Дискретный фильтр

.ЮО 6 .87 Л 8 11/36 УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИОПИСАНИЕ ЕН ВТОРСКщаа Ж 26 д(21) 3381771/18-24, ка 3 аций контакт третьего переклкчателя (22) 12,01.82через вторуй запоминающий элемент свя- (46) 15.07.83, Бюл,зан с входом второго операционного уси- (72) Н. Е. Болгов . лителя, второй переменный резистор, (71) Ордена Ленийа институт кибеле- один вывод которого соединен с входом тики АН Украинской ССР .: фюй тра, третий переменный резкстор к (53) 681. 3 (088.8) .: датчик временных интервалов, выход ко- (56) 1. Авторское свидетельство СССР . торого соединен с управшиощими входа-Ж 705468, кл. 806 ц 7/18, 1975. ми переключателей, о тл и ч а в щ и й 2. Авторское свидетельствоСССР с я тем, что, с целью расширения диаца- М 813454,. кл. б 06 6 7 Л.8, 1979,: зона изменения частотной характеристи (протопш).- ки, дискретный фильтр содержит четвертый и пятый перекаочателн, нерацщжцо (54) (57),ЦИСКРЕТЯЫЙ ФИЛЬТР, со-; щий контакт четвертого переклочатмя держащий два операционных усилителяю соединен с вторым выводом второго пе входы которых через первый перевлек-. ременного резистора, размыкающийкон . тель соединены с первйм выводом пер- . такт четвертого пераиаочателя соединен вого переменного резистора, второй вы-с. входом негюго операционного усилите йат : йт атщ й щт щ тат. . соединены с переклвяакацими ковтактамВ с юваом втррого оаерацпющого уснлиУт щйй тата щй тщ й юпочателей, размыкающий контакт второ .: го перекаочателя, размыкающий контакт го переключателя соединен через перввй . пятого переключателя соединен с раз.- маптабируннпий резистор с входом пер мыкакзцим контактом второго переклвт ут, ааай тщй т ажа ттт т т а таа т а тщщ зан с входом первого онерационного.уса юавакт шгняо переклкеатепя ссединенауйащтй тщщ щ. ,тйт. ма,т а переключателя соединен через второй реэисюр вкати между замыкакаам иа йту ш щ .айт щ щ рогО ОперациОнвого усилитепяф раэмыфф . клюмтеля3 ФвИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике, и может быть использовано для формирования сигналов управления, изменяющихся по пропорционально-интегральному, пропорционально экспоненциальному, пропорциоиально-. дифференциальному, дифференциальному и другим законам.Известны аналогичные устройства, выполненые на основе запоминающих 0 бажов и переключателей. Одно иэ нихдискретный интегратор - состоит иэ двух запоминающих блоков, входы которых соединены через переключатель и переменный резистор со входом устройства, 35 а выходы их объединены через второй переменный резистор, оба вывода которого через второй переключатель соединены с выходом устройства. Запоминающие блоки выполнены на основе опера ционного усилителя, запоминающего элемента, переключателя.и резистора 1 .К недостаткам дискретного. интегратора следует отнести малое число выполняемых операций он преобразует 25 входные сигналы по интегральноиу закону и осуществляет акспоненциальное; сгла живание.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устрой стао, построенное на базе двух запоминающих блоков, каждый представляет собой операционный усилитель с подключенными к его входу запоминающему элементу и резистору, другие выводы которых соединены через переключатель с выходом усилителя. Инвертирующие входы усилителей объединены через третий переключатель и через переменный резистор соединены с входом устройства. 40 Данное устройство формирует выходной сигнал по пропорционально-.интегрально му закону,2 .Недостатком его является ограниченный набор реализуемых частотных харак теристик.Цель изобретения - расширение диапазона изменения частотной характеристики.Поставленная цель достигается тем, ф что дискретньй филер, содержащий два операционных усилителя, входы которых через первый переключатель соединены с первым выводом первого переменного резистора, второй вывод которого соедн-. %5 нен с входом фильтра, выходы первого и второго усилителей соединены с переключающими контактами соответственно второго и третьего переключателей, размыкающий контакт второго переключателя соединен через первый масштабирующий резистор,с входом первого операционного усилителя, замыкающий контакт второго переключателя через первый запоминающий элемент связан с входом первого операционного усилителя, замыкающий контакт третьего переключателя соединен через второй масштабирукеций резистор с входом второго операционно- гО усилителя р размыкающий контакт тре тьего переключателя через второй запоминающий элемент связан с входом второго операцяониого усиЛителя, второй переменный резистор, один вывод которого соединен с входом фильтра, третий переменный резистор, и датчик временных интервалов, выход которого соединен с унравлякнцими вхоцами переключателей, содержиТ четверзый и пятый переключатели, перключающий контакт четвертого переключателя соединенс вторым выводом второго переменного резистора, размыкающий контакт четвертого переключателя соединен с входом первого операционного усилителя и с замыкающим контактом первого переключателя, а замыкающий контакт - с входом второго операционного усилителя и с раэмыкающим контактом первого переклюяателя, размыкающий контакт пятого переключателя соединен с размыкающим контактом второго переюпочателя, замыкающий контакт пятого переключателя - с замыкаюцим контактом третьего переключателя, перецпочающий контакт пятого переключателя соединен с выходом фильтра, а третий переменный резистор включен между ммыкаюцим и размыкающим контактами пятого переключателя.На чертеже представлена схема дискретного фильтра еДискретный фильтр содержит датчик1 временных интервалов, переключатель2, переменные резисторы 3 и 4, переключатели 5 и 6, переменный резистор7, переключатель 8, операционный усилитель 9, масштабирующий резистор 10,запоминающий щемент 11, переключатель12, операционный усилитель 13, масштабируюцвй резистор 14, запоминающийэлемент 15.Дискретный фильтр работает следующим Образом,При положвнии переключателей, указезщом на чертеже, с выхода усилителя9 через переключатель 8 снимаетсяЭ 1020 сумма УИ ) текущего входного сигнала Х( Ь ) и сигнала, записанного в запоминаю щем элементе 11 на предыдущем такте.Запоминакзцнй элемент 15 находится в .режиме записи, он фиксирует сумму текущего южного сигнала, постушцощвго через резнстор 4, и сигнала У(Ь), поступающего через резисторы 7 и 14 на вход усилителя 13.По команде датчика 1 роли усилителей 1 О , 9 и 13, ; Ь также запоминающих элементов 11 и 15 меняются.В результате при нулевых начальных усповиях фильтр реализует алгоритмС+)=-КХ,(,)+(К-КК )где20, 110 И 40 Яо К Ф Ъ 4 Йф 10 В зависимости от соотношения коэффи циентов К К, и К фильтрующие свойстав меняются.Прик 1;К У К -вороесла гаемое, как и первое, отрицательно. К текущему значению входного сигнала на и-м шаге прибавляются значения вход 30 ных сигналов на ишагах. Устройство преобразует входные сигналы по пропорционапьно-интегральному закону.При К щ 1; К, К- второе слагае-мое равно нулю. Устройство работает в режиме пропорционального звена,При К" 1; КК - иэ текущего значения входного сигнапа вычитается сумма предыдуших значений. Устройств 40 преобразует сигналы по пропорционально- интегральному закону, приием интегральная составляющая имеет противоположный;1,знакеаПри ОСХ с 1; К 7 К и Кр - - 45 второе слагаемое отрицательно, К текущему значению входного сигнала прибавляется сумма предыдущих значений, убывающих по величине. Устройство реализует50 пропорционально-експоненциальное сглаживание. К 2.При К 1; К 1)К и К К-второе слагаемое равно нулю. Устройствовыроящается в пропорциональное звено.При К, 1; К К и Кф - втоЪрое слагаемое положительно. Оно представляет собой убывающую геометрическую прогрессию со знаменателем К .Из текущего значения входного сигнапавычитаются убывающие по вепичинеепредыдущие значенияВ этом случаеустройство преобразует сигналы по пропорционально-дифференциальному законус замедлением,При Кс 1; К, - К - второе слагаемое положительно, фильтр дифферен,цирует с замедлением входной сигнал,При К1; КК - второе слагаемое положительно и вычитается оно изтекущего значения с большим удельнымвесом, чем в предыдущем случае, результатом чего является изменение знака выходного сигнапа на противоположный. Операция напоминает пропорционально-дифференциальное преобразование сзамедлением, причем в установившемсярежиме пропорциональная составляюцеяимеет другой знак.При КО (сопротивление резистора7.фее) формула (1) преобразуется к видуи( )= "и + й Х и- , (22тогда при К 7 К 2 устройство формируетсигнал по пропорционально-дифференциальному закону.При К О; К= К 2, фильтр осуществляет дифференцирование в дискретной форме,Постоянная времени интегрированияи замедления устройства определяетсясоотношением коэффициентов К , К д,К. и частотой срабатывания датчика временных интервалов 1.Дискретный фильтр обладает значительно большими функционапьными воэможносяями, чем устройство-прототип,что и определяет технико-экономическийэффект от исцопьэования изобретения.1029186 Составитель Г. ОсипПарфенова Техред Т.Маточка Редак тор Г. Реаетник Заказ 4981/47Тираж 706 ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий 113035,Москва,Ж 35, Раушская насдписССР илиап ППП фПатентф, г. Ужгорорул. Проектнаа