Цифровой фильтр Советский патент 1987 года по МПК H03H17/00 

135.62 маторы Ь-1,...,5-К, блоки 6-1,...,6-К

обнаружения отказов и блок 7 выбора правильного числа. Входные сигналы после АЦП 1 поступают на блоки 2 К т)+1 каналов. К-й канал является контрольным. Максимально возможный диапазон изменения входных сигналов пе- i рекрывается ) каналами. При правильном выполнении команд (отсутствие отказов) в ЦФ передаются и преобразуются так назьгоаемые правильные числа

Изобретение относится к цифровой обработке сигналов, в частности к цифровой фильтрации, и может быть использовано в различных цифровых комплексах.

Целью изобретения является повышение надежности цифрового фильтра.

На фиг.1 приведена- структурная электрическая схема цифрового фильтра; на фиг.2 - схема блока обнаружения отказов; на фиг.З - схема блока выбора правильного числа.

Цифровой фильтр содержит анапого- цифровый преобразователь 1, блоки 2-1,...,2-К определения вычетов входного сигнала, (т-1)-каскадвые цифровые линии 3-1,...,3-К задержки, группы умножителей 4-1,...,4-К, сумматоры, 5-1,...,5-К, блоки 6-1,...,6-К

обнаружения отказов и блок 7 выбора правильного числа.

Блок 6 обнаружения отказов содержит блоки 8-1,...,8-п постоянной памяти, регистры 9-1,...,9-п, ключи 10-1,...,10-п, регистр 11 константы, сумматор 12 по модулю Mg, блок 13 элементов И, блок 14 сравнения.

Блок 7 выбора правильного числа содержит элемент И 15, первый блок 16 элементов ИЛИ, блок 17 элементов И, инвертор 18, второй блок 19 элементов ИЛИ.

Цифровой фильтр работает следующим образом.

Входные сигналы после аналого- цифрового преобразователя 1 поступаю

на входы-J + l блоков 2-1,2-22-S,

..., 2-0, 2-К. Это разбивает входную последовательность на +1 каналов.

А. Сбой в одном из каналов приводит к возникновению остатка в этом канале. Знание правильности или неправильности числа А дает общую информацию о сбое в ЦФ. Информацию о канале, в котором произошел сбой, несет в себе так называемая проекция числа А по S-му модулю (S - номер канала). Поясняется работа блока 6 обнаружения отказа и блока 7 выбора правильного числа. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Разрядность чисел Rg в каждом из ка- налов определяется выбранной системой модулей.NS, ,4-1 , л) + , R log 2N Г. Причем должно выполняться условие

N П N 7 Y. S--1

(1)

fAOkC

S--1

где максимально возможный результат по реализуемому алгоритму цифровой фильтрации. Максимально возможный диапазон изменения входных сигналов перекрывается л) каналами. К-й () канал является контрольным. При этом система модулей упоря

дочена: N , о

N g

,)

,

Пра

Модуль полной системы Np П N

вильное выполнение команд (отсутствие отказов) в каналах 1.1ифрового фильтра приводит к тому, что в цифровом фильтре передаются и преобразуются так назьтаемые правильные числа А, величина которых не превышает .в соответствии с (1). Сбой по одному из каналов приводит к возникновению остатка в этом канале, где Гд - вычет правильного числа А в S-M канале, fg - вычет неправильного числа А в S-M канале. Неправильное число А не подчиняется равенству (1) - это

одна из возможностей индикации нали |чия отказа. Итак, если А. П Ng,

5 1

ТО А - правильное число и сбоев в цифровом фильтре нет, а если , то в одном из каналов цифрового фильтра произошеп сбой.

Знание правильности или неправиль- ности числа А дает лишь общую информацию о сбое (отказе) в цифровом

313

фильтре, но не указывает на канал, в котором произошел сбой (отказ). Эту информацию несет в себе так называемая проекция числа А по S-му модулю - число А, полученное из А зачеркиванием цифры г (но не )

и взятое по модулю М,.где

) И П Ng. Если число А правильное,

ТО в упорядоченной системе модулей N. N2... Nj... проекции по всем модулям совпадают: А,А2... AS. . .А , . . .А| N, при этом все проекции равны самому числу , Если же число А неправильное и ошибочна цифр а Гд, то Ag N, а все остальные проекции А N для всех Следовательно, сбой произошел в S-м канале, а выходное правильное число определяется S-й проекцией А.А., С выхода блоков 2-1,,..,2-К вычеты |входного сигнала поступают на входы (т-1)-каскадных цифровых линий 3-1,.. ...,3-К задержки и далее через соот- ветствующие умножители 4-1-1,...,4- К-т - на входы сумматоров 5-1,..., 5-К.

Сумматоры 5-1,...,5-К по соответствующим модулям суммируют вычеты произведений в соответствии с алгоритмом фильтрации. С выходов сумматоров 5-1,...,5-К остатки г, г ,

j-g , ..., г, Г| подаются на блоки 6-1,...,6-К. При этом на блок 6-1 не подается г , на 6-2 не подается г, ..., на 6-S не подается S и так далее. В блоке 6-S блоки 8-1,...,8-п хранят предварительно вычисленные значения S-й проекции: A5( +r,jG2 + ...+r5.,Gs-,+rs, G|, +.. . +r Gpmod Mg, где G,...,GK коэффициент Веса S-го канала. Причем в каждом блоке 8-1,...,8-п хранятся попарные частные слагаемые проекции А. Они считываются сигналами Гд в р.еги- стры 9-1,...,9-i,...,9-п, откуда счи- тьшаются в сумматор 12 последовательными тактовыми сигналами .,

..., Т, подаваемыми на управлякнцие входы ключей 10-1, ..., 10-п через время, равное времени сложения в сумматоре 12 по модулю Mj. Число А, образованное в сумматоре 12, сравнивается в блоке 14 с числом N, хранимым в регистре 11. Если Ag N, то выходной сигнал блока 14 , если же , то . С выхода блока 14 сигнал С подается на блок 13 и на со

5 0 5

о

5

Q .

