Нелинейный цифровой фильтр Советский патент 1982 года по МПК H03H17/04 

(54) НЕЛИНЕЙНЫЙ ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР

I

Изобретение относится к радиот.€зшйкё и может использоваться для фильтрации результатов измерений, выраженных ци4 ровым кодом.

По основному авт. св. № 807486 известен нелинейный цифровой фильтр, содержащий последовательно соединенные блок сравнения, блок задержки, блок запрета, сумматор и нерекурсивный фильтр, выход которого подключен к дополнитель:- ным входам блока сравнения и суммато.ра, а также последовательно соединенные дополнительный блок сравнения, вход которого подключен к выходу блока сравнения и датчик случайных чисел, ылход которого подключен Кг дополнительному входу сумматора, причем выход дополнительного блока сравнения подключен к дополнительному входу блока запрета 1.

Однако известное устройство имеет низкую точность .фильтрации в условиях отсутствия отдельных или целых групп последовательных во времени результатов измерений, что может быть вызвано, например, перерывами связи или сильными замираниями сигналов.

Цель изобрететсия - повышение точности фильтрашш.

Для достижения цели в нелинейном цифровом фильтре, содержащем последовательно соединенные блок сравнения, блок задержки, блок запрета, сумматор и нерекурсивный фильтр, вход которого подключен к дополнительным входам блока сравнения и сумматора, а также последовательно соединенные дополнительный блок сравнения, выход которого подключен к выходу блока сравнения и датчик случайных чисел, ЕЫХОД которого подключен к дополнительному входу сул матора, причем выход дополнительного блока сравнения подключен к дополнительному входу блока запрета, между выходом блока сравнения к дополнительным входом сумматора введены последовательно соединенные второй блок задерж/ ки, второй нерекурсивный фильтр и второй блок запрета, а также последовательно соединенные генератор сигналов и третий блок запрета, выход которого подключен к вторым входам второго блока запрета и датчика случайных чисел соответственн причем второй вход третьего блока за- прета соединен с входом блока сравнения На чертеже приведена структурная электр1 ческая схема предлагаемого устройства. Нелинейный цифровой фильтр содержит блок 1 сравнения, блок 2 задержки, бло 3 запрета, сумматор 4, нерекурсивный фильтр 5, дополнительный блок 6 сраънения, датчик 7 случайных чисел, генератор 8 сигналов, второй и третий блоки 9 и 10 запрета, второй блок 11 задержки и второй нерекурсивный . фильтр 12. Нелинейный цифровой фильтр работает следующим образом. В установившемся режиме при отсутствии случайных искажений и наличии полной последовательности входных величин на Еходе фильтра отрицательная ; обратная связь от нерекурсивного фильтра 5 к блоку 1 сравнения компенсируется положительной обратной связью от нерекурсивного фильтра 5 к сумматору 4 а блок 3 запрета не влияет на процесс передачи входной величины в нерекурсивный фильтр 5, обладающий малыми ошибками фильтрации. Сигнал на выходе является интервальной скользящей во времени оценкой измеряемого параметра При наличии аномальных искажений сигнал, поступающий с выхода блока 1 сравнения в дополнительный блок 6 сравнения, сравнивается в последнем с верхней и нижней- границей ограничений. Если ошибка измерений выходит за пределы ограничений, то из дополнительного блока 6 подаются сигналы в блок 3 запрета и датчик 7 случайнь1Х чисел. В результате этого входная величина, соответствующая данному аномальному . искажению, на вход сумматора 4 не поступает, поскольку срабатывает блок 3 запрета. Одновременно срабатывает датчик 7 случайных чисел, сигнал с выхода которого в виде цифрового кода поступает в сумматор 4 на вход нерекурсивного фильтра 5. Дисперсия разброса сигналов на выходе датчика 7 соответствует дисперсии результатов измерений Тб.ким образом аномальная ощибка заменяется цифровым кодом датчика 7, прошедщим на сумматор 4. В то же время сигнал со входа дополнительного блока 6 через кгорой блок 11 задержки поступает во второй нерекурсивный фильтр 12, в образуется интервальная скользящая во времени оценка приращения измеряемого параметра. При этом в исходном состоянии блоки 9 и 10 запрета являются закрытыми. При отсутствии сигнала на входе фильтра третий блок 10 запрета открывается и сигнал с выхода генератора 8 сигнала поступает через блок 10 в датчик 7 случайных чисел, в результате чего последний срабатывает, а также во второй блок 9 запрета, что приводит к его открытию и возможности передачи сигнала с выхода второго нерекурсивного фильтра 12 на вход сумматора 4. В результате этого отсутствующий на входе фильтра сигнал заменяется сигналом от датчика. 7 случайных чисел и сигналом с выхода второго нерекурсивного фильтра 12, которые через cyMMaTOjj 4 поступают в нерекурсивный фильтр 5. Этим самым достигается повышение точности фильтрации, поскольку на точность оценки входного сигнала, которая получается на выходе нерекурсивного фильтра 5, в меньшей степени сказывается отсутствие отдепьнызс или целых групп последовательных во щ)емени результатов измерений. Ф-ормула изобретения Нелинейный цифровой фильтр по авт. св. № 8О7486, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности фильтрации, между выходом блока сравнения и дополнительным входом сум,.матора введены последовательно соединенные второй блок задержки, второй нерекурсивный фильтр и второй блок запрета, а также последовательно соединенные генератор сигналов и третий блок запрета, выход которого подключен к вторым входам второго блока запрета и датчика случайных чисел соответственно, причем второй вход третьего блока запрета соединен с входом блока сравнения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 807486, кл. Н 03 Н 17/04, 1979 (прототип).

t