Цифровой фильтр

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ рп 742949 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 270378 (21) 2595898/18 — 24 (5!)М. Кл.

606 F 15/34 с присоединением заявки №

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 25.0680. Бюллетень ¹ 23

Дата опубликования описания 250680 (53) УДК 681.14 (088. 8) (72) Авторы изобретения

H.Е. Авилов и В.И. Соловьев (71) Заявитель (54) ЦИфРОВОй фИЛЬтр

Изобретение относится к средствам, используемым в .системах автоматического управления, и может быть реализовано на основе элементов цифровых вычислительных устройств.

Известны цифровые фильтры, содержащие устройство управления, регистры, память, умножители и сумма- 1р торы (1j.

При большом объеме вычислений, проводимых цифровым фильтром, возможно получение отдельных неверных отсчетов выходного сигнала.

Наиболее блИзким по техническсй сущности к данному изобретению является фильтр, содержащий блоки памяти, блоки умножения, сумматоры, блок динамической памяти, блок управления и элементы И (2) .

Недостатком известного устройства является недостаточная надежность цифрового фильтра за счет как случайных, так и систематических ошибок.

Цель изобретения — повышение надежности цифрового фттльтра.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой фильтр, содержащий блоки памяти коэффициентов, блоки умножения, блок динамической памяти, =умматоры, блок управления и элементы И, причем выход первого блока памяти коэффициентов соединен с первым входом первого блока умножения, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, выход которого подключен к первым входам первого, второго и третьего элементов И, выход третьего элемента И соединен с первым входом четвертого элемента И, выход которого через блок динамической памяти соединен с первыми входами пятого и шестого элементов И, выход которого соединен со вторым входом четвертого элемента И, выход пятого элемента И подключен ко второму входу первого блока умножения и первым входам седьмого и восьмого элементов И, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, выход восьмого элемента И соединен с первым входом второго блока умножения, второй вход которого подключен к выходу второго блока памяти коэффициентов, выход второго блока умножения соединен через второй сумматор с первыми входами девятого и десятого элементов И, выходы которого соЕди742949

1I0

60 иены cooTBeTOTBBHHo c выходом фильтра и вторым входом седьмого элемента И, выход одиннадцатого элемента И соединен со вторым входом первого сумматора и первым входом двенадцатого элемента И, второй вход которогс соединен с выходом первого элемента

И, Вход первого блока памяти коэффициентов, вторые входы первого, второго, третьего, пятого, шестого, девятогф, десятого и одиннадцатого элементо : И и вход второго блока памяти коэффициентов соегипены соответствующи и выходами блока управления,второй;вход одиннадцатого элемента И . подключен к информационному входу фильтра, введены дополнительно блок умножения, блок памяти коэффициентов, сумматор и элемент И,причем.выходы седьмого и двенадцатого элементов И подключены соответственно К первым входам дополнительного блоКа умножения и дополнительного сумматора, выходы которых подклю .ены соответственно к второму входу дополнительного сумматора и первому входу дополнительного элемента И, второй вход дополнительного блока умножения соединен с выходом дополнительного блока памяти коэффициентов, выход дополнительного элемента

И Подключен ко входу блока управле-ния, соответствующие выходы которого соединены со входом дополнительного блбка памяти коэффициентов и вторым входом дополнительного элемента И.

На чертеже приведена блок-схема фильтра.

Фильтр содержит блок 1 памяти коэффициентов, блок 2 умн жения,блок

3 динамической памяти, сумматор 4 (параллельного типа), блок 5 умножения, блок б памяти коэффициентов, сумматор 7, дополнительный сумматор

8, дополнительный блок 9 умножения, дополнительный блок 10 памяти коэффициентов, блок 11 управления, элементы 12-24 И.

Алгоритм работы фильтра описан в работе известного фильтра (21.

