Патент ссср 222019
2220l9
ОП И САН И Е
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 10.IV.1967 (¹ 1150693!26-24) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 17.И1.1968, Бюллетень № 22
Кл. 42итт, 7/02
МПК G 06g
УДК 681.337(088 8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
Дата опубликования описания 25.ХП.1968
Автор изобретения
В. A. Сидоров
Нижне-Волжский научно-исследовательский институт геологии и геофизики
Заявитель
СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ФОРМЫ ФИЛЬТРУЕМОГО СИГНАЛА
В известных случаях достижение хорошей фильтрации при удовлетворительной передаче формы полезного сигнала существенно усложняется и даже делается невозможным, если изучаемая функция времени имеет разрывы особенно,при использовании фильтров нижних частот или узкополосных фильтров. При использовании таких фильтров желательно обеспечить наибольшую постоянную времени или минимальную полосу пропускания для достижения хорошей фильтрации. Однако чем больше постоянная времени фильтра (или чем уже его полоса пропускания), тем большая часть полезного сигнала, следующая за разрывом, искажается собственным переходным процессом фильтра, вызванным скачком изучаемой функции времени в точке разрыва. И при необходимости фильтрации функций времени, . терпящих один или нескольких разрывов, приходится либо существенно ухудшать качество фильтрации (уменьшая постоянную времени фильтров), либо идти на значительные искажения полезного сигнала на участках, следующих за скачкообразными разрывами. То же относится к функциям, которые не имеют разрывов в полном смысле слова, но на отдельных коротких интервалах изменяются значительно быстрее, чем остальное время.
Предложенный способ, с целью более точ2 ного воспроизведения формы функций времени, имеющих один или несколько разрывов, при сохранении хорошего качества фильтрации, предполагает проведение анализа формы сигнала при осуществлении фильтрации не только в прямом, но и в обратном (по времени) направлении. При этом в случае обычной (прямой) фильтрации переходные процессы фильтров искажают участки сигнала, следующие за областями разрывов, при фильтрации в обратном направлении искажаются лишь те участки сигнала, которые находятся до областей разрыва (в обычном отсчете времени). Таким образом, сочетая прямую (обычную) и обращенно-временную фильтрацию, можно получить практически неискаженное воспроизведение фильтруемой функции в окрестностях разрывов. Практическая реализация обращенно-временной фильтрации может быть получена путем записи сигнала (например, на магнитных носителях или других запоминающих устройствах), последующей подачи этого сигнала в обратной последовательности на вход фильтра, записи функции, полученной на выходе фильтра, и воспроизведения этой записи вновь в обратной последовательности, т, е. приведения ее к первоначальному, истинному отсчету времени.
На фиг. 1 схематически показана последо30 вательность операций при обращенно-времен3 ной фильтрации; на фиг. 2 — пример совместного использования прямой и обращенной фильтрации.
Если на фильтр с переходной характеристикой Й(/) (см. фиг. 1,а) подано воздействие х(/), то сигнал на выходе фильтра g(t), показанный пунктиром на фиг. 1, д, .на ранних временах сильно отличается от воздействия за счет влияния, переходного процесса фильтра.
Для осуществления обращенной фильтрации воздействие x(t) в диапазоне времен от О до некоторого времени 1 " воспроизводится в обратной последовательности, при этом функция х(/) преобразуется в Х(), где — время в новой системе отсчета (фиг. 1,в).
Подавая Х Я) на фильтр с характеристикои h® =h(t — -t), получим выходнои сигнал фильтра ) (s) (фиг. 1,г). И, наконец, воспроизводя У Я) в обратной последовательности, получаем выходной сигнал у" (t) в первоначальной, истинной системе отсчета времени (фиг. 1, д).
Таким образом, переходный процесс, вызванныи в фильтре первоначальным скачком (при =/" ) происходит в области ()t", т. е. в истинном масштабе времени в области /(О, где изучаемый физический процесс (полезный сигнал) отсутствует.
Осуществляя фильтрацию функций, имеющих разрывы в нескольких точках, в,прямом и обратном направлениях, для правильного определения формы исследуемой функции по выходным сигналам фильтра следует использовать сигнал, полученный при,прямой (обычной) фильтрации для определения формы функции перед разрывами, а выходной сигнал обращенной фильтрации — для определе222019 ния формы функции в областях, следующих после разрывов (см. фиг. 2).
При этом нет необходимости ухудшать качество фильтра. Если, параметры фильтра выбраны таким образом, что вносимыми ими искажениями (за исключением окрестностей разрывов) можно пренебречь, то это в равной степени относится как к прямой, так и к обращенной фильтрации. Если же вносимые
N искажения требуют учета или оценки, то следует учитывать разный характер этих искажений при прямой и обращенной фильтрации.
Предмет из обере тени я
1. Способ исследования формы фильтруемого сигнала, отличающийся тем, что, с целью уменьшения искажений указанных сигналов в окрестностях разрывов и других аномально
20 быстрых изменений сигнала в начальный момент цремени и сохранения качества фильтрации, изучаемый сигнал записывают с помощью запоминающей системы, затем воспроизводят в обратной .последовательности, 25 фильтруют, вновь запи сывают и воспроизводят в обратной последовательности для приведения к обычному отсчету времени (производят обращенно-временную фильтрацию) .
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, 30 с целью уменьшения искажений сигналов при наличии нескольких разрывов в течение исследуемого периода времени, производят обычную и обращенно-временную фильтрацию исследуемого сигнала, причем резуль35 таты обычной фильтрации используют для выяснения формы сигнала в интервалах, предшествующих разрывам, а результаты обращенно-временной фильтрации — в интервалах, следующих за разрывами.
222019 иные искажения
Сипьнь (фй жямlлт Фи а.2 авиа. 7
Составитель Л. Б. Дмитриева
Редактор Л. А. Утехина Техред Т. П. Курилко Корректор Т. Ф. Старосельская
Типография, пр. Сапунова, 2
Заказ 3978/21 Тираж 530 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Центр, пр. Серова, д. 4