ответствующий вход элемента И 15 блока 7. Если А правильное число, то ...С5.... Выход элемента И 15 равен 1, он открывает блок 17, через которьй по проекционному входу блока 7 число , поданное с проекционного выхода блока 6-К, подается через второй 19 на выход цифрового фильтра. Если же в каком-то канале произошел сбой, то соответствующий ему сигнал С равен нулю, выходной сигнал элемента И 15 равен нулю, блок 17 закрыт, а с выхода инвертора 18 сигнал А...ЛС-Л.., ... подается по цепи обратной связи из блока 7 на управляющие входы блоков 6-1,...,6-К и открывает в них блоки 13 по третьему входу. При этом открывается блок 13 того блока 6-1, ...,6-К обнаружения отказов, в котором Ag-iN (все остальные А . N) и Сс; 1. В этом случае открытый блок 13

(Ч i

считьгоает правильное число А , которое с выхода этого блока подается через блок 16 на второй вход блока 19, выход которого является выходом цифрового фильтра.

Таким образом, в системе счисления с контрольным основанием N | обнаруживается и устраняется любой отказ, если он произошел в одном из каналов.

Формула изобретения

1. Цифровой фильтр, содержащий аналого-цифровой преобразователь, вход которого является входом цифрового фильтра, ) блоков определения вычетов входного сигнала, где 2, к входам которых подключены выходы аналого-цифрового преобразователя, ,) (т-1)-каскадных цифровых линий задержки, где m - порядок цифрового фильтра, il групп умножителей по ш умножителей в каждой группе и -j сумматоров, причем выход S-ro блока определения вычетов входного сигнала, где ,2,...,N, соединен с входом S-й (т-1)-каскадной цифровой Линии задержки, вход и выходы каскадов которой соединены через соответствующие умножители S-й группы с соответствующими входами S-ro сумматора, а вторые входы умножителей являются входами задания значений вычетов коэффициентов цифрового фильтра, отличающийся тем, что, с целью повы

шения надежности цифрового фильтра, в него введены (,|+1)-й блок определения вычетов входного сигнала, вход которого соединен с выходом аналого- цифрового преобразователя, а выход подключен к входу (л) + 1)-й (т-1)-каскадной цифровой линии задержки, вход и выходы каскадов которой соединены через соответствующие m умножителей ( + 1)-й группы с соответствующими входами (г + 1)-го сумматора, V блоков обнаружения отказов и блок выбор правильного числа, первьй выход которого является выходом цифрового филь тра, а второй выход соединен с управляющими входами всех -0 + 1 блоков обнаружения отказов, причем -О входов каждого К-го блока обнаружения отказов, где , 2, ..., л)+1, соединены с выходами первого, второго, ..., (К-1)-го, (К+1)-го, ,.., (л) + 1)-го сумматоров соответственно, выход К-го блока обнаружения отказов соединен с К-м входом блока выбора правильного числа, управляющий выход К-го блока обнаружения отказов соединен с К-м управляющим входом блока выбора правильного числа, а проекционный выход (л + 1)-го блока обнаружения отказов соединен с проекционным входом блока выбора правильного числа.

2. Фильтр поп.1,отлича- ю .щ и и с я тем, что блок обнаружения отказов содержит п блоков постоянной памяти, где п(+1)/2 при нечетном О и )/2 при четном -О , первы и второй входы которых являются входами блока обнаружения отказов, а выход 1-го блока постоянной памяти, где , 2,,,.,п, соединен через последовательно включенные i-й регистр

0

ц

5

0

5

0

И 1-й ключ с 1-м входом сумматора по модулю М, -где N rVN, N - модуль К-го блока определения вычетов входного сигнала, выход которого является проекционным выходом блока обнаружения отказов и соединен с объединенными первыми входами блока элементов И и блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом регистра константы, а выход блока сравнения является управляющем выходом блока обнаружения отказов и соединен с вторым входом блока элементов И, третий вход и выход которого являются соответственно управляющим входом и управляющим выходом блока обнаружения отказов, входами тактовых сигналов кото- рого являются управляющие входы ключей.

3. Фильтр ПОП.1, отличающийся тем, что блок выбора правильного числа содержит элемент И, К-й вход которого является К-м управляющим входом блока выбора правильного числа, первьш блок элементов ИЛИ, К-й вход которого является К-м входом блока выбора правильного числа, блок элементов И, первый вход которого объединен с входом инвертора и соединен с выходом первого элемента И, а второй вход является проекционным входом блока выбора правильного числа, и второй блок элементов ИЛИ, первый и второй входы которого подключены к выходам блока элементов И и первого блока элементов ИЛИ соот- iBeTCTBeHHo, а выход является первым выходом блока выбора правильного числа, вторым выходом.которого является вькод инвертора.

п

Гг

s-/

Гц

Заказ 5811/54Тираж 900Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

фиг. 2

Изобретение может использоваться при цифровой обработке сигналов и обеспечивает повьшение надежности цифрового фильтра (ЦФ). ЦФ содержит АЦП 1, блоки 2-1,...,2-К определения вычетов входного сигнала, (т-1)-каскадные цифровые ЛЗ 3-1,...,3-К, группы умножителей 4-1,...,4-К, mmotif/fjoms-f p, : т I с4 нам(конол по modNf) от 5- 7 (Л I Щ со ел о: ю