счет повышения избирательности в области верхних частот.
На чертеже представлена электрическая структурная схема нелинейного цифрового фильтра.
Нелинейный цифровой фильтр содержит последовательно соединенные блок вычитания 1, первый вход которого является входом нелинейного цифрового фильтра, двухсторонний ограничитель 2, сумматор 3 и нерекурсивный фильтр 4, выход которого является выходом нелинейного цифрового фильтра и соединен со вторыми входами
«5U„„1798892 А1 первым выходом первого коммутатора и входом управления верхнил» порогом двухстороннего ограничителя последовательно включены первый регистр сдвига и первый ранговый фильтр. Между вторым выходом первого коммутатора и входом управления нижним порогол» двухстороннего ограничителя последовательно включены второй регистр сдвига и второй ранговый фильтр.
Выход детектора знака подключен к управляющим входам первого и второго коммутаторов, а информационный: вход второго коммутатора является тактовым входом нелинейного цифрового фильтра, а первый и второй выходы второго коммутатора подключены ктактовым входам соответственно первого и второго регистров сдвига. блока вычитания 1 и сумл»атора 3, последовательно соединенные детектор знака 5, первый коммутатор 6, информационный вход которого соединен с входом детектора знака 5 и с выходом блока вычитания 1, первый регистр сдвига 7, первый ранговый фильтр 8, выход которого соединен с входом управления верхнего порога двухстороннего ограничителя 2; последовательно соединенные второй регистр сдвига 9, вход которого соединен со вторым выходом первого коммутатора G, и второй ранговый фильтр 10, выход которого соединен с входом управления нижнего порога двухстороннего ограничителя 2, а также второй коммутатор 11, информационный вход является тактовым входом нелинейного цифрового фильтра, управляющий вход соединен с управляющим входом первого коммутато1798892
40 ра 6, а первый и второй выходы соединены с тактовыми входами соответственно первого и второго регистров сдвига 7 и 9.
Первый и второй ранговые фильтры 8 и
10 могут быть выполнены в виде медианных фильтров, выделяющих средний член ряда, образованного проранжированными по величине отсчетами, находящимися соответственно в первом и втором регистрах сдвига
7и9, Нерекурсивный фильтр 4 может быть выполнен в виде стайдартного трансверсального фильтра, Нерекурсивный фильтр 4 тактируется синхронно со сменой отсчетов на входе нелинейного цифрового фильтра, Двухсторонний ограничитель 2, а также первь1й и второй ранговые фильтры 8 и 10 могут быть выполнены в виде ПЗУ, работающих в режиме считывания, для которых их входные сигналы образуют адресный сигнал.
Остальные блоки являются стандартными блоками цифровой техники.
Работает нелинейный цифровой фильтр следующим образом.
На первый вход блока вычитания 1 поступает последовательность отсчетов входного сигнала хь задаваемых цифровым кодом, При отсутствии аномальных искажений входного сигнала эти отсчеты после вычитания из них оценки x*, образующейся на выходе нерекурсивного фильтра 4, без изменений проходят через двухсторонний ограничитель
2 на вход сумматора 3, где к ним прибавляется также оценка х*, Восстановленные таким образом отсчеты х; поступают в нерекурсивный фильтр 4, на выходе которого формируется оценка входного сигнала х* по нескольким отсчетам, например, в виде оценки математического ожидания.
Кроме того, тактовые импульсы, сопровождающие отсчеты входного сигнала, поступают на информационный вход второго коммутатора 11, а разностный сигнал с выхода блока вычитания I поступает на входы детектора знака 5 и первого коммутатора 6, При отрицательном знаке сигнала на выходе блока вычитания 1 детектор знака 5 управляет первым и вторым коммутаторами 6 и 11 таким образом, что этот сигнал поступает на информационный вход второго регистра сдвига 9 одновременно с подачей тактового сигнала на его тактовый вход, а при положительном знаке то же самое происходит с первым регистром сдвига 7., В результате этого в первом и во втором .регистрах сдвига 7 и 9 постоянно находится и обновляется по несколько значений сигнала, характеризующих отклонения входного
30 сигнала от текущей оценки среднего соответственно в меньшую и большую сторону.
Эти значения ран>кируются соответственно в первом и во втором рэнговых фильтрах 8 и 10 и сигнал соответствующего члена ряда, например среднего, подается для управления верхним и нижним порогами ограничения двухстороннего ограничителя 2.
При этом при наличии мощного аномального искажения входного сигнала модуль сигнала на выходе блока сравнения 1 резко возрастает и превышает допустимое отклонение, задаваемое соответственно верхним или нижним порогом ограничения двухстороннего ограничителя 2. При превышении порогов сигнал ограничивается до уровня, соответствующего уровню ограничения.
Сглаженный в двухстороннем ограничителе 2 сигнал используется далее для формирования оценки х *, При этом повышается прочность фильтрации за счет уменьшения влияния аномальных искажений входного сигнала при возможных изменениях дисперсии входного сигнала, Формула изобретения
Нелинейный цифровой фильтр, содержащий последовательно соединенные блок вычитания, первый вход которого является входом нелинейного цифрового фильтра, двусторонний ограничитель, сумматор и нерекурсивный фильтр, выход которого является выходом нелинейного цифрового фильтра и подключен к вторым входам блока вычитания и сумматора, а также детектор знака и два коммутатора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения избирательности в области верхних астот, между первым выходом первого коммутатора и входом управления верхним порогом двустороннего ограничителя последовательно включены первый регистр сдвига и первый ранговый фильтр, между вторым выходом первого коммутатора и входом управления нижним порогом двустороннего ограничителя последовательно включены второй регистр сдвига и второй ранговый фильтр, информационный вход двустороннего ограничителя обьединен с информационными входами первого коммутатора и детектора знака, выход которого подключен к управляющим входам первого и второго коммутаторов, при этом информационный вход второго коммутатора является тактовым входом нелинейного цифрового фильтра, а первый и второй выходы подключены к тактовым входам соответственно первого и второго регистров сдвига, 1798892
Составитель H. Болдырева
Техред М. Моргентал Корректор- fl.Ãåðåøè
Редактор
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 778 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, 4/5
