Цифровой фильтр

 

Союз Советских 1

Социалис ических

Республик

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидстсльства— (22) Заявлено 27,Х.1971 (21) 1700294/18-24 (51) М. Кл. G 06) 15/36 с присоединением заявки М—

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изебретений и открытий (32) Приоритет—

Опубликовано,25.1.1974. Бюллетень ¹ 3

Дата опубликования описания 11.XI.1974 (53) УДК 681.325.36 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. И. Нижник, В. Л. Черевко и О. Т. Чигирин (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ФИЛЪТР

Изобретение относится к области цифровой вычислительной техники и может быть применено в системах обработки информации, измерительных системах в устройствах прогнозирования случайных сигналов.

Известны цифровые фильтры, содержащие схему формирования входного кода, устройство анализа динамической ошибки, схему запоминания предыдущего значения кода информации, схемы «И» и схему «ИЛИ».

Известные устройства, однако, имеют относительно низкую надежность и невысокое качество фильтрации.

Предлагаемое устройство содержит схему деления входного кода, схему формирования параметра сглаживания N, схему формироваN — 1 ния параметра сглаживания, схему умножения, схему разрешения, причем первый вход сумматора через схему «ИЛИ» и одну схему «И» соединен с выходом схемы деления входного кода N с запоминанием, входы которой подключены к схеме формирования параметра сглаживания N и к схеме формирования входного кода, подключенной к входу схемы вычитания устройства анализа динамической ошибки, а через схему «ИЛИ» и вторую схему «И» соединен со схемой запоминания предыдушего кода информации, соединенной с выходом схемы деления входного кода на М с запоминанием, второй вход сумматора подсоединен к схеме умножения кода на

N — 1 —, вход которой подключен к схеме фор5 N — 1 мирования параметра сглаживания выход сумматора подключен к входу схемы

N — 1 умножения кода на к входу схемы вы10 чнтания и к одному входу третьей схемы «И», второй вход которой соединен с выходом схемы разрешения н входом схемы сравнения устройства анализа динамической ошибки, которая соединена своими выходами с первой и второй схемами «И». Схема сравнения соединена своим входом с выходом схемы формирования кода ошибки.

Это позволяет повысить надежность устройства и улучшить качество фильтрации при появлении случайных сигналов и нестатических выбросов.

Сглаживание кода входной информации, 25 принятого по каналу связи, производится путем временного усреднения принятых кодов с помощью предлагаемого специального оператора сглаживаний.

Предлагаемый оператор обеспечивает простоту аппаратурной реализации и высокое ка412606

65 чество сглаживани»!. Вид оператора сгла>кивания определяется соотношением:

N — 1,

Асгл (il Е -А N Ас» л (i — 1(» A(il»

N где: А.-,, (;(— сглаженная величина кода информации i — го отсчета, принятого через канал связи в текушпй момент времени;

А — регулярная величина кода информации на передаюгцем конце канала связи;

Š— оператор .сглаживания;

Т вЂ” параметр сглаживания, зависящий от количества отсчетов (временного интервала), за которым сглажнваемая величина входного кода информации приблизится к передаваемой на минимальную величину ошибки;

А<„(; 1(— регулярная сглаженная величина входного кода информации, принятая по каналу связи и считанная в предыдущие моменты времени;

А(;(— регулярная величина кода информации, принятая по каналу связи, в текущий момент времени.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства сглаживания.

Оно содержит схему 1 формирования входного кода, схему 2 деления входного кода на

Л с запоминанием, схему 8 формирования паN — 1 раметра сглаживания (первая схема параметра сглаживания, схему «И» 4, схему

«ИЛИ» 5, сумматор 6, схему 7 формирования параметра сглаживания Л (вторая схема формирования параметра сглаживания), схему 8

N — 1 умножения кода на схему 9 запоминания предыдущего значения кода входной информации, схему «И» 10, схему «И» 11, схему разрешения 12, схему вычитания 18, схему сравнения 14, схему формирования кода ошибки 15, устройство анализа динамической ошибки 16, вход .17 схемы формирования входного кода, входы 18 и 19 схемы деления входного кода на N с запоминанием, входы 20, 21 схемы вычитания, входы 22, 28 схемы «И», вход

24 схемы запоминания. предыдущего значения кода, входы 25, 26 схемы «И» входы 27, 28 схемы «ИЛИ», входы 29, 80 сумматора, входы

81, 82 схемы «И», входы 88,.84 схемы умножеN — 1 ния кода на и входы 85 — 87 схемы

N сравнения.