Работа фильтра описывается системой раэностных уравнений ff

ЧУ=Сt:%1- .Ч C,v-л1 (l)

3 И н

UK% 3 =Во„.ч к- 3 (2) 1=O где L54 3 — значение входного сигнала фильтра, поступающего на вход сумматора 4 через элемент 12 И, U(kj — значение выходного сигнала на выходе сумматора 7, Ь ; коэффициенты фильтра, Представив (2) в виде а Ъ = а ч О 1 ЕaÄw t%- 3 (3) 1=4 и 1 одставив (1) в (3) полу,,щ rl и

4541 =a (ж- K b v pw-,1)+ Z .,,;1

11 1 it% 1 (7 отсюда следует м

ОСИ по„хВ - а а о иЕн М о Оо

Выражение (5) дает возможность по величине выходного сигнала ЦГИ, полученной из соотношений (1) и (2), и известным значениям V jV,-i) определить значение входного сигнала 5 (.43, Сравнивая значение, полученное на основе реализации выражения (5), со значением С(Я1, поступившим на вход фильтра, можно сделать вывод о правильности вычислений, проведенных в фильтре. Если вычисления проведены правильно, то должно выполняться условие С () = 6 5 k1 (6) Невыполнение равенства (б) указывает на наличие ошибки вычислений.

Равенство (б) эквивалентно равен ству О «- о 1-"1

Реализация равенства (7) в фильтре обеспечивает возможность контроля проводимых вычислений.

В соответствии с выражением (7) на вход сумматора 8 подается сигнал суммы л . ;МPÚ-31 с выхода сумматора

4 и вхондной сигнал С1Ъ1. выхода блока 3 динамической памяти на вход блока 9 умножения подаются сигналы

%ED-31,3 5 k-21,... Ч М-п 1, где они умножаются соответственно на коэффициенты с „! ао, a lao1 " - I

Цифровой фильтр обеспечк.ает возможность эффективного контроля вычислений при существенно меньших, чем в случае использования известных методов контроля, аппаратурных и временных затрат.

Формула изобретения

Цифровой фильтр, содержащий блоки памяти коэффициентов, блоки умноже742949 ния, блок динамической памяти, сумматоры, блок управления и элементы И, причем выход первого блока памяти коэффициентов соединен с первым входом первого блока умножения, выход которого соединен с пер- 5 вым входом первого сумматора, выход которого подключен к первым входам первого, второго и третьего элементов И, выход третьего элемента И cod»» динен с первым входом четвертого эле- 1п мента И, выход которого через блок динамической памяти соединен с первыми входами пятого и шестого элементов И, выход которого сОединен со вторым входом четвертого элемента И, выход пятого элемента И подключен ко второму входу первого блока умножения и первым входам седьмого и восьмого элементов И, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, выход восьмого элемента И 26 соединен с первым входом второго блока умножения, второй вход которого подключен к выходу второго блока памяти коэффициентов, выход второго блока умножения соединен через вто- 2З рой сумматор с первыми входами девятого и десятого элементов И, выходы которого соединены соответственно с выходом фильтра и вторым входом седьмого 30 элемента И, выход одиннадцатого элемента И.соединен со вторым входом первого сумматора и первым входом двенадцатого элемента И, второй -вход которого соединен с выходом первого 35 элемента И, вход первого блока памяти коэффициентов, вторые входы пер" вого, второго, третьего, пятого,шестого, девятого, десятого и одиннадцатого элементов И и вход второго блока памяти коэффициентов соединены с соответствующими выходами блока управления, второй вход одиннадцатого элемента И подключен к информационному входу фильтра, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью ïîâûшения надежности, в фильтр введены дополнительно блок умножения, блок памяти коэффициентов, сумматор и элемент И, причем выходы седьмого и двенадцатого элементов И подключены соответственно к первым входам дополнительного блока умножения и дополнительного сумматора, выходы которых подключены соответственно к второму входу дополнительного сумматора и первому входу дополнительного элемента И, второй вход дополнительного блока умножения соединен с выходом дополнителЬного блока памяти коэффициентов, выход дополнительного элемента И подключен ко входу блока управления, соответствующие выходы которого соединены со входом дополнительного блока памяти коэффициентов и вторым входом дополнительного элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .1. Гольденберг Л.M. и др. Цифровые фильтры. М., "Связь", 1974, рис. 6.1.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 465715, кл, Н 03 Н 7/10, 1975 (прототип .

742949

Тираж 751 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3619/15

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

Составитель Н. Палеева

Редактор П. Макаревич Техред М. Петко Корректор Н. Степ