Цифровой фильтр сигналов телеинформации

 

ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР СИГНАЛОВ ТЕЛЕИНФОРМАЦИИ, содержащий три регистра, егьаиоа первого из которых Через последовательно соединенные первый блок вьпитания. и первый пс оговый блок подключен к левому упрааляюшему входу переключателя и непосредственно к первому информационному входу перекл1Ьчател:я , .о т л и ч а щ и и с я тем, что, с целью повы1иш1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (И) ядр Н 03 Н 17/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.

И ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

И с

° °

° °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ. (21) 3447550/18-09 (22) 31.05.82 (46) 15.11.83, Бюл. М 42 (72) М. А, Рабинович, 8. Г. Орнов и Г. М. Аронов (71) Ордена Октябрьской Революции всесоюзный государственный проектно- . изыскательский и научно-исследова-. тельский институт Энерт освтьпроект (53) 621.396.621 5 (088.8)(56) 1. Голд В. и Рэйдер Ч. Иифровая обработка сигналов. М., "Советское радио, 1973, с. 33 -38.

2. Авторское свидетельство СССР

М 653731, кл. Н 03 Н 17/02, 1979 (прототип). (54)(57) ИИФРОВОЯ ФИЛЬТР СИГНАЛОБ ТЕЛЕИНФОРМАЦИИ, содержащий трн регистра, выход первого из которых .

: через последовательно соединенные первый

6аоа вычитания а первый пороговый блок подключен к первому управляющему sxo- . ду переключатвля .и непосредственно к первому информационному входу пврвк. лючателя, о т л и ч а ю m и. и с я тем, что,, с "целью повышения точности фильтрации, введены последовательно сов. диненные первый ключ, информационный вход которого подключен к выходу перво го регистра, квадратор и сумматор . последовательно соединенные второй клю первый коррелагор, первый дели тель и первый умножитель, включенные между выходом sieporo регистра и другим входом первого блока вычитания, последовательно соединенные третий ключ, второй коррелятор, второй дели» тель, второй умножитель, второй блок вычитания и второй пороговый блок, включенные между выходом третьего регистра и вторым управляющим входом переключателя, а также блок нормировки, первый и второй входы которого подключены к выходам соответственно первого и второго умножителей, а выход - ко второму информационному вхо- ду переключателя, при этом выход второго регистра соединен с другим входом первого умножитвля, выход третье го регистра - с другим входом второго умножителя, выход сумматора - c други е ми входами первого и второго делителей, выход первого ключа - с другими входами первого и второго коррвлящра, выход первого порогового блока - с управляющими входами первого и второго ключей. а выход второго порогового блока - с управляющими входами перво

i го и третьего ключеВ

1I 10548

Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение в системах цифровой обработки сигналов в электроэнергетике.

Телеинформация о режимных параметрах объектов управления (в частнос- ти в системах управления качеством и распределением электроэнергии) подвержена искажениям в результате действия помех в каналах связи, неточности датчиков телеизмерений (ТИ}, перерывов в связи и т,п

Известен цифровой фильтр сигналов телеинформации, содержащий первый регистр, выход которого через селектор цифровых сигналов подключен к первому входу переключателя, второй вход которого соединен с выходом второго регистра, а выход переключателя соединен . с выходом третьего регистра Г1 ).

Однако известное устройство обладает невысокой точностью фильтрации.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является цифровой фильтр сигналов телеинформация, содержащий три регистра, выход первого из которых через последовательно соединенные первый блок вычитания и первый пороговый блок подключен к первому управляющему входу переключателя и непосредственно к первому информационному входу переключателя «21, Недостатком этого устройства является низкая точность фильтрации за счет запаздывания при передаче информацион ных скачков.

Бель изобретения — повышение точности фильтрации.

Указанная цель достигается тем, что в цифровой фильтр сигналов телеинформации, содержащий три регистра, вы40 ход первого из которых через последовательно соединенные первый блок вычитания и первый пороговый блок нодклю чен к первому управляющему входу пеЭ реключателя и непосредственно к первому ийформационному входу переключателя, введены последовательно соединенные первый ключ, информационный вход которого подключен к выходу первого регистра, квадратор и сумматор, последовательно соединенные второй ключ, первый коррелятор, первый делитель и первый умножитель, включенные между выходом второго регистра и другим входом первого блока вычитания, последовательно соединенные третий ключ, второй коррелятор, второй делитель, второй умножитель, второй блок

90 1 вычитания и второй пороговый блок, включенные между выходом третьего регистра и вторым управляющим входом переключателя, а также блок нормировки, первый и второй входы которого подключены к выходам соответственно первого и второго умножителей, а выход — ко< второму информационному входу переключателя, при этом выход второго регистра соединен с другим входом первого умножителя, выход третьего регистра - с другим входом второго умножителя, выход сумматора - с другими входами первого и второго делителей, выход первого ключа — с другими входами первого и второго коррелятора, выход первого цорогового блока - с управляющими входами первого и второго ключей, а выход второго порогового блока - с управляющими входами первого и третьего ключей.

На чертеже представлена структурная электрическая схема цифрового фильтра сигналов телеинформация.

