Интерполирующий фильтр

 

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - упрощение интерполирующего фильтр который содержит фильтры 1 и 8 нижних частот, масштабирующие блоки (МБ) 2, 3, 7, 9 и 10, блоки вычитания 4,6 и 11 и блок задержки 5. В данном фильтре путем алгебраического суммирования элементарных, в частности экспоненциальных ф-ций, смещенных одна относительно другой на требуемое время Τ, обеспечивается получение усеченной импульсной х-ки этого фильтра. Так фильтром 1 и МБ 2 реализируется первая экспонента, а фильтром 8 и МБ 9 - вторая экспонента. Значения коэф. МБ 2 и 9 подбираются так, чтобы в начальный момент разность сигналов, поступивших на блок вычитания 11, точнее соответствовала начальному значению желаемой импульсной х-ки. Фильтром 1 и МБ 2 и 3 реализуется третья экспонента, а фильтром 8 и МБ9 и 10 - четвертая экспонента. При этом коэф. МБ3 и 10 подбираются так, чтобы сигнал, равный разности двух последних экспонент, полученный в блоке вычитания 4 и задержанный в блоке задержки 5, полностью соответствовал сигналу, поступившему на блок вычитания 6. Эти осуществляется усечение импульсной х-ки, начиная с требуемого момента времени. Значение коэф. МБ 7 подбирается так, чтобы общий коэф. передачи фильтра был равен единице. Это обеспечивает несмещенность выходного сигнала фильтра. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А 1 (д) 4 H 03. H 17/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4339790/24-09 (22) 08.12.87 (46) 23.09.89. Бюл. Р 35 (71) Кузнецкий металлургический комбинат им. В.И. Ленина и Сибирский металлургический институт им. Серго

Орджоникидзе (72) С.В. Лукашов, В.П. Авдеев, С.М. Кулаков, ЛЛ. Криволапова, Л.П. Мышпяев, Г.А. Рябов и Т.С. Шмидт (53) 621.396.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР . Р 1109891, кл. H 03 Н 17/06, 1983. (54) ИНТЕРПОЛИРУЮЩИИ ФИЛЬТР (57) Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения — упрощение интерполирующего фильтра, который содержит фильтры 1 и 8.нижних частот, масштабирующие блоки.(МБ)

2, 3, 7, 9 .и 10, блоки вычитания

4, 6 и 11 и блок задержки 5. В данном фильтре путем алгебраического суммирования элементарных, в частности экспоненциальных ф-ций, смещенных одна относительно другой на

„„SU„„1510071

2 требуемое время Г, обеспечивается получение усеченной импульсной х-ки этого фильтра. Так фильтром 1 и МБ2 реализуется первая экспонента, а фильтром 8 и МБ9 — вторая, экспонента.

Значения коэф. МБ2 и 9 подбираются так, чтобы в начальный момент разность сигналов, поступивших на блок вычитания 11 точнее соответствовала начальному значению желаемой импульсной х-ки. Фильтром 1 и МБ 2 и 3 реализуется третья экспонента, а фильтром 8 и МБ9 и 10 - четвертая экспонента. При этом коэф. МБЗ и 10 подбираются так, чтобы сигнал, равный разности двух последних экспонент, полученный в блоке вычитания 4 и задержанный в блоке задержки 5, полностью соответствовал сигналу, поступившему на блок вычитания 6. Этим осуществляется усечение импульсной х-ки, начиная с требуемого момента времени. Значение коэф. МБ7 подбирается так, чтобы общий коэф. передачи фильтра быч равен единице. Это обеспечивает несмещенность выходного сигнала фильтра. 1 ил.

laaL

151007

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для запаздывающего выделения полезной низкочастотной составляющей измеренных сигналов с последующим применением ее, например, в системах управления для компенсации контролируемых возмущений объектов управления, при решении задач запаздывающего модели- 10 рования, а также в тренажерах.

Цель изобретения †. упрощение интерполирующего фильтра.

На чертеже приведена структурная электрическая схема интерполирующего фильтра.

Интерполирующий фильтр содержит фильтр 1 низких частот, первый 2 и второй 3 масштабирующие блоки, первый блок 4 вычитания, блок 5 задержки, второй блок 6 вычитания, третий масштабирующий блок 7, дополнительный фильтр 8 нижних частот, четвертый 9 и пятый 10 масштабирующие блоки и третий блок 11 вычитания.

Интерполирующий фильтр работает следующим образом.

Входной сигнал x(t) поступает одновременно на вход фильтра 1, имеющего передаточную функцию И „(Р)

= -- — — — и. на вход дополнительного

Т (Р)+1 фильтра 8 имеющего передаточную фун1 кцию W (P) = — — — — где Т, Т вЂ” 35

Т (P)+1

2 постоянные времени соответственно фильтра 1 и дополнительного фильтра

8, причем х 2 = (5-7) т

Выходной сигнал фильтра 1 посту° 40 пает на вход первого масштабирующего блока 2, умножается в нем на масштабирующий коэффициент, равный

Т1 и далее поступает на первый

Т2-Т „

45 вход третьего блока 11 вычитания, в котором вычитается из сигнала, поступившего на второй вход третьего масштабирующего блока 11. Выходной сигнал дополнительного фильтра 8 поступает на вход четвертого масштабирующего блока 9, умножается в нем

Т2 на коэффициент равный — — —, и далее

Т -Т

2 поступает на второй вход третьего 55 блока 11 вычитания.

