Нелинейный фильтр Советский патент 1989 года по МПК G05B5/01 

- 1

Изобретение относится к устройствам для фильтрации электрических сигналов и может быть использовано в системах автоматики, радиотехники и информационно-измерительной техники для вьзделения полезной составляющей измеренных сигналов.

Цель изобретения - повьшёние точности фильтра и обеспечение адаптации к сигналу.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема нелинейного ..фильтра; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу фильтра.

Нелинейный фильтр содержит элемент 1 сравнения, элемент 2, выбарки-хранения, который запоминает производную сигнала на время действия помехи, интегратор 3, двухпороговьй компаратор 4, который выделяет участ ки сигнала, пораженные помехой. Вход элемента 1 сравнения соединен с входом нелинейного фильтра, а выход - через элемент 2 выборки-хранения с входом интегратора 3, выход которого соединен с выходом нелинейного фильтра и с другим входом элемента 1 сравнения. Выход элемента 1 сравнения также через двухпороговый компаратор .4 подключен к управляющему входу элемента 2 выборки -хранения . Адаптация нелинейного фильтра к сигналу

N9 ts8

Од

U62231

обеспечивается сумматорами 5 и 6, фильтром 7 низких частот и первым и вторым источниками опорного сигнала. В элементе 2 выборки -хранения запо-.. минающий конденсатор 8 подключен к ключу 9 через резистор 10 и шунтирован другим резистором 11,

Нелинейный фильтр работает следующим образом.1Q

Входной сигнал (фиг, 2, а) поступает на вход элемента 1 сравнения, где из него вычитается выходной сигнал нелинейного фильтра. Полученный сигнал разности (фиг. 2,6), соответ- 15 ствующни скорости -изнеиения Полезного сигнала, поступает на входы элемента 2 выборки-хранения, компаратора 4,и фильтра 7 нижних частот, Б моменты отсутствия импульсов помехи 2о сигнал разности мало отличается от выходного сигнала фильтра 7 нижних частот и не выходит за пределы порогов компарации компаратора 4 (на фиг. 2,6 пороги компарации показаны 25 унктирными линиями). При этом- на выходе компаратора 4 присутствует правляющий сигнал, который заставяет элемент 2 выборки-хранения работать в режиме выборки. Сигнал с Q выхода элемента 1 сравнения беспреятственно проходит на вход интег- атора 3 и на его выходе образуется . выходной сглаженный сигнал (Фиг,. 2,в), весь нелинейный фильтр работает как линейный фильтр с постоянной времени, равной постоянной времени нтегратора 3.

п г п шд ш в н в и

к в н л

Во время действия импульса помехи разностный сигнал (фиг. 2,6) с выхода элемента 1 сравнения своим импульсным выбросом выходит за порог. компенса1Дии компаратора 4, и он переключает элемент 2 выборки-хранения в режим хранения.

На запоминающем конденсаторе элемента 2 выборки-хранения хранится напряжение, соответствующее тому значению производной входного сигнала, которое она имела в момент, предшествующий импульсу помехи. Интегратор 3, интегрируя это напряжение, выдеутяет полезный сигнал с минимальной ошибкой (фиг. 2,в), так как вырабатывает линейную экстра- поляпдю участка сигнала, пораженного импульсом помехи. Если импульс помехи длится долго, то запоминаю- шдй конденсатор элемента 2 выборки- хранения успевает разрядиться через шунтируюир й резистор, на вход интегратора поступает нулевой сигнал и на выходе нелинейного фильтра держится напряжение, приблизительно соответствующее тому значению входного (фиг. 2,а) сигнала, которое предшествует импульсу помехи.

После окончания импульса помехи разностный сигнал (фиг,, 2,6) возвращается в рамки пороговьк напряжений, компаратор 4 переключает элемент 2 выборки-хранения в режим выборки и нелинейный фильтр опять работает как линейный фильтр.

Vg

Фи.1

f П

Фиг. 2