Нелинейный цифровой фильтр

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соввтскик

Социалистические

Республик

|| || 924832 (б ) Дополнительное к авт. свнд-ву hb 807486 (22) Заявлено 07.04.80 (21) 2908257/18-09 с присоединением заявки М (23) Прнорнтет

Опубликовано 30.04.82. Бюллетень № 16

Дата опубликования опнсання 01.05.82 (53 ) М. Кл.

Н 03 Н 17/04

)Ьеудэрстееккыб ке|евтет

СССР ие делам нэебретекие н аткрв|ткв (53) УДК 621. . 37 2.5 (08 8.8) (72) Автор изобретения

Э. В. Борисов

| (71 ) Заявитель (54) НЕЛИНЕЙНЫЙ ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для фильтрации результатов измерений, выраженных цифровым кодом.

По основному авт. св. № 807486 известен нелинейный цифровой фильтр, 5 содержащий последовательно соединенные блок сравнения, блок задержки, блок запрета, сумматор и нерекурсивный фильтр, выход которого подключен к дополнитель:но ным входам блока сравнения и сумматора, а также последовательно соединенные дополнительный блок сравнения, вход которого подключен к выходу блока сравнения и датчик случайных чисел, выход

15 которого подключен к- дополнительному входу сумматора, причем выход дополнительного блока сравнения подключен к дополнительному входу блока запрета 1).

Однако известное устройство имеет низкую точность фильтрации в условиях отсутствия отдельных ипи целых групй последовательных во времени результатов измерений, что может быть вызвано, например, перерывами связи или сильными замираниями сигналов.

Цель изобретения — повышение точности фильтрации.

Для достижения цели в нелинейном цифровом фильтре, содержащем последовательно соединенные блок сравнения, блок задержки, блок запрета, сумматор и нерекурсивный фильтр, вход которого подключен к дополнительным входам блока сравнения и сумматора, а также последоватепьно соединенные дополнительный блок сравнения, выход которого подключен к выходу блока сравнения и датчик случайных чисел, выход которого подключен к дополнительному входу сумматора, причем выход дополнительного блока сравнения подключен к дополнительному входу блока запрета, между выходом блока сравнения н дополнительным входом сумматора введены последовательно соединенные второй блок задерж. ки, второй нерекурсивный фильтр и второй блок запрета, а также последовательно

3 92483 соединенные генератор сигналов и третий блок запрета, выход которого подключен к вторым входам второго блока запрета и датчика случайных чисел соответственно, причем второй вход третьего блока запрета соединен с входом блока сравнения.

На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого устВ ройства.

Непинейный цифровой фильтр содержит 10 блок 1 сравнения, бпок 2 задержки, блок

3 запрета, сумматор 4, нерекурсивный фильтр 5, дополнительный блок 6 сравнения, датчик 7 случайных чисел, генератор 8 сигналов, второй и третий бпо- 1ф ки 9 и 10 запрета, второй блок 11 задержки и второй нерекурсивный . фильтр 12.

Нелинейный цифровой фильтр работает следующим образом. 20

В установившемся режиме при отсутствии случайных искажений и наличии полной поспедовательности входных величин на входе фильтра отрицательная обратная связь от нерекурсивного фильтра 5 к блоку 1 сравнения компенсируется положительной обратной связью от нерекурсивного фильтра 5 к сумматору 4, а блок 3 запрета не впияет на процесс передачи входной величины в нерекурсивный фильтр 5, обладающий малыми ошибками фильтрации. Сигнал на выходе является интервальной скользящей во времени оценкой измеряемого параметра.

И

При наличии аномальных искажений сигнал, поступающий с выхода блока 1 сравнения в дополнительный блок 6 сравнения, сравнивается в последнем с

40 верхней и нижней. границей ограничений.

Если ошибка измерений выходит за пределы ограничений, то из дополнительного блока 6 подаются сигналы в блок

3 запрета и датчик 7 случайных чисеп.

В результате этого входная вепичина, 43 соответствующая данному аномальному . искажению, на вход сумматора 4 не поступает, поскольку срабатывает блок 3 запрета. Одновременно срабатывает датчик 7 случайных чисел, сигнал с выхода которого в виде цифрового кода поступает в сумматор 4 на вход нерекурсивного фильтра 5. Дисперсия разброса сигналов на выходе датчика 7 соответствует дисперсии результатов измерений.

Таким образом аномальная ошибка заменяется цифровым кодом датчика 7, прошедшим на сумматор 4.

2 4

В то же время сигнал со входа дополнительного блока 6 через второй блок ll задержки поступает во второй нерекурсивный фильтр 12, в котором образуется интервальная скользящая во времени оценка приращения измеряемого параметра, При этом в исходном состоянии блоки 9 и 10 запрета являются закрытыми.

При отсутствии сигнала на входе фильтра третий блок 10 запрета открывается и сигнал с выхода генератора 8 сигнала поступает через блок 10 в датчик 7 случайных чисел, в результате чего последний сраоатывает, а также во второй блок 9 запрета, что приводит к его открытию и возможности передачи сигнала с выхода второго нерекурсивного фильтра 12 на вход сумматора 4. В результате этого отсутствующий на hxoge фильтРа сигнал заменяется сигналом от датчика. 7 случайных чисел и сигналом с выхода второго нерекурсивного фильтра 12, которые через сумматор 4 поступают в нерекурсивный фильтр 5. Этим самым достигается повышение точности фильтрации, поскольку на точность оценки входного сигнала, которая получается на выходе нерекурсивного фильтра 5, в о меньшей степени сказывается отсутствие отдельных или целых групп последовательных во времени результатов измерений.

Формула изобретения

Нелинейный цифровой фильтр по авт. св. Хо 807486, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности фильтрации, между выходом блока сравнения и дополнительным входом сум."» матора введены последовательно соединенные второй блок задержки, второй нерекурсивный фильтр и второй блок запрета, а также последовательно соединенные генератор сигналов и третий блок запрета, выход которого подключен к вторым входам второго бпока запрета н датчика случайшх чисел соответственно, причем второй вход третьего блока запрета сое»динен с входом блока сравнения, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N. 807486, кл. Н 03 Н 17/04, 1979 (прототип) .

924832

Составитель A. Меньшикова

Редактор М. Янович Техред М. Надь Корректор A. Десятко

Заказ 2836/73 Тираж 954 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэо(ретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

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