Нелинейный цифровой фильтр

 

/ "-" ..

Л

З.В.Борисов, Л.R.Êoòåíêo и A.Ï.Ê тенкю;,-,, 4 Ф р (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) НЕЛИНЕЙНЫЙ ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР

Изобретение относится к измери, тельной радиотехнике и может быть использовано при фильтрации реэуль татов измерений физического парамет. ра, выраженных цифровым кодом.

Известен нелинейный. цифровой фильтр, содержащий последовательно соединенные блок сравнения, двусторонний ограничитель, сумматор и нерекурсивный фильтр, выход которого подключен к входу блока сравнения, и к второму входу сумматора 1 1».

Недостатком данного устройства является его относительно низкая точность измерений при наличии па" чек аномальных искажений измеряемого параметра.

Известен также нелинейный цифровой фильтр, содержащий последовательно включенные блок сравнения, двусторонний ограничитель, первый блок запрета, сумматор, первый нерекурсивный фильтр, выход которого соединен с вторыми входами блока

2 сравнения и сумматора, третии вход которого через последовательно соеди. ненные второй блок запрета и второй нерекурсивный фильтр подключен к выходу двустороннего ограничителя,второй выход которого соединен с управляющим входом второго блока запрета1 2 1.

Однако известное устройство также обладает относительно низкой точ о ностью фильтрации.

Цель изобретения — повывение точности фильтрации.

Поставленная цель достигается тем, что в нелинейный цифровой Фильтр, содержащий последовательно включенные блок сравнения, двусторонний ограничитель, первый блок запрета, сумматор и первый нерекурсивный фильтр, выход которого соединен с вторыми входами блока сравнения и сумма тора, а также второй иерекурсивный фильтр и второй блок запрета, вклю ченный менщу вторым выходом двусторон

3 9878О него ограничителя и третьим входом сумматора, введен дополнительный двусторонний ограничитель, включенный между управляющими входами блока запрета и выходом второго нерекурсивного фильтра, входы которого соединены с выходами двустороннего ограничителя, дополнительный выход которого подключен к четвертому входу сумматора. 10 . На чертеже представлена электрическая структурная схема предлага.емого устройства.

Устройство содержит последователь- )5 но соединенные блок 1 сравнения, двусторонний ограничитель 2, сумматор 3 и первый нерекурсивный фильтр выходы которого .подключены ко вторым входам .блока 1 сравнения и сумматора 3, а также последователь" но соединенный второй нерекурсивный фильтр 5, входы которого подключены к соответствующим выходам двустороннего ограничителя 2, и дополнительный двусторонний ограничитель 6, каждый из двух выходов которого через соответствующие им блоки 7 и 8 запрета подключены ко второму и третьему входам сумматора 3, при этом другие входы каждого из блоков 7 и 8 запрета подключены к соответствующим йм выходам двустороннего ограничителя 2.

Устройство работает следующим образом.

В установившемся режиме сигналы результатов измерений через блок 1 сравнения, двусторонний ограничитель

2 и сумматор 3 поступают в нерекурсивный фильтр 4, на выходе которого

10 образуется скользящая во времени интервальная оценка среднего значения измеряемого параметра. При этом отрицательная обратная связь от нерекурсивного фильтра 4 к блоку 1 срав15 нения компенсируется положительнои обратной связью от нерекурсивного фильтра 4 к сумматору 3. При появлении пачек аномальных искажений измеряемого параметра, когда приращение измеряемого параметра относительно оценки его среднего значения выходит за пределы порогов ограничения двустороннего ограничителя 2, этому приращению придается значение соот. ветствующего порога ограничения ограничителя 2. В этом случае с выхода ограничителя 2 на вход сумматора

3 сигнал не, подается,. а сигналы с соответствующйх выходов двустороннего ограничителя 2, равные верхнему или нижнему значению порогов ограничения, подаются во второй нерекур. сивный фильтр 5 и на входы соответствующих блоков 7 и 8 запрета.

Во втором нерекурсивном фильтре

5 происходит скользящая во времени интервальная оценка среднего значения входного сигнала, который представляет собой последовательность сигналов, абсолютная величина которых и знак соответствуют абсолютным значениям и знаку порогов ограничечения двустороннего ограничителя 2.

При этом, если аномальные искажения, составляющие пачку, примерно поочередно меняют свой знак, то сигнал на выходе второго нерекурсивного фильтра 5 лежит в некоторых пределах возле нуля. Если аномальные искажения имеют один знак, то сигнал на выходе второго нерекурсивного фильтра 5 приближается к величине соответственно верхнего или нижнего порога ограничителя 2. Устанавливая соответствующим образом значения порогов дополнительного двустороннего ограничителя 6, можно судить с высокой степенью достоверности о составе пачки аномальных искажений. При этом, если сигнал на выходе второго нерекурсивного фильтра 5 не выходит за пределы порогов дополнительного двустороннего ограничителя 6, то сигнал с выхода второго нерекурсивного фильтра 5 через дополнительный двусторонний ограничитель 6 открывает блоки 7 и 8 запрета, поэтому на вход сумматора 3 помимо оценки среднего значения измеряемого параметра поступают прираще-. ния аномально искаженных измерений, которым присваивается значение верхнего или нижнего порогов ограничения двустороннего ограничителя 2. Этот случай соответствует ситуации, когда аномальные искажения, составляющие пачку, имеют примерно поочередно из" меняющиеся знаки.

Если аномальные искажения, составляющие пачку, имеют один знак, то сигнал с выхода второго нерекурсивного фильтра 5 выходит за пределы порогов дополнительного двустороннего ограничителя 6 и блоки 7 и 8 запрета не открываются. Поэтому на вход сумматора 3 поступает только оценка среднего значения измеряемог0> параметра.

Таким образом, благодаря вновь вводимым.элементам повышается точность фильтрации при наличии пачек аномальных искажений одного знака, ° Ф4В поскольку в этом случае измеряемому параметру присваивается оценка его среднего значения по результатам пре" дыдущих измерений, а не значение среднего плюс значение верхнего или нижнего порога двустороннего огра" IO ничителя 2, как в известном, что приводит к существенным искажениям измеряемого параметра, поскольку в этом случае пачка аномальных иска=. жений одного знака вызывает прира- :. >s щение оценки среднего на величину верхнего или нижнего порогов двустороннего ограничителя 2.

9878

20 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР, М 499647, кл. H 03Н 7/28, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

» по заявке П 3243886/09, кл. Н 03 Н 17/04, 02.02.81 (прототип). формула изобретения

Составитель Т.Афанасьева

Редактор H.Ковалева ТехредТ.фанта . Корректор:Л Бокшан

Заказ 10326/46 Тираж 934 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал flllA "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Нелинейный цифровой фильтр, содержащий последовательно включенные блок сравнения, двусторонний ограничитель, первый блок запрета, сумма05 6 тор и первый нерекурсивный фильтр, выход которого соединен с вторыми входами блока сравнения и сумматора, а также второй нерекурсивный фильтр и второй блок запрета, вклю ченный между вторым выходом двустороннего orраничителя и третьим входок сумматора, отличающийся тем, что,с целью повнвения-точности фильтрации, в него введен дополнительный двусторонний ограничитель, включенный между управляющими входа" ми блоков запрета и выходок второго нерекурсивного фильтра, входы которого соединены с выходами двусторон- него ограничителя, дополнительный выход которого подключен к четверто" му входу сумматора.