Интерполирующий фильтр

 

ИНТЕРПОЛИРУЮЩИЙ ФИЛЬТ, содержащий сумматор и последовательно соединенные элемент сравнения, ограничитель и интегратор, выход которого подключен к первому входу элемента сравнения, второй вход которого является входом устройства, ;о т л и ч а ю ц и и с я тем, что, с целью повышения точности выделе:ния полезного сигнала, в него введены элегчент задержки, п элементов памяти, (п+1) блоков вычитания, : tn -f-l) блоков ограничения и (п +1) ; сшта.6иру10 |их эл ентов, при этом 1-ьШ э;п«лент памяти, i-ый блок вы:чяташ (я, 1-е1й блок ограничения и i-ый лвйсытабирукаций элемент ( { 1, 2,..V,п) включены последовательно меявду входом устройства и соот-,: &&X iTBvi9igu№t вхбасм супима тора, (й +1)-б1й блок вычитания, (и+1 )-ый блок ограничения и (п+1)-ый масшта5ИРУ1ШЦИЙ элемент включены последовательно мазкяу входом устройства и (h+1)-ым входом сумматора, вход ш элемента задержки подключен к выходу интегратора, а выход - к )-му входу сумматора и к второму входу (п-И)-го блока вычитания. 00 о со ел 00 Tt(t-r)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

9(50 Н 03 Н 17 06

I !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

К AB TOPCHOMY CBNQKTEllbCTSY

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОЬРЕТЕНИЙ И ОтНРЫТИЙ (21) 3431129/18-09 (22) .27. 04 ° 82 (46) 23.07.,83; Бюл. Р 27 (72) В;П. Авдеев, Л.П. Иышляев, Н.Н. Щемелева и E.Н. Тараборина (71) Сибирский ордена ТрудовогоКрасного Знамени металлургический институт им. Серго Орджоникидзе (53) 521.394.44(088.8) (56) 1. Ицковия Э.Л. Контроль произ- водства с помощью вычислительных .машин. й., "Энергия", 1975, с. 39.

2. авторское свидетельство СССР

В 884082, кл. Н 03 Н 21/00, 1979 (прототип). (54}(57) ННТВРПОЛНРу@ЩНН CHBbT2, содержащий сумматор и последовательно соединенные элемент сравнения., ограничитель и интегратор, выход которого подключен к первому входу элемента сравнения, второй вход ко„„Bu„„1030958 торого является входом устройства, .отличающийся тем, что, с целью повышения точности выделения полезного сигнала, в него введены элемент задержки, и элементов памяти, (п+1} блоков вычитания, (и+1) блоков ограничения и (и+1)

:масштабирующих элементов, при этом .i"""ый .элемЕнт памяти, i-ый блок вычитанйя, j-ый блок ограничения и.

i-ый мааалабирующий элемент (1 1, 2,...,п) включены последователь-. но между иаодом устройства и соот- . цататвющиим входом сумматора, (6+1)-йй блок вычитания, (и+1)-ый блок ограничения и (и+1)-ый масштабирукаций элемент включены после- Е довательно между входом устройства и..(в+1)-ым входом сумматора, вход g+ элемента задержки подключен к вы ходу интегратора, а выход - к ., С (и+2)-му входу сумматора и к второму входу (п+1)-го блока вычитания. р фивами

1030958

Изобретение относится к радиотех. нике и может быть использовано для запаздывающего выделения полезной низкочастотной составляющей измеренных сигналов, которое может быть применено, например, при решении задач запаздывающего моделирований, а также в обучающихся по предыстории системах.

Известен интерполирующий фильтр, содержащий блоки задержки, масштабирующие блоки и блоки суммирования (11.

Недостаток этого фильтра заключается в низкой точности выделения полезного сигнала.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является управляемый фильтр, содержащий последовательно включенные первый

-элемент сравнения, ограничитель и первый интегратор, выход которого соединен с другим входом первого элемента сравнения, последовательно включенные детектор знака, второй элемент сравнения, второй интегратор, квадратор, первый масштабный усилитель и первый сумматор, вход детектора знака подсоединен к выходу первого элемента сравнения, а выход сумматора подключен к дополнительному входу ограничителя, последовательно включенные второй масштабный усилитель и вто", рой сумматор, выход которого подключен к дополнительному входу первого интегратора, вход масштабного усилителя подключен к выходу квадратора, вторые входы обоих сумма" торов подсоединены к источникам постоянной величины j2 ).

Недостатком известного фильт. ра является низкая точность запаздывающего определения сигнала, в связи с тем, что не производится коррек тировка по разности предварительно сглаженных и фактических сигналов.