Сигнал с выхода первого масштабирующего блока 2 поступает на вход второго масштабирующего блока 3, умножается в нем на коэффициент, равный л е ", где 7 — время задержки сигнала, и далее поступает на первый вход первого блока 4 вычитания, в котором вычитается из сигнала, поступившего с пятого мастабирующего блока 10.

Сигнал с выхода четвертого масштабирующего блока 9 поступает на вход пятого масштабирующего блока

10, умножается в нем на коэффициент, равный е, и далее поступает на второй вход первого блока 4 вычитания.

Выходной сигнал первого блока 4 вычитания далее поступает на вход блока 5 задержки, передаточная функп ция которого равна е ", задерживается в нем на время и поступает далее на первый вход второго блока 6 вычитания.

Выходной сигнал второго блока 6 вычитания поступает на вход третьего масштабирующего блока 7, умножается в нем на коэффициент, равный (Т -Т,)/(Т -Т„-Т е + Т,:е ).

С выхода третьего масштабирующего блока 7 снимается сглаженный сигнал интерполирующего фильтра.

Предлагаемый интерполирующий фильтр позволяет получить путем алгебраического суммирования элементарных, в частности экспоненциальных функций, смещенных одна относительно другой на требуемое время, усеченную импульсную характеристику интерполирующего фильтра.

Так с помощью фильтра 1 и первого масштабирующего блока 2 реализуется первая экспонента, а с помощью дополнительного фильтра 8 и четвертого масштабирующего блока 9 реализуется вторая экспонента. Значения коэффициентов первого 2 и четвертого 9 масштабирующих блоков подбираются таким образом, чтобы в начальный момент разность сигналов, поступивших на входы третьего блока 11 вычитания, как можно точнее соответствовала начальному значению желаемой импульсной характеристики.

С помощью фильтра 1, первого 2 и второго 3 масштабирующих блоков реализуется третья экспонента, дополнительный фильтр 8, четвертый 9 и пятый 10 масштабирующие блоки реализуют четвертую экспоненту. При этом коэффициенты второго 3 и пятого

5 15100

10 масштабирующих блоков подбираются таким образом, чтобы сигнал, равный разности двух последних экспонент, полученный на выходе первого

5 блока 4 вычитания и задержанный блоком 5 задержки, полностью соответствовал сигналу, поступившему на второй вход второго блока 6 вычитания.

Этим самым осуществляется усечение импульсной характеристики, начиная с требуемого момента времени, 71

Значение коэффициента третьего масштабирующего блока 7 подбирается так, чтобы общий коэффициент передачи интерполирующего фильтра был равен единице, обеспечивая тем самым несмещенность выходного сигнала интерполирующего фильтра.

Таким образом, передаточная функция предлагаемого интерполирующего фильтра имеет вид

„ /Т„- a /tg р (Т вЂ” Т,)+СТ, е (Т/ р + 1) — Т е (Т|Р + 1)1 е (T„p + 1) (Т, P + 1) (Т вЂ” Т, — Р е " + Т,е i) нием: а его импульсная характеристика ,cu(t) описывается следующим соотноше-/т ./ / т-, /

2 е — е

-c/ + Т -т/г, О

1 () T q T

О, если t) или t(О.

Применение интерполирующего фильтра, например в составе систем автоматического регулирования, агломерационного и доменного процесса,.исключает по сравнению с известным нежелательные высокочастотные регулирующие воздействия, что обеспечивает достижение требуемой стабилизации хода процесса и экономию топливно-энергетических ресурсов.

Составитель С. Музычук

Техред М. Моргентал

Редактор Г; Гербер

Корректор,С. Шекмар

Заказ 5828/55 Тираж 884 Подписное

ВНИИЦИ Государственного комитета,по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðoä, ул. Гагарина, 101

Формула изобретения

Интерполирующий фильтр, содержащий фильтр нижних частот, вход которого является входом интерполирующего фильтра, последовательно соединенные первый и второй масштабирующие блоки и первый блок вычитания, последовательно соединенные второй блок вычитания и третий масштабирукщий блок, третий блок вычитания, первьй вход которого соедин и с выходом первого масштабирующего блока, четвертый и

25 пятый масштабирующие блоки и блок задержки, отличающийся тем, что, с целью упрощения интерполирующего фильтра, введен дополнительный фильтр нижних частот, вход которого соединен с входом фильтра нижних частот, а выход дополнительного фильтра нижних частот соединен через последовательно соединенные четвертый и пятый масштабирующие бло35 ки с вторым входом первого блока вычитания, выход которого соединен через блок задержки с первым входом второго блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом третьего

40 блока вычитания, второй вход которого подключен к выходу четвертого масштабирующего блока, причем выходЬм интерполирующего фильтра является выход третьего масштабирующего блока.