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

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при фильтрации результатов измерений физического параметра, выраженных цифровым кодом. По основному авт. св. № 871ЗОЗ известен нелинейный цифровой фильтр, содержащий последовательно соединенные блок сравнения, первый двусторонний ограничитель, сумматор и первый нерекур сивный фильтр, выход которого подклю-. чен ко вторым входам блока сравнения и сумматора, а также последовательно соединенные второй нерекурсивный фильтр вход которого подключен ко второму вы-, ходу первого двустороннего ограничвн , теля, и второй двусторонний ограничитель, выход которого подключен к управляющему входу первого нерекурсивногофильтра Однако известное устройство характеризуется недостаточной точностью фильтрации при относительно быстрых измене ниях точности измерений. Цель изобретения - повышение точноо ти фильтрации. Для достижения цели в нелинейной ;цифровом фильтре, содержащем пocлeдoвa тельно соединенные блок сравнения, первый двусторонний . ограничитель, сумматор и первый нерекурсивный фильтр, вь1-., ход которого подключен ко вторым входдам блока сравнения и сумматора, а также последовательно соединенные второй нерекурсивный фильтр, вход которого подключен ко второму выходу первого двустороннего ограничителя, и второй двустЬронаяй ограничитель, выход которого подключен к управляющему входу первого нерекурсивного фильтра, между выходом первого двустороннего ограничителя и управляклцим вхойом второго двустороннего ограничителя включены последовательно квадратор, дополнительный нерекурсивный фильтр и блок вычисления квадратного корня. На чертеже представлена структурная электрическая схема гфедлагаемого нелинейного цифрового фильтра.

39516534

Нелинейный цифровой фильтр содержитдается стенал в нерекурсивный фштьтр 4.

последовательно сое/гпнешоле блок 1 сра&- По этому сигналу уменьшается число реНения, первый двусторонний ограничитель 2, сумматор 3 и первый нерекурси&ный фильтр 4, выход которого подключен ко вто{зым входам блока 1 сравнения и сумматор 3, и последовательно соединенные второй нерекурсивный фильтр 5, вход которого подключен ко второму вь1ходу первого двустороннего ограничителя 2, и второй двусторонний ограничитель 6, выход которого подключен к управляющ&му входу первого нерекурсивного фильтра 4, а также последовательно соединенные квадратор 7, вход которого подключен к дополнительному выходу первого двустороннего ограничителя 2, дополнительный нерекурсивный фильтр 8 и блок 9 вычисления квадратного корня , выход которого подключен к управляющему входу двустороннего ограничителя 6. Нелинейный цифровой фильтр работает следующим оьразом, В установившемся режиме при отсутствии случайных аномальных искажений отрицательная обратная связь от нерекурсивного фильтра 4 ;к блоку 1 сравнения компенсируется положительной обратной связью от нерекурсивного фильтра 4 к сумматору 3. Поэтому результаты измерений физического параметра через блок 1 сравнения, двухсторонний ограничитель 2 и сумматор 3 непосредственно поступают в нерекурсивный фильтр 4, который имеет Ум регистров записи результатов посл&довательных во времени измерений с целью их усреднения. При наличии аномальных во времени искажений двусторонний ограничитель 2 существенно уменьтает их, ограничивая сверху и снизу. Одновременно с этим сигналы с выхода Двустороннего ограничителя 2, которые являются .рузультатами оценок прира щений параметра, поступают в нерекурсивный фильтр 5, в котором проивводится усреднение оценок приращений. Таким образом, сигнал на выходе нереку сивного фильтра 5 представляет собой оценку дифференциала измеряемого параметра во времени, т. е. оценку изменений величины параметра во времени, которая поступает в двусторонний ограничитель 6. Если ее величина превыщает верхний или становится меньше нижнего порогов ограничений, т. е. если изменентш параметра превышают допустимые , то с вь хода двустороннего огра1гичителя 6 погистров фильтра 4, которые задействованы при оценке параметра. Если сигнал на входе двустороннего ограничителя 6 входит Б пределы порогов ограничения, то число регистров фильтра 4 увеличивается. Кроме того, сигналы с выхода двустороннего ограничителя 2 поступают ч&|рез квадратор 7 в дополнительный нерекурсивный фильтр 8, в котором производится оценка усредненного значения дисперсии точности измерений. Сигнал с выхода нерекурсивного фильтра 8 поступает в блок вычисления квадратного корня 9, сигнал на выходе которого представляет собой оценку среднеквадратического отклонения точности измерений. Этот сщ нал подается на управляющий вход двустороннего ограничителя 6. Если точность измерений ухудшается, то абсолютная величина порогов ограничителя увеличивается. Этим самым исключается влияние ухуд-шения точности измерений на опенку приращения измеряемого параметра, а, следовательно, на число регистров фильтра 4, которые задействованы при усреднении результатов измерений физического параметра. Это позволяет повысить точность фильтрации. В то же время, при увеличении точности измерений абсолютная величина порогов ограничителя 6 уменьшается, что исключает влияние цепи оценки точности « мерений на точность фильтрации параJ Tpa при высокоточных измерениях, Таким образом, повышается точность фильтрации при относительно быстрых изменениях точность измерений, вызванных, например, относительно быстрыми изменениями качества измерительного канала. Формула изобретения Нелинейный цифровой фильтр по авт. ев № 871303, отличающийся тем, что, с целью повышения точности фильтрации, между выходом первого двустороннего ограничителя и управляющим входом второго дьустороннего ограничителя включены последовательно квадратор, дополнительный нерекурсивный фильтр и блок вычисления квадратного корня. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 871303, кл. И 03 Н 17/О4, 1981.