Нелинейный цифровой фильтр Советский патент 1983 года по МПК H03H17/04 

(St) НЕЛИНЕЙНЫЙ ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР

1

Изобретение относится к измерительной радиотехнике и мо;хет быть использовано при фильтрации резуль татов измерений физического парамет ра, выраженных цифровым кодом.

Известен нелинейный цифровой фильтр, содержащий последовательно соединенные блок сравнения, двусторонний ограничитель, сумматор и нерекурсивный фильтр, выход которого подключен к входу блока сравнени 1, и к второму входу сумматора .t.

Недостатком данного устройства является его относительно низкая точность измерений при наличии .пачек аномальных искажений измеряемого параметра.,

Известен также нелинейный цифровой фильтр, содержащий последовательно включенные блок сравнения, двусторонний ограничитель, первый блок запрета, сумматор, первый нерекурсивный фильтр, выход которого соединен с вторыми входами блока

сравнения и сумматора, третий вход которого через последовательно соединенные второй блок запрета и второй нерекурсивный фильтр подключен к выходу двустороннего ограничителя,второй выход которого соединен с управляющим входом второго блока запреral2.

Однако известное устройство также обладает относительно низкой точ10ностью фильтрации.

Цель изобретения - повышение точности фильтрации.

Поставленная цель достигается тем. Что в нелинейный цифровой фильтр,

15 содержащий последовательно включен.ные блок сравнения, двусторонний ограничитель, первый блок запрета, сумматор и первый нерекурсивный 2Q фильтр, выход которого соединен с вто рыми входами блока сравнения и сумматора , а также второй кюрекурсивныА фильтр и второй блок запрета, аклю ченный между вторым выходом двустороннего ограничителя и третьим входом сумматора, введен дополнительный двусторонний ограничитель, включенны между управляющими входами блока запрета и выходом второго нерекурсивного фильтра, входы которого соедине ны с выходами двустороннего ограничи теля , дополнительный выход которого подключен к четвертому входу сумматора . На чертеже представлена электрическая структурная схема предлага-емого устройства. I- . ., Устройство содержит последователь Устройство ее но соединенные блок 1 сравнения, двусторонний ограничитель 2, сумматор 3 и первый нерекурсивный фильтр 4, выходы которого -подключены ко вторым входам .блока 1 сравнения и сумматора 3, з также посгздовательно соединенный второй нерекурсивный фильтр 5, входы которого подключены к соответствующим выходам двустороннего ограничителя 2, и дополнительны двусторонний ограничитель 6, каждый из двух выходов которого через соответствующие им блоки 7 и 8 запрета подключены ко второму и третьему вхо дам сумматора 3, при этом другие входы каждого из блоков 7 и 8 запрет подключены к соответствующим им выходам двустороннего ограничителя 2. Устройство работает следующим образом. В установившемся режиме сигналы результатов измерений через блок 1 сравнения, двусторонний ограничитель 2и сумматор 3 поступают в нерекурсивный фильтр 4, на выходе которого образуется скользящая во времени интервальная оценка среднего значения измеряемого параметра. При этом отрицательная обратная связь от нерекурсивного фильтра к блоку 1 сравнения компенсируется положительной обратной связью от нерекурсивного фильтра к сумматору 3- При появлении пачек аномальных искажений измеряемого параметра, когда приращени измеряемого параметра относительно оцек(ки его среднего значения выходит за пределы порогов ограничения двустороннего ограничителя 2, этому приращению придается значение соот. ветствующего порога ограничения огра ничителя 2. В этом случае с выхода ограничителя 2 на вход сумматора 3сигнал не, подается, а сигналы 9 4 с соответствующих выходов двустороннего ограничителя 2, равные верхнему или нижнему значению порогов ограничения , подаются во второй нерекур сивный фильтр 5 и на входы соответствующих блоков 7 и 8 запрета. Во втором нерекурсивном фильтре 5 происходит скользящая во времени интервальная оценка среднего значения входного сигнала, который представляет собой последовательность сигналов, абсолютная величина которых и знак соответствуют абсолютным значениям и знаку порогов ограничецения двустороннего ограничителя 2. При этом, если аномальные искажения, составляющие пачку, примерно поочередно меняют свой знак, то сигнал на выходе второго нерекурсивного фильтра 5 лежит в некоторых пределах возле нуля. Если аномальные искажения имеют один знак, то сигнал на выходе второго нерекурсивного фильтра 5 приближается к величине соответственно верхнего или нижнего порога ограничи еля 2. Устанавливая соответствующим образом значения порогов дополнительного двустороннего ограничителя 6, можно судить с высокой степенью достоверности о составе пачки аномальных искажений. При этом, если сигнал на выходе второго нерекурсивного фильтра 5 не выходит за пределы порогов Дополнительного двустороннего ограничителя 6, то сигнал с выхода второго нерекурсивного фильтра 5 через дополнительный двусторонний ограничитель 6 открывает блоки 7 и 8 запрета , поэтому на вход сумматора 3 помимо оценки среднего значения измеряемого параметра поступают приращения аномально искаженных измерений, которым присваивается значение верхнего или нижнего порогов ограничения двустороннего ограничителя 2. Этот случай соответствует ситуации, когда аномальные искажения, составляющие пачку, имеют примерно поочередно изменяющиеся знаки. Если аномальные искажения, составляющие пачку, имеют один знак, то сигнал с выхода второго нерекурсивного фильтра 5 выходит за пределы . порогов дополнительного двустороннего ограничителя 6 и блоки 7 и 8 запрета не открываются. Поэтому на вход сумматора 3 поступает только оценка среднесо значения измеряемого параметра. Таким образом, благодаря вновь вводимым,элементам повышается точность фильтрации при наличии пачек аномальных искажений одного знака, поскольку в этом случае измеряемому параметру присваивается оценка ег среднего знaчёния по результатам пр дыду1чих измерений, а не значен14е среднего плюс значение верхнего или нижнего порога двустороннего ограничителя 2, как в известном, что приводит к существенным искажениям измеряемого параметра, поскольку в этом случае пачка аномальных искажений одного знака вызывает приращение оценки среднего на величину верхнего или нижнего порогов двусто роннего ограничителя .2, Формула изобретения Нелинейный цифровой фильтр, содержащий последовательно включенные блок сравнения, двусторонний ограни читель, первый блок запрета, сумма056тор и первый нерекурсивный фильтр, выход которого соединен с вторыми входами блока -сравнения и сумматора, а также второй нерекурсивный фильтр и вторс блок запрета вкят ценный между вторым выходом двустороннего ограничителя и третькт входом сумматора, отличающийся тем, что,с целью повышения -точности фильтрации в него введен дополнительный двусторонний ограничитель, вкгюченный между управляющими входами блоков запрета и выходом аторого нерекурсивного фильтра, вхсзды KOTOрого соединены с выходами двустороннего ограничителя, дополнительный аыход которого подкгаочен к четвертому входу сумматора. ; Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР , Н , кл. Н ОЗН 7/28, 1976. 2.ABTOpcKOie свидетельство СССР о заявке If 32 3886/09, кл. Н 03 Н 17/Oit, 02.02.81 (прототип).