Устройство содержит. регистры 1 - 3, причем регистры 2 и 3 соответственно соединены с ключами 4 и 5, а регистр 1. с ключом 6. Выходы ключей 4 и 5 под -. ключены ко входам коррелагоров 7 и 8, которые соединены с первыми входами делителей 9 и 10. Выход ключа 6 соединен с вторыми входами корреляторов 7 и 8, а . также с входом квадратора 11, вход которого соединен с входом сумма тора 12, выход которого подключен ко вторым входам делителей 9 и 10. Выходы делителей 9 и 10 соединены соответственно с первыми входами умножителей: 3 и 14, вторые. входы которых подключены к выходам соответственно регистров 2 и 3, Выходы умножителей 13 и 14 подсоединены к первым входам блоков вычитания 15 и 16, выходы которых подключены ко входам соответственно пороговых блоков 17 и 18. Выходы умножителей 13 и 14 подключены также ко входам блока нормировки 19, выход которого и выход регистра 1 подсоединены к управляемым входам переключателя .20;

Предлагаемый цифровой фильтр сигналов телеинформации работает следующим образом.

На регистр 1 поступают отсчеты телеинформации Х1, искаженные действием помех, а также перерывов связи:

)C„=X+ о„, (1) где X - полезное сообщение о режимном параметре; р„ - помеха канала телеметрии. г

-.ив«<==Х

2 gZ

3 105

Соответственно на входы регистров 2 и 3 поступают коррелированные с Х„ отсчеты телеинформации Y„Z„:

Y =Y+л

1 2 где < и Z - полезнйе сообщения; л. и Л - соответствующие им помехи. Предположим, что значения помехи л,,и и л имеют нулевое среднее.и взаим-

; но некоррелированы: л fiY лyn лхл2 О,Уравнения регрессии, связывающее контролируемый параметр Х с параметрами Y и.-2, запишем в вице

Х=к Y+ f к=к + где - K и К - соответствующие коэффициенты регрессии ": (пропорциональности); и 1 - влияние остальных факторов у 2 на Х в первом и втором управлениях (4) соответственно, 8 том случае, когда между параметрами имеет место линейная связь (т.е. ( О и = О), коэффициент взаимной. корреляции между Х, Y и Х< 2 равен 1.

Значения уи12будем в первом приближении считать йекоррелированными случайными величинами с нулевым средним.

Из выражений (1),(2) и (4) с учетом (3) получим

-г

X +n

}(Ф Х

К X (Х„М„ х где черта сверху означает усреднение пр реализации (для стационарных режимных параметров), Значения К,„и KZмогут быть использованы для полученйя оценок режимно» го параметра Х по коррелированным с ним параметрам Y u Z.

B корреляторах 7 и 8 определяются значения взаимных корреляционных м . ментов у Х= )(Y и р =Х2, а в квадраторе 11 и сумматоре 12 оценивается среднее значение квадрата режимного

2. параметра Х, т.е. находится х . Kmoчи 4 - 6 служат для того, чтобы отключать опенку взаимных корреляционных <уХ " 9zX à å Х в те

4890 4 моменты, когда нарушается нормальная работа тракта передачи телеинформации.

В делителях 9 и 10 находятся оценки коэффициентов пропорциональности К и Kz соответственно. Эти коэффициенты используются в умножителях 13, и 14 для получения оценки величины Х по значениям связанных с ней параметр» ров (и Z, т.е. в них определяются ве<О личины: г

Хэ Ку2

В Блоках вычитания 15 и 16 этн оценки вычитаются из значения Х, а резульf5 тат вычитания сравнивается в пороговых < блоках 17 и 18 с пороговым значением.

Если разность(,Х вЂ” Х мала, то пороговый блок 17 не сработает и на его выходе будет ноль. В противном случае на

20 его выходе формируется единица. Подоб» ным образом работает и второй пороговый блок 18 для разности (X-Хз} .В бло ке нормировки 19 цо значениям Х2 и Х формируется оценка требуемого пара2 метра Х в виде:

X =о Хг+(<-аЦХЗ (7) где весовой коэффициент а(, подбирается

B SGSHCHMOCTH OT KOppeJlHpQBBHHOCTH X

30 и Х> с Х. При отсутствии такой информации. целесообразно положить о 0,5.

Аппаратная реализация блока нормиров ки 19 может быть осуществлена с помо щью двух перемножителей, двух регистров памяти и сумматора.

Переключатель 2 О работает следующим образом. В том случае, когда на управляющие входы поступают нулевые сигналы или же только один нулевой сигнал, на выход пропускается выходной

4О сигнал регистра 1. Если же на управ ляющие входы поступают два единичных сигнала (т.е. большое расхождение меж-ду Х и Хг и Х ) < то на выход переключателя 20 пропускается сигнал (7), 4> состоящий из взвешенной суммы двух оценок. Блокирование расчета оценок рХу ЯXZ и Х в моменты обнаружения г значительного расхождения между значениями Хг, Х и Х осуществляется сигЫ налами с выхода пороговых блоков 17 и 18, которые блокируют прохождение сигналов Х., Y u Z на выход ключей 4, 5 и 6. Таким образом оценки д <, 2 у, и Х нахоаятся в тех случаях, ко

55 да канады телеметрии работают нор-

Х2 мально

Предлагаемое устройство целесообра но применять в системах передачи прие-

5 1084880 б .ма и восстановления телеинформации в Устройство позволяет во многих слу

: электроэнергетике,. : где многие режим чаях отказаться от дублирующих кана:ные параметры сильно коррелированы;- .лов связи, . Эакаэ ezXSt8V Тира 93В

ВНИИПИ Государственноге комитета СССР по делам изобретений и открытий

113038, Москва, )К38, Раущская наб., д. 4/8

Подписное

Филиал ППП Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, .4

Составитель Т. Афанасьева

Редактор К. Волощук Техред Т.Фанта Корректор А Йзятко