Схема формирования входного кода 1 предназначена для выделения входного кода информации, поступающего из канала связи на вход 17. Выход схемы 1 соединен с входом 20

l5

60 схемы вычитания 18 и входом 18 схемы 2 деления входного кода на Л с запоминанием, которая делит входной код информации на константу N,,ïoñòóïàþùóþ на вход 19 из схемы 8 формирования параметра сглаживания. Схема

2 запоминает полученный код информации на время анализа входного кода информации в устройстве анализа динамической ошибки.

После этого он выдается на схему «И» 4 и схему 9 запоминания предыдущего значения кода информации. С приходом нового кода информации предыдущий код информации стирается, а текущий записывается. Выход схемы

2 соединяется через вход 22 со схемой «И» 4, через вход 24 — со схемой 9.

Сумматор 6 предназначен для суммирования текущего значения входного кода А(;l, деленного.на константу Л, »или предыдущего значения кода входной информации с предыдущим значением сглаженного кода А„., lil и запоминания сглаженного значения кода входной информации до прихода следующего кода входной информации.

Первый вход 29 сумматора б через схему

«ИЛИ» 5 и схему «И» 4 соединен с выходом схемы 2 деления входного кода на Nс запоминанием, а через схему «ИЛИ» 5 и схему «И»

10 — с выходом схемы 9. Входы 28, 26 схем

«И» 4, 10 соответственно .соединены с,выходами схемы сравнения 14, являющейся частью устройства анализа динамической ошибки 16.

Второй вход 80 сумматора 6 соединен с выхоN — 1 дом схемы 8 умножения кода на . Выход сумматора б подключен к выходу 81 схемы «И» 11, входу 21 схемы вычитания 18, вхоN — 1 ду 84 схемы 8 умно>кения кода на

N — 1

Схема 8 умножения кода на — умноЛ жает сглаженный код, поступающий из сумматора б в момент времени 1(; 1(на константу

N — 1 поступающую из схемы 7 формировай

N — 1 ния параметра сглаживания . Схема

«И» 11 подает сглаженный код информации

А„.,(;(на дальнейшую обработку при наличии разрешающего потенциала, поступающего на входы 82, 85 из схемы разрешения 12.

Схема анализа динамической ошибки 16 состоит из схемы вычитания 18, схемы сравнения 14 и схемы формирования кода ошибки 15, которые совместно со схемой «И» 10 и схемой

9 запоминания предыдущего значения кода входной информации служат для уменьшения ошибок кода А„.,(;(при наличии помех (сбоев разрядов) во входном коде А(;(, поступающем через канал связи.

В исходном состоянии устройство анализа динамической ошибки .16 вырабатывает при помощи схемы сравнения 14 потенциал запрета, поступа(ощий па вход 26 схемы «И» 10 и

412606

10 разрешающий потенциал, поступающий на вход 28 схемы «И» 4, Схема разрешения 12 вырабатывает сигнал запрета, поступающий на вход 85 схемы сравнения 14 и на вход 32 схемы «И» 11.

Код входной информации, поступающий из канала связи на вход,17 выделяется схемой 1 и поделенный на параметр сглаживания Л схемой 2 через вход 22 схемы «И» 4 и вход 27 схемы «ИЛИ» 5 подается на вход сумматора б, где запоминается до прихода следующего кода информации. При последующем поступлении кода информации из канала связи код информации выделяется схемой 1 и поделенный на параметр сгла?кивания Л схемой 2 через вход 22 схемы «И» 4 и вход 27 схемы

«ИЛИ» 5 поступает на сумматор 6 и запоминается вместо предыдущего кода. Предыдущий код информации с выхода сумматора б поступает на вход 84 схемы 8, где умножается на

N — 1 параметр сглаживания (вырабатываемый схемой 7 формирования параметра сглаN — 1 живания и поступает на вход 30 сумЛ матора б, где суммируется с текущим значением кода информации. Суммирование кодов информации, поступающих па входы 80 и 29 сумматора б происходит до тех пор, пока не истечет время 1, определяемое схемой разрешения

12 (t — время переходного процесса устройства сглаживания; для ка?кдого параметра оно различно) .

