Экстремальный цифровой фильтр Советский патент 1983 года по МПК H03H17/06 

ИзоОретёние относится к цифровой сигналов, а именно к устройствам цифровой фильтрации сигнала с целью сглаживания и разделения компонент по частотным диапазонам. . .: Известно устройство цифровой фильтрации, .требующее уменьшенного количества ячеек памяти l . Однако недостатком данного уст-г ройства является большой объем дискретных отсчетов N сигнала на интер . вале анализа Т , определяемый, как правило, из условия теоремы Котельн кова по. формуле N 2fvT, где fj, частота высшей гармонии сигнала. Это приводит при анализе случайных процессов к большим объемам вычислений, а в случае предварительно накопления сигнала в памяти ЭВМ- к использованию большого объема памят Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является цифровой фильтр, содержащи аналого-цифровой преобразователь, элементы задержки, умножитель и сумматор М . Недостатком извест ного устройства является наличие нескольких схем умножения, снижающих быстродействие фильтра и усложняющих апларатурную реализацию метода экстре мальной-цифровой фильтрации.Цель изобретения - повышение быстродействия устройства. Указанная цель достигается тем, что в цифровой фильтр, содержащий аналого-цифровой преобразователь, , выход которого подключен к входу первого регистра и входу первого элемента задержки, выход которого соединен со входом второго регистра и входом второго элемента задержки выход которого подключен ко входу третьего регистра, первый сумматор выход которого соединен со входом интерполятора, выход которого является выходом фильтра, а вход аналого-цифрового преобразователя является вк.одом фИЛьтра, .введены нульорган, дифференциатор, второй и третийсумматоры, причем вход анало го-цифрового преобразователя объеди нен со входом дифференциатора, выход которого подключен к входунуль-органа,, выход которого подключен к управляющему входу аналогоцифрового преобразователя и управляющим входам второго.и третьего сумматоров, выходы которых соединены соотаетственнь с первым и втором входами первого сумматора, выходы первого и третьего регистров подклю чены к первым входам соответственно второго и третьего сумматоров, вторые входы которых объединены и под.ключены к выходу второго регистра. На чертеже представлена функциональная схема экстремального цифрового фильтра. Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1, нуль-орган 2, дифференциатор 3, первый. 4, второй 5 и третий 6 региртры (экстремумов), первый 7 и второй8 элементы задержки, сумматоры 9 и 10 (со сдвигом на 2 разряда вправо), сумматор 11 и интерполятор 12. .. Управляющий вход аналого-цифрового преобразователя 1 (АЦП) соединен c выходом нуль-органа 2, соединенного с дифференциатором 3, а выход с входом первого регистра 4 и через элементы задержки - с входами второго 5и третьего 6 регистров, выход первого регистра соединен с первым входом сумматора 9 (со сдвигом на два разряда), выхрд второго регистра - со вторыми входами сумматоров 9 и 10 (со сдвигом на два разряда вправо) , а вы.ход третьего регистра 6- спервым входом сумматора 10 (со сдвигом на два разряда вправо), выходы сумматоров - с входами сумма-j тгюа 11, выход которого соединен со . входом интерполятора 12, а управляющие входы сумматоров 9 и 10 соеди- , нены с выходом нуль-органа. Фильтр работает, следующим образом. Входно.й сигнал x(t) поступает .на измерительный вход АЦП 1.и дифференциатор . 3. В момент перехода первой производной сигнала x(t) через нуль, соответствующиймоменту появления экстремума х.э(г ) xgtil сигнала x(t), нуль-орган 2 .выдает разре- шающий сигнал на управляющий вход АЦП, на выходе которого сформируется код текущего экстремума. x.;a(,t). Сформированный код зафиксируется в регистре 4 и в элементе 7 задержки. При этом в регистре 5 будет нгьходиться код предыдущего экстремума хд i - 1 сигнала, а в регистре 6 код экстремума хз.1 - 2,- предшествукмцего экстремуму хд -.- l . Сформированные коды с выходов регистра 4 и регистра 5 подаются на входы сумматора 9 и с выхода регистра 5 и регистра 6 - на входы сумматора 10. Одновременно на управляющие входы сдвига на два разряда вправо с выхода нуль-органа 2 поступает сигнал, двигающий код суммы х i + х i - l и код суммы з ч L- на два разряда вправо. После этого сдвинутые коды поступают на сумматор 11, где складываются, образуя отсчет сглаженного Временного ряда, а затем - на вход интерполятора 12, формируквдего непре ягвный сигнал.

310438194

Таким образом, введение указанной бование к быстродействию аналого-цифвыше .совокупности блоков и связеЛ рового преобразователя и цифрового между ними позволяет ослабить тре- фильтра в целом.

ЭКСТРЕМАЛЬНЫЙ ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР, содержащий аналого-цифровой преобразователь, выход которого- подключен к входу первого регистра и входу первого элемента задержки, выход которого соединен с входом второго регистра и входом второго . элемента задержки, выход которого подключен к входу третьего регистра. первый cyi.j iaTop, выход которого соединен с входом интерполятора., .выход которого является выходом фильтра, а вход аналого-цифрового преобра зователя является входом фильтра, отлич ающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него .введены нуль-орган, дифференциатор/ второй и третий сумматоры, причем вход аналого-цифрового преобразоват еля объединен с входом дифференциатора, выход которого подключен к управляющему входу аналого-цифрового преобразователя и управляющим входам второго и третьего сумматоров, выходы которых соединеi ны соответственно с первым и вторым входами первого сумматора, выходы СЛ .первого и третьего регистров подключены к первым входам соответственно второго и третьего сумматоров, вторые входыкоторых объединены и .подключены к выходу второго регистра. S 00 00 С0