Адаптивный сглаживающий фильтр Советский патент 1986 года по МПК H03H21/00 

него сглаживающего фильтра. Разностный сигнал с БВ 1 поступает на первый детектор знака (ДЗ) 2 и через перемножитель I7 - на второй интегрирующий усилитель (ИУ) 8. Сглаженный сигнал с ИУ 8 поступает на выход адаптивного сглаживак ш.его фильтра. Сигнал с ДЗ 2 в виде + или -1 поступает на перемножитель 4, куда поступает через элемент задержки 3 тот же сигнал. Если сомножители одного знака, то сигнал +3 с перемножителя 4 поступает на второй БВ 5. ИУ 6 сглаживает сигнал второго БВ 5, который через масштабный усилитель 7 поступает на пятый БВ 21 Выходной сигнал второго ИУ 8 вычитается в третьем БВ 10 из задержанного вторьш элементом задержки 9. Этот разностньй сигнал обрабатывает1

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах автоматического регулирования,

Цель изобретения - улучшение динамических характеристик,

На фиг,1 приведена структурная электрическая схема адаптивного сглаживающего фильтра; на фиг, 2 и 3 - его переходные функции и амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) соответственно.

- Адаптивный сглаживающий фильтр содержит первый блок 1 вычитания, первый детектор 2 знака, первый элемент 3 задержки, первый пepe шoжи- тель 4,второй блок 5 вычитания,первый интегрирующий усилитель 6, первый масштабный усилитель 7, второй интегрирующий усилитель 8, второй элемент 9 задержки, третий блок 10 вычитания второй детектор И знака, третий элемент 12 задержки,, второй перемио- житель 13, четвертый блок 14 вычитания , третий интегрирующий усилитель 15, второй масштабный усилитель 16, третий I7 и четвертый 18 перемножители, четвертый 19 и пятый 20,интегся аналогично сигналу с выхода первого БВ 1 с помощью второго. ДЗ 11, второго перемножителя 13, третьего элемента задержки 12, четвертого БВ 14, третьего ИУ 15 и второго масштабного усилителя 16 и поступает на другой вход пятого БВ 21. Сигнал пятого БВ 21, соответствующий статистической постоянной времени адаптивного сглаживающего фильтра, сравнивается в пятом ИУ 20 с текущей постоянной времени, которая получается на выходе четвертого ДУ 19. На входы четвертого ДУ 19 поступают сигналы с третьего и четвертого перемножителей 17 и 18. -Сигнал управления для устранения разности между текущим и заданным значениями постоянной времени с пятого ИУ 20 поступает на третий умножитель 17. 3 ил.

5

0

рирующие усилители и пятый блок 21 вычитания.

Адаптивный сглаживающий фильтр работает следующим образом.

Входной сигнал поступает на вход первого блока 1 вычитания, в котором из него вычитается выходной сигнал адаптивного сглаживающего фильтра, и получаемая разность поступает на вход третьего перемножителя 17 и на вход первого детектора 2 знака. На выходе второго интегрирующего усилителя 8 получается сглаженный си1- нал, который и поступает на выход адаптичного сглаживающего фильтра. Сигнал разности с выхода первого блока 1 гвычитания поступает на вход первого детектора 2 знака, на выходе которого получается сигнал либо +1, либо -I, который поступает на вход первого элемента 3 задержки и второй вход первого перемножителя 4, выходной сигнал которого равен , если сомножители одного знака, и , если они разного знака. На выходе первого интегрирующего усилителя 6 получается сглаженный сигнал второго блока 5 вычитания.который через первый масштабный усилитель 7 поступает на

31226610

вход пятого блока 21 вычита

определения скорости изменения

ст но

и

сглаженного сигнала выходной сигнал второго интегрирующего усилителя 8 з запоминается во втором элементе 9 задержки, а затем задержанный сигнал

вычитается в третьем блоке 10 вычитания из выходного сигнала адаптивного сглаживающего фильтра.

Сигнал полученной разности обрабатывается аналогично выходному сиг- Налу первого блока 1 вычитания.

Выходной сигнал третьего интег- рирующего усилителя 15 через второй масштабный усилитель 16 поступает на второй вход пятого блока 21 вычитания .

Схема стабилизации коэффициента усиления пряМ5й цепи адаптивного сглаживающего фильтра, состоящая из третьего 17 и четвертого 18 перемно- жителей, четвертого 19 и пятого 20 интегрирующих усилителей, определяет текущую постоянную времени адаптивного сглаживающего фильтра Т, получаемую с выхода четвертого интегрирующего усилителя 19 по входному и выходному сигналам адаптивного сглаживающего фильтра, сравнивает ее с постоянной времени, полученной по статистическим характеристикам с выхода пятого блока 21 вычитания, с учетом регулируемого уровня Т, подаваемого на третий вход пятого интегрирующего усилителя 20.

Стабилизация динамических характеристик фильтра обеспечивается путем измерения текущего значения его постоянной времени, сравнения этого значения с заданным значением пос- - тоянной времени на пятом интегрирующем усилителе 20 и вьщачи с его выхода управляющего сигнала для устранения разности между текущим и заданным значениями постоянной вре- мени на третий перемножитель 17.