При этом схема разрешения 12 вырабатывает потенциал разрешения, поступающий на вход 82 схемы «И» II (через которую сглаженный код информации поступает на дальнейшую обработку) и на вход 85 устройства анализа динамической ошибки 16 схемы сравнения 14, которая вырабатывает потенциал запрета, поступающий на вход 23 схемы

«И» 4 и на вход 88 схемы 9 запоминания предыдущего значения кода информации, не разрешая запись кода информации, поступавшего через вход 25. В очередной такт, код входной информации из схемы 1 через вход 20 устройства анализа динамической ошибки 16 поступает на схему вычитания 1,3, где вычитается из сглаженного кода информации, поступившего за предыдущие такты на вход 21 из сумматора б. Модуль разности кодов поступает на вход

36 схемы сравнения 14, где сравнивается с постоянным кодом ошибки (равным наибольшему изменению величины информации за время ме?кду двумя тактами), поступающим на вход

37 из схемы формирования кода ошибки 15.

Если модуль разности схемы 18 меньше или равен их коду ошибки схемы 15, то схема сравнения 14 вырабатывает разрешающий потенциал, поступающий на вход 88 схемы 9 запоминания предыдущего значения -кода информации (разрешал запоминание сглаженного входного кода информации) и на вход 28 схемы «И» 4, пропускающий текущий сглажен15

65 ный код информации через вход 27 схемы

«ИЛИ» 5 на вход 29 сумматора 6.

Если модуль разности схемы 18 больше кода ошибки схемы 15 (т. е. код информации пришел с помехами — сбоями разряда), то схема сравнения 14 вырабатывает потенциал запрета, подаваемый на входы 23 н 88 схемы

«И» 4 и схемы 9 запоминания предыдущего значения кода информации, соответственно, и потенциал разрешения, поступающий на вход

26 схемы «И» 10, которая пропускает предыдущее значение кода информации (запомненное схемой 9) на вход 28 схемы «ИЛИ» 5 и с нею через вход 29 на сумматор 6.

Таким образом, устройство анализа динамической ошибки управляет работой сгла?кивающего устройства, подавал на сумматор 6 сглаженное текущее значение кода информации или сглаженный код информации, записанной в предыдущем такте при воздействии помех складывая его с сглаженным значением кода информации, принятого в предыдущие значения времени. Полученный таким ооразом сглаженный код информации будет соответствовать передаваемому коду на передающем конце канала связи и оудет быстро восстанавливаться при воздействии помех.

Предмет изобретения

Цифровой фильтр, содержащий схему формирования входного кода, устройство анализа динамической ошибки, схему запоминания предыдущего значения кода информации, вход которой соединен с выходом схемы формирования входного кода и со входом устройства анализа динамической ошибки, схемы «И» и схему «ИЛИ», отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей, он содержит схему деления входного кода, первую н вторую схемы формирования параметра сгла?кивания, схему разрешения и схему умножения, первый вход которой соединен с выходом сумматора, с первым входом первой схемы «И» и с первым входом устройства анализа динамической ошибки, второй вход схемы умножения соединен с выходом первой схемы формирования, параметра сглаживания, а выход — с первым входом сумматора, второй вход которого через схему «ИЛИ» соединен с выходом второй схемы «И», первый вход которой соединен с первым выходом устройства анализа динамической ошибки, а второй вход второй схемы «И» соединен с выходом схемы запоминания предыдущего значения кода информации, первый вход которой соединен с первым входом третьей схемы «И» и со вторым выходом устройства анализа динамической ошибки, второй вход схемы запоминания предыдущего значения кода информации соединен со вторым входом третьей схемы «И» с выходом схемы деления входного кода, первый вход которой соединен с выходом

412606

Составитель С. Громова

Техред Е. Борисова

Корре«тор N. Лейзерман

Гсдантор А. Бер

Заказ 1203/193 Изд. М 390 Тирах< б24 Подписное

ИИИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР го делам изобретений и открытий

Моста, 7К-35, Paviuc«a«паб., д. 4, 5

Тип. Харь«. фил. пред. «Патент» второй схемы формирования параметра сглаживания, а второй вход — с выходом схемы формирования входного кода и со вторым входом устройства анализа динамической ошибки, третий вход которой соединен с выходом схемы разрешения и со вторым входом первой схемы «И», выход третьей схемы «И» соединен со входом схемы «1.1ЛИ»,