Целью изобретения является повышение точности выделения полезного сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что в интерполирующий фильтр, содержащий сумматор и последовательно соединенные элемент сравнения, ограничитель и интегратор, выход которого подключен к первому входу элемента сравнения, второй вход которого является входом устройства, введены элемент задержки, и элементов памяти, (n+1) блоков вычитания, (п+1) блоков ограничения и (n+1), масштабирующих элементов, при этом i-ый элемент памяти, i-ый блок вычитания, i-ый блок ограничения и i-ый масштабирующий элемент (i = 1, 2,...,n ) включены последовательно между вхоДом устройства и соответствующим входом сумматора, R(t) - x(t) - х"(t) 45

50 поступает на вход ограничителя 2 °

Бсли E(t) превышает величину огра- . ничивающего напряжения р, то в ограничителе 2 он ограничивается до этой величины. Это можно представить выражением

Р; при f(t) Ъ5

6 (с) Е(а) при -p(K(t)(p

-p при Е(с) р

60 где K (t ) - выходной сигнал ограничителя 2.

Сигнал K (t) поступает на интегратор 3, на выходе которого получаетая сглаженный сигнал x, (t). Этот сигнал подается яа вход элемента 4 задержки, где задерживается на время Т. С выхода элемента 4 задержки сигнал x (t - ) поступает на входы волоков 7-i вйчитания. В элементах (n+1)-ый блок вычитаний, (й+1)-ый блок ограничения и (n+1 )-ый масштабирующий элемент включены последовательно между входом устройства и (0+1)-ым входом .сумматора, вход элемента задержки подключен к выходу интегратора, а выход — к (n+2)-му входу сумматора и к второму входу (0+1)-го блока вычитания.

На чертеже представлена структур l0 ная электрическая схема интерполирующего фильтра.

Интерполирующий фильтр содержит последовательно соединенные эле» мент 1 сравнения, ограничитель 2, 5 интегратор 3, элемент 4 задержки и сумматор 5, выход которого явля- ется выходом устройства, первый вход элемента 1 сравнения соединен с выходом интегратора 3, а второй

О вход является входом устройства h цепей, каждая из которых состоит из последовательно соединенных эле.мента б- памяти, блока 7-i вычитания блока 8-i ограничения, мас- штабирующего элемента 9-, включенных между входом устройства и .входами сумматора 5, и (n+1)-ую цепь, состояющую из последовательно соединенных блока 7-и+1 вычитания, блока 8-n+1 ограничения и масштабиЗО рующего элемента 9 n+1 включенных между входом устройства и входом сумматора 5, при этом вторые входы блоков (7-1)-(7-n+1) вычитания подключены к выходу элемента 4 задерж35

Интерполирующий фильтр работает следующим образом.

Входной сигнал x(t) поступает на вход элемента 1 сравнения, где из него вычитается сигнал с выхода интегратора 3 и полученная разность

103О958 и (х(.-iauj-x (g-7)) при (x(t- а С)- x""(t- )(i p х(+-т)=х "(t- )+Q K. р зЬ п(х(Ф; Ю)-х (Ф;7)1 npe(x(t- л )-х (t-ТЯ>( весовые коэффициенты, Таким образом, в результате вве- велцчины ограничивающего дения новых элементов повышена напряжения блоков 8 ограни- О точность выделения полезного сигначения, 2 ла по сравнению с извествремя запаздывания. ным. где К;—

РЬ,1аьСоставитель Т. Афанасьева

Редактор Т. Киселева Техред О.Неце Корректор И.Демчик

Заказ 5233/57 Тираж 936 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 памяти 6-1 происходит запоминание входного сигнала„ в элементе памяти б-1 — на время ai, в 6-2 - на 24 С, ° .. s 6- и - на,а r e и .йь

T - интервал времени, на котором рассчитывается корректировка сглаженного сигнала. Далее сигналы

x(t- i

- Е.(ч=х(4-!д Г)-хн(Ф- 4

4 поступают на входы блоков 8-i оград ничения, в которых сигналы преобразуются согласно выражению (1). Сигналы с выходов блоков 8-1, 8-2,..., 8-(ted+1) ограничения поступают на

5 входы масштабирующих элементов 9-1, где перемножаются соответственно на весовые коэффициенты К., спадающие по экспоненте. Эти сигналы суммируются в сумматоре 5 с сигналом :

1О элемента 4 задержки хИ(t-V) и получается сигнал x(t- ),êoòîðûé и .является выходом фильтра