Цифровой фильтр

 

Союз Соввтснии

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()881986 (6l) Дополннтельноек авт.санд-еу р 691871 (22)Заявлено 15.06. 79 (21) 2781247/18-24 с нрнсоеднненнент заявки М— (5!)М. Кл.

Н 03 Н 17/04 (23) П риоритет

1Ъеударетеопв11 квинтет

СССР иа делам изабретени11 и открытий

Опубликовано 15. 11. 81. Бюллетень М 42

Дата опубликования описания 15. 11.81 (53) УДК 681 ° 323 (088. 8) М.Д. Генкин, В. С. Голубев, Б.И. Гордонов, A.ß. Куйо, О.Б.Скворцов и E.И.1Цагури (72) Авторы изобретения

Государ ственный научно-исследовать ский--институт машиноведения им. акад.А.А.Благонравова (7I ) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР

Изобретение относится к вычислительной техники и может быть использовано в цифровой измерительной аппаратуре для выделения импульсов, попадающих в полосу пропускания,верхняя граничная частота и ширина коттэрой задается цифровым кодом.

Известен цифровой фильтр, содержащий одновибраторы и элементы И, Недостатком этого цифрового фильтра является сложность перестройки.

По основному авт.св. 1Р 69187! известен цифровой фильтр, содержащий элемент И-НЕ, дифференцирующий элемент, одновибратор, генератор импульсов элементы И, ИЛИ и два делите1S яя 1).

Недостатком данного устройства является невозможность автоматичес20 кого входа фильтра в режим слежения за управляющим сигналом.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет автоматического ввода цифрового фильтра в режим слежения.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство дополнительно введены два компаратора, два элемента И, два регистра, два счетчика, элемент ИЛИ и формирователь пачек импульсов, первые группы входов первого и второго:компараторов являются соответственно первой и второй группой входов фильтра, вторая группа входов первого компаратора соединена с выходами первого регистра и объединена с группой входов первого делителя, установочные входы первого регистра соединены с выходами первого счетчика, счетный вход которого соединен с вычитающнм входом второго счетчика и выходом формирователя пачек импульсов, группа управляющих входов которого яв-: ляется третьей группой входов фильтра, а запускающий вход формирователя пачек импульсов соединен с выхо3 88 дом элемента И-НЕ и инверсными входами первого и второго элементов И, прямые входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго компараторов, вторая группа входов второго компаратора объединена с группой входов второго делителя и соединена с выходами второго регистра, вспомогательный вход записи которого объединен с входами сброса рервоrо регистра и первого счетчика, входом записи второго счетчика и соединен с выходом элемента ИЛИ,первый вход которого является управляющим входом цифрового фильтра, а второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом фиксации переполнения второго делителя, выходы второго счетчика соединены с входами установки второго регистра, входы записи. первого и второго регистров соединены с выходами соответственно первого и второго элементов И, а входы установки второго счетчика являются четвертой группой входов фильтра.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемоего фильтра.

Цифровой фильтр содержит элемент

И-НЕ 1, дифференцирующий элемент 2, одновибратор 3, генератор импульсов

4, элементы И 5-7, ИЛИ 8, делители

9,)0, компараторы 1) 12, элементы

И 13,14, регистры 15,16, счетчики

17,18, формирователь пачек импульсов

19, элемент ИЛИ 20, вход 21 фильтра, выход фильтра 22, группы входов фильт. ра 23-25, управлякщий вход 26, группа входов 27 фильтра.

Цифровой фильтр работает следующим образом.

В начальный момент работы фильтра на группу входов 23 подается код, определяющий верхнюю граничную частоту, на группу входов 24 подается код, определяющий заданную полосу пропускания, на группу входов 25, подается код, определяющий заданную скорость входа фильтра в установившийся режим, на группу входов 27 подается код, определяющий нижнюю граничную частоту допустимой частоты прихода входных сигналов.

Для начала работы на вход 26 по- дается запускакяций импульс, который обеспечивает сброс регистра 15, запись в регистр 16 и сброс счетчика

17, а также запись в счетчик 18 кода, определяющего нижнюю граничную частоту. Импульсы с генератора 4

1986

10

15 на входе 21, дифференцирующий элемент формирует иэ. этого сигнала импульс, который через элемент И-НЕ проходит на выход 22 фильтра. Этот импульс проходит через элементы 13, 14 на входы записи регистров 15 и 16, а также запускает формирователь импульсов 19, . на выходе которого формируется серия импульсов, которые суммируются счетчиком 17 и вычитаются из кода, записанного в счетчик

18. Новые коды, сформированные в счетчиках 18 и 1? записываются в регистры 16 и 15. Таким образом, если в начальный момент код, записанный в счетчик 17 и регистр 15, определяющий верхнюю граничную частоту, равен нулю, что соответствует бесконечно большой верхней граничной частоте, а код, записанный в регистре

16, и счетчик 18 определяют полосу пропускания равную в начальный момент нижней границе полосы пропускания, т.е. максимальному разреженному периода прихода входных сигналов.