Заданное значение постоянной времени формируется путем суммирования сигнала регулировки Т с выходным сигналом пятого блока 21 вычитания схемы коррекции постоянной времени.

Текущее значение постоянной времени адаптивного сглаживающего фильтра измеряется схемой идентификации, состоящей из четвертого перемножителя 18 и четвертого интегрирующего усилителя 19. Работа устройства идентификации описывается соотношениями

и

(9

---(U,, - и и,,);

«ч

и и.

т

го где

K,;u.

- (Т

т

го

и

20

- и,

).

и

20

и,

(7

и к

17

Эад 19 (1) выходные сигналы интегрирующих усилителей 19 и-20 соответственно;выходной сигнал первого блока 1 вычитания, выходной сигнал третьего перемножителя 17 и его коэффициент передачи соответственно .

Для устойчивой работы схемы идентификации устройства необходимо соблюдение условия

и, (0)4 и, (О) или в общем случае

Sign и,, (О) sign и, (О).

Тогда, для установившихся значений

30

т-(и„

- и;и.. ) О,

откуда

У

и,

Подставляя в

и„

это выражение значение

и., из выражения (1 ) получаем

и

19

-

Процесс интегрирования заканчивается

в случае, когда

W

Подставив в выражение (1 ) U Т , находим Выражение для

и .

° K,j

Эквивалентное значение коэффициента передачи третьего перемножителя 17 равно

К УЯ- и - экв и 1

Т, + Uo

K.

3«A

iciA - о J21 где U - выходной сигнал пятого блока

21 вычитания.

Следовательно, в предлагаемом устройстве обеспечивается стабилизация заданного сигналом TO + U, значения .тостоянной времени посредством воздействия на коэффициент передачи перр множителя 17.

S12

Предлагаемое устройство позволяет уменьшить число блоков и регулировок, В схеме известного устройства предусмотрено по одной регулировке в каждом из каналов путем добавления к пере- манному сигналу, проходящему в каждом из них, некоторой постоянной величины, подбираемой при регулировке ( РО и TO), Кроме того, каж.цый из каналов управления содержит по два мае- штабных усилителя и одному задатчику,- коэффициенты которых также подбирают ся опытным путем.

Если необходимо изменить статис- тические характеристики вьосодного сиГ нала, то требуется перенастройка всех регулируемых параметров (масштабных коэффициентов и задаваемых постоянных сигналов |3о и TQ ). Общее количест- во регулировок в схеме известного устройства равно 8.

Предлагаемое устройство содержит в два раза меньше масштабных усили- телей, не имеет задатчиков и имеет всего один регулировочный сигнал Т j подаваемый, на третий вход пятого интегрирующего усилителя 20. Кроме того, в предлагаемом устройстве ко- лнчество регулировок равно 3,

Формула изобретения

Адаптивный сглаживающий фильтр, содержаший последовательно соединенные первый блок.вычитания, вход которого является входом адаптивного сглаживающего фильтра, первый детектор знака, первый элемент задержки, первый перемножитель, второй вход которого подключен к выходу первого детектора знака, второй блок вьии- тания и первый интегрирующк:й усилитель, вьЕход которого подключен к 4 второму входу второго блока вычита610fe

ния5 последовательно соединенные вто рой интегрирующий усилитель,.выход которого подключен к второму входу первого блока вычитания и является выходом адаптивного сглаживающего фильтра, второй элемент задержки, третртй блок вычитания, второй вход которого подключен к выходу второго интегрирующего усилителя, второй детектор знака5 третий элемент задержки, Е;торой перемножитель, второй вход которого подютючен к выходу второго детектора знака, четвертый блок вычитания и третий интегрирующий усклитепЬ} выход которого подключен к втором входу четвертого блока вычитания, а также первый и второй масштабные усилители и пятый блок вычитанияS отличающийся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик, в него введены третий перемножитель, включенный между выходом первого блока вычитания и входом второго интегрирующего усилителя, последовательно соединенные и включенные между выходом первого блока вычитания и вторым входом третьего перемножителя - четвертый перемножитель, четвертый интегри руюндай усилитель и пятый интегрирующий усилитель, причем выход третьего перемножителя подключен к второму входу четвертого интегрирующего усилителя, выход которого соединен с вторым входом четвертого перемножителя, первый и второй масштабные усилители включены между выходами пер- вого и третьего интегрирующих усилителей и первым и вторьм входами пятого блока вычитания соответсвенно, второй вход пятого интегрирующего услителя соединен с выходом пятого блока вычитания, а третий вход пятого . интегрируюгцего усилителя является вхдом управления адаптивного сглаживающего фильтра.

Б-г

Zj.

/

0.1ОЯ0.60.8

Фмг.2

лы;,5

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в системах автоматического регулирования. Цель изобретения - улучшение динамических характеристик. Входной сигнал поступает на первый блок вычитания (БВ) 1, в котором из него вычитается выходной сигнал адаптивю 1C о: о: