Нелинейный цифровой фильтр

 

Союз Советсиик

Социаиистичесник

-. Респубиии

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 813702 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву % 499647 (51)M. Кл.

Н 03 Н 17/04 (22) Заявлено 30.07.79 (21) 2808148/18 09 с присоединением заявки М— (23) Приоритет

Ввударетваннвй квинтет

СССР ао делам нзобратеннй н лткрытнй

Опубликовано 15.03.81. Бюллетень Ме 10

Дата опубликования описания 18.03.81 (53) УДК 621.372, 544(088 8) (72) Автор изобретения

Э. В. Борисов (7I) Заявитель (54) НЕЛИНЕЙНЫЙ ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР

Изобретение относится к радиотекнике и может быть использовано при фильтрации результатов измерений физического параметра, выраженного цифровым кодом.

По основному авт. св. N 499647 известен нелинейный цифровой фильтр, содержащий послецовательно соединенные блок сравнения, двусторонний orраничитель, сумматор и нерекурсивный фильтр, выхоц которого подключен к дополнительным вкоцам сумматора и блока сравнен- rl).

Недостатком этого устройства являет ся относительно низкая точность фильтрации при переменной точности измерений и наличие "пачек аномальных ошибок измерений .

Цель изобретения - повышение точности фильтрации.

Йля этого в нелинейном цифровом фильтре, содержащем последовательно включенные блок сравнения, двусторонний ограничитель, сумматор и нерекурсивный фильтр, выход которого подключен к

2 дополнительным входам сумматора и блока сравнения, между выходом двустороннего ограничителя и дополнительным вхоцом, сумматора включены послецовательно квацратор, цополнительный нерекурсивный фильтр и датчик случайных чисел, цругой вход которого соецинен с дополнительным выходом двустороннего ограничителя, к цополнительному вкоду которого подключен выход дополнительного нерекурсивного фильтра.

На чертеже представлена структурная электрическая схема нелинейного цифрового фильтра.

Он содержит последовательно соединенные блок сравнения 1, цвусторонний ограничитель 2, сумматор 3 и нерекурсивный фильтр 4, выход которого подключен к другим входам блока сравнения 1 и сумматора 3, а также послецо © вательно соединенные квацратор 5, дополнительный нерекурсивный фильтр 6 и датчик случайных чисел 7, выход кота>ого подключен ко второму дополни813702 тельному входу сумматора 3, причем вход квадратора 5 поцключен к дополнительному выходу цвустороннего ограничителя 2, а выход дополнительного нерекурсивного фильтра 6 — к цополнительному входу двустороннего ограничителя 2, дополнительный выход которого подключен ко входу датчика случайных чисел 7.

Нелинейный цифровой фильтр работает следующим образом.

В установившемся режиме при отсутствии аномальных искажений и постоянной точности измерений результаты измерений через блок сравнения 1, двусторонний

15 ограничитель 2 и сумматор 3 поступают

s нерекурсивный фильтр 4, который работает как обычный усрецнитель. При этом отрицательная обратная связь от нерекурсивного фильтра 4 к блоку сравнения 1 компенсируется положительной обратной связью от нерекурсивного фильтра 4 к сумматору 3. В этом случае на выходе нерекурсивного фильтра 4 имеем скольэ зящую интервальную оценку величины измеряемого параметра по результатам некоторого числа измерений. Одновременно с этим сигнал с цополнительного выхода двустороннего ограничителя 2 поступает на вход квадратора 5, в котором результаты измерений возводятся в квацрат. Сигнал с выхода квацратора 5 поступает в цополнительный нерекурсивный .фильтр 6, на выходе которого имеет скользящую интервальную оценку дисперсии измерений, которая подается на дополнитель- З ный вход двустороннего ограничителя 2 и на ахоп датчика случайных чисел 7.

При измерении величины цисперсии измерений, т. е. при измерении точности измерений, значения порогов ограничителя

2 регулируются в соответствии с подаваемым на его дополнительный вход сигналом с выхода дополнительного нерекурсивного фильтра 6. Таким образом реализуется адаптивность к переменной точности измерений что ведет к повышению точ1 ности фильтрации. В то же время, если на вход фильтра поступает результат измерений с аномальной ошибкой, то в двустороннем ограничителе 2 происходит превышение вхоцным сигналом соответственно верхнего или нижнего порога ограничителя 2. В этом случае со второго дополнительного выхода orðaírr÷èòånÿ 2 подается сигнал на цополнительный вход датчика случайных чисел 7, который запускает этот датчик, Сигнал с выхода последнего подается на вхоц сумматора 3.

Таким образом аномальная ошибка заменяется сигналом из датчика случайных чисел и, поскольку на вход датчика 7 поступает сигнал от дополнительного нерекурсивного фильтра 6, TD статистические характеристики сигнала на выходе датчика

7 совпаДают со статистическими характеристиками результатов измерений.

При этом соответствую ций сигrran в виде результата измерения с аномальной ошибкой на вход сумматора 3 из двустороннего ограничителя 2 не поступает. В результате при фильтрации последующих результатов измерений на результаты интервальных оценок аномальные ошибки сказываться не будут.

Формула изобретения

Нелинейный цифровой фильтр по авт. св.

М. 499647, о т л и ч а ю .ц и и с я тем, что, с целью повышения точности фипьтрации, между выходом двустороннего ограничителя и дополнительным входом сумматора включены последовательно квадратор дополнительный нерекурсивный фильтр и датчик случайных чисел„другой вход которого соединен с дополнительным выходом цвустороннего ограничителя, к дополнительному входу которого подключен выхоц дополнительного нерекурсивного фильтра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельствоо СССР

N 499647, кл, Н 03 Н 7/28, 1972 (прототип) .

&i3702

Составитель Т. Афанасьева

Редактор К. Болошук Текред М. Коштура Корректор E. Рошко

Заказ 808/76 Тираж 988 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4