По мере прихода входных сигналов происходит заполнение счетчика 17 и уменьшение кода, записанного в счетчик 18. Коды из этих счетчиков переписываются в регистры соответственно 15 и 16 до тех пор, пока не сравняются с кодамл, определяющими верхнюю граничную частоту и полосу про; .пускания и поданными на входы 23 и

24. При совпадении кодов компаратора 11 и 12 вырабатывают на выходах сигналы, которые обеспечивают блокировку соответствующих элементов

13 или 14 и, следовательно, дальнейшее изменение кодов в регистрах, В этом случае цифровой фильтр переход дит в установившийся режим работы, го г5

55 поступают через элемент И 5 на счетный вход делителя 9. Так как на управляющих входах этого делителя нулевой код, подаваемый с регистра

15, то первый же импульс вызывает на выходе этого счетчика появление единичного потенциала, что,в свою очередь, обеспечивает формирование одновибратором 3 импульса, который сбрасывает делитель 10 что вызывает появление на его инверсном выходе единичного потенциала. После этого,делитель 10 начинает заполняться импульсами, поступающими от генератора

4 через элемент И 6 на вход этого делителя. Если во время заполнения делителя 10 появляется входной сигнал

881986

При этом на управляющих входах делителей 9 и 10 заданы коды, определяющие верхнюю граничную частоту и полосу пропускания. Входной сигнал, поданный на вход 21, преобразуется дифференцирующнм элементом 2 в импульс, проходящий через элемент И

7, элемент ИЛИ 8 и обнуляющий делитель 9, на прямом выходе которого устанавливается нулевой потенциал, 10 а единичный потенциал инверсного выхода, поступая на вход элемента И

5 разрешает прохождение импульсов от генератора импульсов 4 на счетный вход делителя 9, после его заполне- 15 ния.

На прямом выходе делителя 9 появляется единичный потенциал. При этом запускается одновибратор 3, выходной импульс которого обнуляет делитель 10, на инверсном выходе которого устанавливается единичный потенциал. Если теперь на вход 21 поступает входной сигнал, он пропускается цифровым фильтром, сбрасывая при этом делитель 9 в состояние нуль. Наличие единичного потенциала на инверсном выходе делителя 10, разрешающее про"хождение импульсов от генератора импульсов 4 через элемент И 6 на счетный вход делителя 10, продолжается до заполнения этого делителя.

Таким образом, цифровой фильтр пропускает импульсы с частотой от 1; 1,+ до Если в течение

35 времени валалнею я делителя 1Î на входе 2? не появляется входной сигнал, то по истечении этого времени на выходе переполнения делителя 10 появляется сигнал переполнения, который, 40 проходя через элемент 20, возвращает устройство в исходное состояние. В этом случае, который возникает, например„ при скачкообразном изменении фазы входного сигнала, сопровождающее

45 выходом устройства иэ режима слежения, начинается новая настройка с посте-. пенным уменьшением полосы пропускания до заданного значения.

Предлагаемый цифровой фильтр;обес. печивает автоматическую привязку.интервала времени разрешения пропускания к фазе входного сигнала, т.е. автоматическое слежение эа входным сигналом. 55

Формула изобретения

Цифровой фильтр по авт. св.

969!871,отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет автоматического ввода цифрового фильтра в режим слежения, в него дополнительно введены два компаратора, два элемента И, два регистра два счетчика, элемент ИЛИ и формирователь пачек импульсов, первые группы входов первого и второго компараторов являются соответственно первой и второй группой входов фильтра, вторая группа входов первого компаратора соединена с выходами первого регистра и объединена с группой входов первого делите ля, установочные входы первого регистра соединены с выходами первого счетчика, счетный вход которого соединен с вычнтающим входом второго счетчика и выходом формирователя пачек. импульсов, группа управляющих входов которого является третьей группой входов фильтра, а запускающий вход формирователя пачек импуль-.— сов соединен с выходом элемента И-НЕ и инверсными входами первого и второго элементов И, прямые входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго компараторов, вторая группа входов второго компаратора объединена с группой входов второго делителя и соединена с выходами втого регистра, вспомогательный вход записи которого объединен с входами сброса первого регистра и первого счетчика, входом записи второго счетчика и соединен с выходом элемента

ИЛИ, первый вход которого является управляющим входом цифрового фильтра, а второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом фиксации переполнения второго делителя, выходы второго счетчика соединены с входами установки второго регистра, входы записи Первого и второго регистра соединены с выходами соответственно первого и второго элементов И, а входы установки второго счетчика являются четвертой груп" пой входов фильтра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 691871, кл. G 06 F 15/36, 1977. (прототип) .

88) 986

Составитель А. Баранов

Редактор М.Хома Техред Т.Маточка Корректор У. Пономаренко

Заказ 9997/85 Тираж 991 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-Э5, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4