Интерполирующий фильтр

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1510071 19) Я 7/О 4 Е ИЗ СА Б, 3 ЮТОРСНОМУ ТЕЛЬС 8. 8)идетельство СС 03 Н 17/06, 19 н ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Кузнецкий металлургический комбинат им. В.И. Ленина и Сибирскийметаллургический институт им. СергоОрджоникидзе(56) Авторское св СР(57) Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - упрощение интерполирующего фильтра, который содержит фильтры 1 и 8.нижнихчастот, масштабирующие блоки.(МБ)2, 3, 7, 9 .и 10, блоки вычитания4, 6 и 11 и блок задержки 5. В даном фильтре путем алгебраическогосуммирования элементарных, в частности экспоненциальных ф-ций, смещенных одна отнвсительно другой на требуемое время Г, обеспечивается получение усеченной импульсной х-киэтого фильтра. Так фильтром 1 и МБ 2реализуется первая экспонента, афильтром 8 и МБ 9 - вторая. экспонента.Значения коэф. МБ 2 и 9 подбираютсятак, чтобы в начальный момент разность сигналов, поступивших на блоквычитания 11, точнее соответствоваланачальному значению желаемой импульсной х-ки. Фильтром 1 и МБ 2 и 3 реализуется третья экспонента, а фильтром 8 и МБ 9 и 10 - четвертая экспонента. При этом коэф. МБЗ и 10подбираются так, чтобы сигнал, равныйразности двух последних экспонент,полученный в блоке вычитания 4 изадержанный в блоке задержки 5, полностью соответствовал сигналу, поступившему на блок вычитания 6. Этимосуществляется усечение импульснойх-ки, начиная с требуемого моментавремени. Значение коэф. МБ 7 подбирается так, чтобы общий коэф. передачи фильтра быч равен единице. Этообеспечивает несмещенность выходногосигнала фильтра. 1 ил.151007Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано длязапаздывающего выделения полезнойнизкочастотной составляющей измеренных сигналов с последующим применением ее, например, в системах управления для компенсации контролируемыхвозмущений объектов управления, прирешении задач запаздывающего моделирования, а также в тренажерах.Цель изобретения в . упрощение интерполирующего фильтра,На чертеже приведена структурнаяэлектрическая схема интерполирующегофильтра.Интерполирующий фильтр содержитфильтр 1 низких частот, первый 2и второй 3 масштабирующие блоки,первый блок 4 вычитания, блок 5 задержки, второй блок 6 вычитания, третий масштабирующий блок 7, дополнительный фильтр 8 нижних частот, четвертый 9 и пятый 10 масштабирующиеблоки и третий блок 11 вычитания.25Интерполирующий фильтр работаетследующим образом.Входной сигнал х(й) поступаетодновременно на вход фильтра 1, имеющего передаточную функцию И (Р)1=--- и. на вход дополнительногоТ (Р)+1фильтра 8, имеющего передаточную фун 1кцию У (Р) = ---- где Т, Т - 35Т (Р)+1 1 ф постоянные времени соответственно фильтра 1 и дополнительного фильтра 8, причем Х= (5-7) ТВыходной сигнал фильтра 1 посту 40 пает на вход первого масштабирующего блока 2, умножается в нем на масштабирующий коэффициент, равныйТ 1и далее поступает на первый2 45 вход третьего блока 11 вычитания, в котором вычитается из сигнала, поступившего на второй вход третьего масштабирующего блока 11, Выходной сигнал дополнительного фильтра 8 поступает на вход четвертого масштабипующего блока 9, умножается в немТ на коэффициент равный --- , и далееФТ -Т1поступает на второй вход третьего 55 блока 11 вычитания.Сигнал с выхода первого масштабирующего блока 2 поступает на вход второго масштабирующего блока 3, умножается в нем на коэффициент, равныйле " , где 7 - время задержки сигнала, и далее поступает на первыйвход первого блока 4 вычитания, в котором вычитается из сигнала, поступившего с пятого мастабирующего блока 10,Сигнал с выхода четвертого масштабирующего блока 9 поступает навход пятого масштабирующего блока10, умножается в нем на коэффициент,равный е , и далее поступает навторой вход первого блока 4 вычитания.