Нелинейный цифровой фильтр

 

Оn ИСАНИЕ()щ) у

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистические

Респубпкк

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свкд-ву % 871303 (22) Заявлено 10.11.80 (2I ) 3003721д Е-09 (5!) M. Кл. с прясоедккеккеке заявкк ¹ (23) П ркорктет

Н 03 Н 17/04

3Ъеударстеенный комнтет

СССР дв делам нэавретеннй н вткрктнй

Опублкковано 15.08.82. Бюллетень № 30 (Дата опублкковаккя опксанкя1 5.08.82 (з) УДК 621.396.. 96 (088.8) (72) Автор изобретения

Э. В. Борисов

)5 "- :- -- *р t

1

J :Üû) ;, (71) Заявитель (54) НЕЛИНЕЙНЫЙ ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР!

Изобретение относится к радиотехнике к может быть использовано при фильтрации результатов измерений физического параметра, выраженных цифровым кодом.

По основному авт. св. N 871303 известен нелинейный цифровой фильтр, содержащий последовательно соединенные блок сравнения, первый двусторонний ограничитель, сумматор и первый нерекурсивный фильтр, выход которого подклю-, чен ко вторым входам блока сравнения и сумматора, а также последовательно соединенные второй нерекурсивный фильтр, вход которого подключен ко второму выхо@у nepBoFo двустороннего ограничи, теля, н второй двусторонний ограничитель, выход которого подключен к управляющему е входу первого нерекурсивного фильтра (1 J

Однако известное устройство характеризуется недостаточной точностью фильт 20 рации при относительно быстрых изменениях точности измерений.

Цель изобретения - повышение точности фильтрации.

Для достижения цели в нелинейноМ цифровом фильтре, содержащем последова тельно соединенные блок сравнения, первый двусторонний . ограничитель, сумматор и первый нерекурсивный фильтр, выход которого подключен ко вторым .входдам блока сравнения и сумматора, а также последовательно соединенные второй нерекурсивный фильтр, вход которого подключен ко второму выходу первого двустороннего ограничителя, и второй двуствронний ограничитель, выход которого подключен к управляющему входу первого нерекурсивного фильтра, между выходом первого двустороннего ограничителя и управляющим BxottoM второго двустороннего ограничителя включены последовательно квадратор, дополйительный не рекурсивный фильтр и блок вычисления квадратного корня.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого нелинейного цифрового фильтра.

951 653

Нелинейный цифровой фильтр содержит последовательно соединенные блок 1 срав.нения, первый двусторонний ограничитель 2, сумматор 3 и первый нерекурсивный фильтр 4, выход которого подключен 5 ко вторым входам блока l сравнения и сумматор 3, и последовательно соединенные второй нерекурсивный фильтр 5, вход которого подключен ко второму вь1ходу первого двустороннего ограничителя 2, и второй двусторонний ограничитель 6, выход которого подключен к управляющему входу первого нерекурсивного фильтра а также последовательно соединенные квадратор 7, вход которого подключен 15 к дополнительному выходу первого двустороннего ограничителя 2, дополнительный нерекурсивный фильтр 8 и блок 9 вычисления квадратного корня, выход которого подключен к управляющему 20 входу двустороннего ограничителя 6.

Нелинейный цифровой фильтр работает следующим ооразом, В установившемся режиме при отсут- 25 ствин случайных аномальных искажений отрицательная обратная связь от нерекурсивного фильтра 4:к блоку 1 сравнения компенсируется положительной обратной связью от нерекурсивного фильтра 4 к 30 сумматору 3. Поэтому результаты измерений физического параметра через блок 1 сравнения, двухсторонний ограничитель 2 и сумматор 3 непосредственно поступают в нерекурсивный фильтр 4, который имеет 35 и регистров записи результатов последовательных во времени измерений с целью их усреднения. При наличии аномальных во времени искажений двусторонний ограничитель 2 существенно умень- 40 шает их, ограничивая сверху и снизу.

Одновременно с этим сигналы с выхода двустороннего ограничителя 2, которые являются,рузультатами оценок приращений параметра, поступают в иере- 45 курсивный фильтр 5, в котором произво дится усреднение оценок приращений. Таким образом, сигнал на выходе нерекурсивного фильтра 5 представляет собой оценку дифференциала измеряемого пара-метра во времени, т, е. оценку изменений величины параметра во времени, которая поступает в двусторонний ограничитель 6.

Если ее величина превышает верхний или становится меньше нижнего порогов ограничений, т. е. если изменения параметра превьшшют допустимые пределы, то с вьхода двустороннего ограничителя 6 лодается с п нал в нерекурсивный фильтр 4.

По этому сигналу уменьшается число регистров фильтра 4, которые задействованы при оценке параметра. Если сигнал на входе двустороннего ограничителя 6 входит в пределы порогов ограничения, то число регистров фильтра 4 увеличивается.

Кроме того, сигналы с выхода двустороннего ограничителя 2 поступают че рез квадратор 7 в дополнительный нерекурсивный фильтр 8, в котором производится оценка усредненного значения дисперсии точности измерений. Сигнал с выхода нерекурсивного фильтра 8 поступает в блок вычисления квадратного корня 9, сигнал на выходе которого представляет собой оценку среднеквадратического отклонения точности измерений. Этот сигнал подается на управляющий вход двустороннего ограничителя 6. Если точность измерений ухудшается, то абсолютная величина порогов ограничителя увеличивается.

Этим самым исключается влияние yxyDщения точности измерений на опенку приращения измеряемого параметра, а, следовательно, на число регистров фильтра 4, которые задействованы при усреднении результатов измерений физического параметра. Это позволяет повысить точность фильтрации. В то же время, при увеличении точности измерений абсолютная величина порогов ограничителя 6 уменьшается, что исключает влияние цепи оценки очности измерений на точность фильтрации параметра при высокоточных измерениях, Таким образом, повышается точность фильтрации при относительно быстрых изменениях точность измерений, вызванных, например, относительно быстрыми изменениями качества измерительного канала.

Формула изобретения

Нелинейный цифровой фильтр по авт. св.

М 871303, отличающийся тем, что, с целью повышения очности фильтрации, между выходом первого двустороннего ограничителя и управля1ошим входом второго двустороннего ограничителя включены последовательно квадратор дополнительный нерекурсивный фильтр и блок вычисления квадратного корня.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 871303, кл. Н 03 Н 17/04, 1981.

951653

Составитель Т. Афанасьева

Редактор М. Келемеш Техред А,Ач Корректор А. Макаренко

Заказ 5971/73 Тираж 959 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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