Адаптивный цифровой фильтр

 

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение точности фильтрации. Фильтр содержит блоки элементов И 1,5 и 19, регистры 2, 16 и 20, триггер 3, элементы ИЛИ 4 и 8, вычитатель 6, блок усреднения 7, генератор 9 тактовых импульсов, счетчик 10, блок сравнения 11, формирователь 12 импульсов, блок памяти 13, умножитель 14, сумматор 15, матричные умножители 17 и 21 и блок элементов задержки 18. В данном фильтре используются оценки измерений быстрого темпа для получения оценок измерений на момент времени, формируемый на передающей стороне. Цель изобретения достигается путем обеспечения получения оценок измерений при более медленном темпе их поступления. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 H 03 Н 21/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4339188/24-09 (22) 04.12.87 (46) 15.02.90. Бюл. Р 6 (72) А.С. Бурый, В.В. Васильев, В.И. Макеев и С.А. Прусенко (53) 621 ° 396.662(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1317652, кл. Н 03 H 21/00, 1985. (54) АДАПТИВНЫЙ ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР (57) Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения — повьппение точности фильтрации. Фильтр содержит блоки 1,5.и 19 эл-тов И, регистры 2, 16,и 20, триггер 3, эл-ты ИЛИ 4 и 8, „„SU» 154 542 А1

2 вычитатель 6, блок усреднения 7, г-р 9 тактовых импульсов, счетчик 10 блок

11 сравнения, формирователь 12 импульсов, блок 13 памяти, умножитель 14, сумматор 15, матричные умножители 17 и 21 и блок 18 эл-тов задержки. В. . данном фильтре используются оценки измерений быстрого темпа для получения оценок измерений на момент времени, формируемый на передающей стороне. Цель изобретения достигается путем обеспечения получения оценок измерений при более медленном темпе их поступления. 2 ип, 1543542

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для ,фильтрации результатов измерений физического параметра.

Цель изобретения — повышение точности фильтрации.

На фиг. 1 приведена электрическая структурная схема адаптивного цифро.вого фильтра; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Адаптивный цифровой, фильтр содер, жиТ первый блок 1 элементов И, первый регистр 2, триггер 3, первый элемент

ИЛИ 4„ второй блок 5 элементов И, вы- 15 читатель 6, блок 7 усреднения, второй элемент ИЛИ 8, генератор 9 тактовых

:импульсов, счетчик 10, блок 1 1 сравнения, формирователь 12 импульсов,, блок 13 памяти, умножитель 14, сум- 20, матор 15„ второй регистр 16, первый матричный умножитель 17, блок 18 элементов задержки, третий блок 19 элементов И, третий регистр 20 и второй матричный умножитель 21. 25

Для получения алгоритма работы адаптивного цифрового фильтра используется следующее выражение: (t ) = y (t ) + K(t )hZ(t ), (1) фгде у (t ) — значение оцениваемого

J параметра на момент времени у (t ) — величина корректирующего о сигнала; 35

К() — коэффициент усиления адаптивного цифрового фильтра на момент времени

QZ,(t ) — сигнал ошибки между оцен-40

1 кой текущего наблюдения и фактическим наблюдением, причем 45

KZ(t3) = Z (t3) — у (г., -,), где Е(t ) = (1/т у (."„ t; ) (2)

;=1 входной сигнал адаптив..50 ного цифрового фильтра;

m — любое, число усредняемых.. значений сигнала;

Z(t ) — последовательность наб1, людений (измерений), усредняемых на передающей

55 стороне, причем i = 1,п, а момент усреднения кра.. тен t;, т.е. = mt;; у«(Е

t1-s) =щ

= p/,.);-- (t1,, t ; ) — усредненная оценка текущего наблюдения..

Из выражений (1) и (2) видно, что в адаптивном цифровом фильтре используются оценки измерений быстрого темпа (t ) для получения оценок измере-. ний на момент времени t, формируе1 э мый на передающей стороне.

Адаптивный цифровой фильтр работает следующим образом.

Первоначально на прямом выходе триггера 3 устанавливается "0", тогда второй блок 5 закрыт, а первый блок 1 открыт. Входной сигнал Z(t)) в параллельном двоичном коде есть последовательность посылок, первая из которых является кодовой (фиг. 2а), соответствующей .числу усредненных измерений темпа, поэтому она вначале записывается в первый регистр 2, затем следуют измерительные сигналы.

По заполнении первого регистра 2 через первый элемент ИЛИ 4 на вход установки триггера 3 поступает сигнал, перебрасывающий его в "1", после чего первый блок 1 закрывается, а второй блок 5 открывается, обеспечивая поступление следующих групп импульсов 2(а„ ) на первый вход вычитателя.

6, а через второй элемент ИЛИ 8 на вход запуска генератора 9, который начинает вырабатывать тактовые импульсы с периодом t, соответствующим темпу работы модели двйжения.

Выход генератора 9 подключен к входам записи регистров 16 и 20 и к счетному входу счетчика 10. При совпадении кодов на выходах первого регистра 2.и счетчика 10 на выходе блока 11 сравнения появляется импульс, который поступает на вход формирователя 12, сбрасывает в "0" счетчик 10, закрывает третий блок 19 и поступает на вход останова генератора 9. В блоке 7 усреднения вычисляется сигнал у (t, 1).

На выходе вычитателя 6 формируется сигнал ошибки (2), который действует . на первый вход умножителя 14, на второй вход которого поступают значения

К(1) на момент времени с выхода блока 13 памяти, которые перед началом работы записываются в блок 13 на каждый j é (j =1,п) момент времени, а снимаются с его выхода под действием сигналов с выхода блока 11 сравнения, Ф

42 с усредненной входной информацией, что приводит к значительной разгрузке канала связи.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Адаптивный цифровой фильтр, содержащий вычитатель, умножитель, сумматор, первый матричный умножитель, выходы которого соединены с первыми. входами сумматора, второй матричный, умножитель и блок сравнения, о т л и ч а ю шийся. тем, что, с целью, повышения точности фильтрации, введены посКедовательно соединенные первый блок элементов И, первый регистр, первый элемент ИЛИ и триггер, выход которого соединен с первыми входами первого блока элементов И, вторые входы которого являются входом адаптивного цифрового фильтра, второй регистр, блок элементов задержки, второй блок элементов И, первые входы которого соединены с вторыми входами первого блока элементов

И, а выходы соединены через последовательно соединенные вычитатель и ум" ножитель с вторым входом сумматора, выход которого подключен к входам второго регистра, выходы которого яв-. ляются выходом адаптивного цифрового фильтра и соединенычерез блок элементов задержки с входами первого матричного умножителя, выходы которого подключены к входам второго матричного умножителя, последовательно соединенные третий регистр, входы.которого соединены с выходами второго матричного умножителя, третий блок элементов И и блок усреднения, выход которого соединен с вторым входом вычитателя, формирователь импульсов, вы од которого соединен с входом сбро

I ° са триггера, выход которого соединен с вторыми входами второго блока элементов И, блок памяти, выход которого еоединен с вторым входом умножителя, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и счетчик, выход которого соединен через блок срав нения с входом формирователя импульсов, вторыми входами третьего блока элементов И, управляющими входами блоков памяти и усреднения, входом останови генератора тактовых импульсов и входом сброса счетчика, и второй элемент ИЛИ, вход которого соединен с выходами второго блока элементов

5 15435 постУпающих на управляющий вход бло- ка 13. К(г.„ ) определяются из выражений

К(;)= 9(t>)H{t>)N (г.;);

8.(t))=((P(r.;, t;, )H(t>, )Р (t,, с;, )$ +н (с;)и (t )н(;)), (3) где Н(Г.1) и P(t>, t,) — соответственно матрицы измерений и пе-. реходная размером

nxr и (rxr) индексы

"Т" и "-1" означают операцию транспониро15 вания и обращения матрицы;

-1

N (t ) — ковариационная матJ рица шумов измерений.

С выхода умножителя 14 сигнал по20 ступает на второй вход сумматора 15, на первый вход которого подается сигу (";) = Р (t ý t ()у (" -1 ) э который снимается с выхода первого

25 матричного умножителя 17, на вход которого поступает предыдущее значение оценки у (г.;,) на:момент времени

%для чего используется блок 18, элементов задержки, осуществляющий задержку на один такт. С выхода сумматора 15 сигнал поступает на вход второго регистра 16 памяти. С выхода второго регистра 16 памяти сигнал поступает на вход блока 18 элементов задержки.. С выхода первого матричного умножителя 17 сигнал поступает на вход второго матричного умножителя 21.

С выхода второго матричного умножителя 21 сигнал действует на вход третьего регистра 20, с выхода которого

40 информация снимается в момент при- . хода тактовых импульсов с выхода генератора 9, и поступает на первый вход третьего блока 19, на второй

45 вход которого действует управляющий импульс с выхода блока 11 сравнения.

Третий блок 19 запирается на продолжительность усреднения (в аппаратурном смысле). С выхода второго регистра 16 снимается оценка у (;), кото50 рая при i = rn соответствует ,1

Таким образом, предлагаемый адаптивный цифровой фильтр обеспечивает получение оценок измерений при более

Ф медленном темпе их поступления. Изобретение обеспечивает расширение функциональных возможностей устройства за счет реализации возможности работы

1543542

Составитель С. Музычук

Техред M.Õîäàíè÷ .

Редактор А, Огар

- Корректор О, Ципле

3аказ 408 Тираж 651 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

И, а выход подключен к входу запуска генератора тактовых импульсов, выход которого соединен с входами записи второго и третьего регистров, причем второй вход блока сравнения соединен с выходом первого регистра. ннрариааиокнмй еоМир

CNPHL7rt ПОСЫЛ NX