Нелинейный цифровой фильтр Советский патент 1983 года по МПК H03H17/04 

о

СП

00

о

00

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при фильтрации результатов измерений физического параметра, выраженного ци фровым к одом.

По основному авт.св. № 499647 известен нелинейный цифровой фильтр содержащий последовательно соединен-ные блок сравнения, первый вход которого является входом фильтра, двусторонний ограничитель, сумматор и нерекурсивный фильтр, выход которого подключен к вторым входам сумматора и блока сравнения и является выходом фильтра.

Однако, известный нелинейный цифровой фильтр не обеспечивает высокой точности фильтрации из-за больших пульсаций помехи на выходе сумматора .

Цель изобретения - повышение точности фильтрации путем уменьшения помехи на выходе сумматора.

Указанная цель достигается тем, что в нелинейный цифровой фильтр, содержащий последовательно соединенные блок сравнения, первый вход которого является входом фильтра, двусторонний ограничитель, сумматор ,и нерекурсивный фильтр, выход которого подключен к вторым входам сумматора и блока сравнения и является выходом о;)ильтра, введены два ключа, два инвертора, блок задержки и последовательно соединенные детектор знака сигнала, элемент задержки и элемент И, к второму входу которого подключен выход детектора знака сигнала, а выход элемента Н подключен через первый инвертор к управляю1чему входу первого ключа и непосредственно к управляющему входу второго ключа, выход которого объединен с выходом первого ключа и подсоединен к третьему входу сумматора первый вход которого объединен с входами детектора знака сигнала и блока задержки, выход которого подключен непосредственно к сигнальному входу первого ключа и через второй инвертор к сигнальному входу второго ключа.

На чертеже представлена структурная электрическая схема нелинейного цифрового фильтра.

Нелинейный цифровой фильтр содержит блок 1 сравнения, двусторонний ограничитель 2, сумматор 3, нерекурсивный фильтр 4, детектор 5 знака сигнала, блок 6 задержки, элемент И 7, элемент S задержки, первый инвертор 9, первый ключ10, второй ключ 11, второй инвертор 12.

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 образуется скользящая во времени интервальная оценка измеряемого параметра, полученная на конец интервала сглаживания. При этом отрицательная обратная связь от нерекурсивного фильтра 4 к блоку 1 сравнения компенсируется положительной обратной связью от нерекурсивного фильтра 4 к второму входу сумматора 3. При появлении аномальных -искажений измеряемого параметра двухсторонний ограничитель 2 ограничивает их сверху и снизу, что уменьшает влияние аномальных ошибок измерений на оценку величины измеряемого параметра.

Одновременно с этим центрированны случайный сигнал с выхода двустороннего ограничителя 2 поступает в детектор 5 знака сигнала. Элемент 8 задержки хранит данные о знаке предьщущего сигнала, поэтому на второй вход элемента И 7 поступают данные о знаке пришедшего сигнала с выхода детектора 5 знака сигнала, а на первый вход элемента И 7 - данные о знаке предьщущего сигнала, которые поступают -с выхода элемента 8 задержки .

В первом случае при несовпадении данных о знаках прио:едшего сигнала и предыду1чего элемент i 7 выдает низкий (запрещающий) потенциал на управляющие входы KJ.ичeй 10 и 11, причем на управляющий вход первого ключа 10 - через первь1й инвертор 9, а на управляющий вход второго ключа 11 - непосредственно. -В результате этого ключ 10 открывается, а второй ключ 11 закрывается, и с блока 6 задержки центрированный случайный сигнал, задержанный на один такт (предыдущий, поступает на третий вход сумматора 3 . В сумматоре 3 происходит суммирование центрированного случайного сигнала, поступившего с выхода двустороннего ограничителя 2 на первый вход оценки измерения-, вичисленной на конец интервала сгла)квания (второй вход сумматора З), и центрированного случайного сигнала от предыдущего измере НИН, который имеет противоположный знак по сравнению с поступившим сигналом на первый вход сумматора 3.

Во втором случае при совпадении данных о знаках пришедшего сигнала и предыдущего элемент И 7 вьщает положительный потенциал, который через первь:;й инвертор 9 закрывает первый ключ 10 и открывает второй ключ 11. В результате этого с выхода блока б задеркки предыдущий центрированный случайный сигнал через второй инвертор 12 и открытый второй ключ 11 поступает на третий вход сумматора 3. В сумматоре 3 происхо3 1058030 4

дит суммирование центрированного .задержки, а блок б задержки запомислучайного сигнала поступившего снает пришедший с выхода двусторонвыхода двустороннего ограничителя 2него ограничителя 2 центрированный

на первый вход, оценки измерения, случайный сигнал.

вычисленной на конец интервала сгла-Итак, в обоих случаях в сумматоре

живания (второй вход сумматора З) ,5 з происходит уменьшение пульсаций

и инвертированного предыдущего цент-помехи.

рированного случайного сигнала,Таким образом, в предлагаемом

поступившего на третий вход суммато-нелинейном цифровом фильтре повышаетpd 3.ся точность фильтрации за счет уменьЗатеМ данные о знаке пришедшегоЮ |шения пульсаций помехи на выходе

сигнала запоминаются в элементе 8сумматора 3.

НЕЛИНЕЙНЫЙ ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР по авт.св. 499647, о т л и ч а ;ю ад и и с я тем, что, с целью повышения точности фильтрации путем уменьшения пульсаций помехи на выходе сумматора, введены два ключа, два инвертора, блок задержки и побледовательно.соединенные детектор знака сигнала, элемент задержки и t элемент Н, к второму входу которого подключен выход детектора знака сигнала, а выход элемента И подключен черев первый инвертор к управляющему входу первого ключа и непосредственно к управляющему входу второго ключа, выход которого объединен с выходом первого ключа и подсоединен к третьему входу сумматора, первый вход которого объединен с входами детектора знака сигнала и блока задержки, выход которого подключен непосредственно к сигнальному входу первого ключа и через второй инвертор к сигнальному входу второго ключа. I