Выходной сигнал первого блока 4вычитания далее поступает на входблока 5 задержки, передаточная функция которого равна е ", задерживается в нем на времяи поступаетдалее на первый вход второго блока бвычитания.Выходной сигнал второго блока 6вычитания поступает на вход третьего масштабирующего блока 7, умножается в нем на коэффициент, равный(Т 2-Т,)/(Т -Т -Т е - 72+ Т,:е 1 ),С выхода третьего масштабирующегоблока 7 снимается сглаженный сигналинтерполирующего фильтра.Предлагаемый интерполирующийфильтр позволяет получить путем алгебраического суммирования элементарных, в частности экспоненциальныхфункций, смещенных одна относительнодругой на требуемое время 7, усеченную импульсную характеристику интерполирующего фильтра.Так с помощью фильтра 1 и первогомасштабирующего блока 2 реализуетсяпервая экспонента, а с помощью дополнительного фильтра 8 и четвертогомасштабирующего блока 9 реализуетсявторая экспонента. Значения коэффициентов первого 2 и четвертого 9масштабирующих блоков подбираютсятаким образом, чтобы в начальный момент разность сигналов, поступившихна входы третьего блока 11 вычитания,как можно точнее соответствовала начальному значению желаемой импульснойхарактеристики.С помощью фильтра 1, первого 2и второго 3 масштабирующих блоковреализуется третья экспонента, дополнительный фильтр 8, четвертый 9 и пятый 10 масштабирующие блоки реализуют четвертую экспоненту, При этомкоэффициенты второго 3 и пятого5 15100 10 масштабирующих блоков подбираются таким образом, чтобы сигнал, равный разности двух последних экспонент, полученный на выходе первого5 блока 4 вычитания и задержанный блоком 5 задержки, полностью соответствовал сигналу, поступившему на второй вход второго блока 6 вычитания. Этим самым осуществляется усечение 10 импульсной характеристики, начиная с требуемого момента времени,716Значение коэффициента третьего масштабирующего блока 7 подбирается так, чтобы общий коэффициент передачи интерполирующего фильтра был равен единице, обеспечивая тем самым несмещенность выходного сигнала интерполирующего фильтра. Таким образом, передаточная функция предлагаемого интерполирующего фильтра имеет вид г 1 Т т р(Тр + 1) (Т., Р + 1) (Т - Т, - Р е "+ Т,е -гг) нием; а его импульсная характеристикаТ-Т, - Т О, если )или ( О,Применение интерполирующего фильтра, например в составе систем автоматического регулирования, агломерационного и доменного процесса,.исключает по сравнению с известным нежелательные высокочастотные регулирующие воздействия, что обеспечивает достижение требуемой стабилизации хода процесса и экономию топлив" но-энергетических ресурсов. Составитель С. МузычукТехред М, Моргентал Редактор Г. Гербер Корректор С. Шекмар Заказ 5828/55 Тираж 884 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета,по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно в издательск комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 Формула изобретенияИнтерполирующий фильтр, содержащий фильтр нижних частот, вход которого является входом интерполирующего фйльтра, последовательно соединенные первый и второй масштабирующие блоки и первый блок вычитания, последовательно соединенные второй блок вычитания и третий масштабирущций блок, третий блок вычитания, первь 1 й вход которого соединен с выходом первого масштабирующего блока, четвертый и 25 пятый масштабирующие блоки и блокзадержки, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью упрощения интерполирующего фильтра, введен дополнительный фильтр нижних частот, входкоторого соединен с входом фильтранижних частот, а выход дополнительного фильтра нижних частот соединенчерез последовательно соединенныечетвертый и пятый масштабирующие блоки с вторым входом первого блока вычитания, выход которого соединенчерез блок задержки с первым входомвторого блока вычитания, второй входкоторого соединен с выходом третьего 40 блока вычитания, второй вход которого подключен к выходу четвертогомасштабирующего блока, причем выходЬм интерполирующего фильтра является выход третьего масштабирующегоблока.