Управляемый фильтр Советский патент 1982 года по МПК H03H21/00 

(5 УПРАВЛЯЕМЫЙ ФИЛЬТР Изобретение относится к радиотех нике и может быть использовано для выделения полезной низкочастотной составляющей измеренных сигналов. Известен управляемый фильтр, содержащий блок сравнения, ограничитель и интегратор, выход которого соединен с другим входом блока срав нения If. Недостатком известного устройств является низкая точность выделения полезного сигнала в случае длительны по времени и значительных по амплитуде искажений сигнала на входе ус ройства. Это обусловлено тем, что на выходе интегратора имеется ошибка определяемая соотношением ft i 8-т;- гр, где Tyj - постоянная времени интегрирующего звена; Т|-р - длительность грубой помехи р - зона ограничения в огранимителе. Если задана максимально допустимая погрешность оценки полезного сигнала 8 вследствие влияни5 грубой помехи, то эта точность может быть обеспечена при условии в противном случае устройство не отвечает предъявляемым к нему требованиям по точности. Цель изобретения - повышение точности выделения полезного сигнала при наличии длительных по времени и по амплитуде искажений входного сигнала. Для этого в управляемом фильтре, содержащем блок сравнения и последовательно включенные ограничитель и интегратор, выход которого соединен с другим входом блока сравнения, между выходом блока сравнения и входом ограничителя включен мажоритарный элемент, другой вход которого подключен к выходу блока сравнения через первый элемент задержки, а тре тий вход через второй элемент задержки - к выходу первого элемента задержки. На чертеже представлена структурная электрическая схема управляемого фильтра. Управляемый фильтр содержит блок 1 сравнения, первый вход которого подключен к входу устройства, а выход через последовательно соединенные элементы задержки 2 и 3 - к трет ему входу мажоритарного элемента k, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом блок 1 сравнения и выходом элемента 2 задержки, выход же мажоритарного элемента А подключен через ограничитель 5 к входу интегратора 6, выходом соединенного с вторым входом блока 1 сравнения и с выходом устройства.Бло ки 7-1 предназначены для настроек величины ограничивающего напряжения (Ь ограничителя 5 и постоянной времени интегрирования Tj| интегратора 6. Вход детектора знака 7 подключен к выходу мажоритарного элемента k, а выход - к первому вход блока 8 сравнения, выход которого соединен с входом интегратора 9,выход которого подключен к второму входу блока 8 сравнения и к входу квадрата 10, Выход квадратора 10 под ключен к входам двух масштабных усилителей 11 и 12. Выход масштабного усилителя 11 соединен с первым входом сумматора 13. второй вход которо го связан с источником сигнала постоянной величины, а выход - с управ ляющим входом ограничителя 5. Выход второго масштабного усилителя 12 сое динен с первым входом сумматора I, второй вход которого подключен к источнику сигнала постоянной величины, а выход - к управляющему входу интегратора 6.

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал поступает на вход блока 1 сравнения, в котором из него вычитается выходной сигнал устройства, и получаемая разность 6 (t) непосредственно и через элементы 2 и 3 задержки поступает на входы мажоритарного элемента Ц. Длительвозводится в квадрат, поступает на входы двух масштабныхусилителей 11 и 12, где производится умножение сигнала на коэффициенты К и Кд. Выходной сигнал масштабного усилителя 11 суммируется в сумматоре 13 с постоянным сигналом S и поступает на управляющий вход ограничителя 3, задавая величину ограничивающего

напряжения 5 .; Выходной сигнал второго масштабного усилителя 12 суммируется во втором сумматоре Т с постоянным сигналом Tj и поступает на ность задержки t в элементах задержки 2 и 3 определяется по выражению K,rTИn :Т-9 1Н-, I KVir4 Vл7 где Tfnax максимальная длительность грубой помехи; и)Ьгпо1Х соответственно минимальное и максимальное значение параметров управляемого фильтра. Если (t) содержит грубые помехи, то они отфильтровываются в мажоритарном элеЛ1енте благодаря совместной обработке трех отсчетов сигнала соответственно в моменты t, (t-t) и (t-2t) и частично в ограничителе 5В мажоритарном элементе k осуществляется выбор центрального члена вариационного ряда, построенный из мгновенных значений поступающих на него сигналов. Сигнал Ernaj (t) с выхода мажоритарного элемента поступает на вход ограничителя 5 и на вход детектора знака 7. Если (t) превышает величину ограничивающего напряжения fb ограничителя 5 то в ограничителе 5 он ограничивается до этой величины. Сигнал с выхода . ограничителя 5 поступает на вход интегратора 6. На выходе интегратора 6 получается сглаженный сигнал, который и поступает на выход устройства. Сигнал с выхода детектора знака 7, равный +1 или -1 в зависимости знака сигнала бою(t), поступающего на вход детектора знака 7 с щего на вход детектора знака выхода мажоритарного элемента k, поступает на первый вход блока 8 сравнения, в котором от него вычитается выходной сигнал интегратора Э, и разность поступает на вход этого же интегратора 9, а на выходе его получается сглаженный сигнал от детектора знака 7- С выхода интегратора 9 си1- „ал через квадратор 10, в которо(ч он управляющий вход интегратора 6, задавая величину постоянной времени иитегрирования Tj этого интегратора 6. Постоянная времени интегрирования интегратора 9i масштабные коэффициенты К| и К2 масштабных усилителей 11 и 12, сигналы и Т определяются экспериментально в зависимости от свойств полезного сигнала и помехи. Таким образом, в результате введения новых элементов в предложенном устройстве обеспечивается повышение точности выделения полезного сигнала в условиях наличия продолжительных по времени грубых помех. Формула изобретения Управляемый фильтр, содержащий блок сравнения и последовательно 9 0 включенные ограничитель и интегратор, выход которого соединен с другим входом блока сравнения,о тличающийс я тем, что, с целью повышения точности выделения полезного сигнала при наличии длительных по времени и по амплитуде искажений входного сигнала, между выходом блока сравнения и входом ограничителя включен мажоритарный элемент, другой вход которого подключен к выходу блока сравнения через первый элемент задержки, а третий вход через второй элемент задержки - к выходу первого элемента задержки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Великобритании № 14б9б05. кл, Н 03 G П/08, 1975 (прототип).