Устройство для контроля цифровых нерекурсивных фильтров

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Н 17 06 Н 04 В 346 5 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНА ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 0 Бюл.24 й политехницес )в и А. И. Влас 62.372.543088 свидетельство Н 03 Н 17/06,ии институтюк 8)СССРН 04 В 3/46 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЦИФРОВЪХ НЕРЕКУРСИВНЫХ ФИЛЬТРОВ (57) Изобретение относится к системам контроля. Пель изобретения - расширение функциональных возможностей. Устр-во держит умножитель 1, накапливаюьций сумматор 2, блоки сравнения 3 и 4, л-ты 1 5 и о, эл-т запрета 7, блок обнаружения 8 отказов, дешифратор 9, сцетцик 1 О и цифровой нерекурсивнь.й фильтр 11. Пель достиь аеься путем обеспечения контроля цифровых нерекурсивных фильтров с носледовательнь;м н; коплением выходных отсчетов с помощьк) введенных эл-та И 6 и блока сравнения 4. Устр-во по п.п. 2 и 3 ф-лы отлицается выполнением блока обнаружения 8 отказов н нзкапливаюьцего сумматора 2. Даны пх нл.2 з п ф 1 ы 3 ивИзобретение относится к системам контроля и может быть использовано для контроля цифровых нерекурсивных фильтров.Цель изобретения расширение функциональных возможностей путем обеспечения контроля цифровых нерекурсивных фильтров с последовательным накоплением выходных отсчетов.На фиг. 1 представлена электрическая структурная схема устройства для контроля цифровых нерекурсивных фильтров сов местно с контролируемым цифровым нерекурсивным фильтром; на фиг. 2 - схема блока обнаружения отказов; на фиг. 3 схема накапливающего сумматора.Устройство для контроля цифровых не- рекурсивных фильтров (фиг. 1) содержит15 умножитель 1, накапливающий сумматор 2, первый и второй блоки 3, 4 сравнения, первый и второй элементы И 5, 6, элемент запрета 7, блок 8 обнаружения отказов, дешифратор 9, счетчик 1 О.20Цифровой нерекурсивный фильтр1 содержит накапливающий сумматор 12, коммугатор3, регистр 14 сдвига, умножитель 15, счетчик 16, дешифратор7, блок 8 памяти коэффициентов, тактовый вход 19, информационный вход 20, сигнальный выход 21, так товый выход 22, выход 23 номера такта, выход 24 коэффициентов и выход 25 состояния цифрового нерекурсивного фильтра.Блок 8 обнаружения отказов (фиг. 2) содержит счетчик 26, первый и второй элементы запрета 27, 28, реверсивный счетчик 29 и дешифратор 30.Накапливающий сумматор 2 (12) (фиг. 3) содержит комбинационный сумматор 31, регистр 32, блок 33 элементов запрета.Устройство для контроля цифровых не- рекурсивных фильтров совместно с контролируемым цифровым фильтром работает сле.дующим образом.В начале каждого цикла формирования очередного выходного отсчетасчетчик 16, который организован как счетчик по моду лю М+1 (М - порядок цифрового нерекурсивного фильтра), устанавливается в нулевое состояние. Вследствие этого на выходе дешифратора 7, являющимся дешифратором нуля, появляется импульс с длительностью, равной периоду тактового сигнала. 45 Этот импульс, поступая на управляющий вход коммутатора 13, переводит его в режим коммутации сигнала с информационного входа 20 на вход регистра 14 сдвига.В начале каждого цикла вычисления в накапливающем сумматоре 12 хранится значение выходного сигнала У, которое было сформировано в предыдущем цикле вычисления. Поэтому импульсом, поступающим с выхода дешифратора 17 на управляющий вход накапливающего сумматора2, в последнем блокируется передача числа У с выхода регистра 32 на вход комбинационного сумматора 31, на другой вход которого в этот момент времени с выхода умножителя 15 поступает произведение (п - м) -го выходного отсчета на м-й коэффициент фильтрации х а, которое проходит без изменения на вход регистра 32 накапливающего сумматора 12, куда и записывается с приходом следующего тактового импульса, поступающего с входа 19. Таким образом, начинается формирование очередного и-го выходного отсчета. Затем сигнал с выхода дешифратора 17 переводит коммутатор 13 в режим коммутации сигнала с выхода регистра 14 сдвига на его же вход и разрешает прохождение сигнала с выхода регистра 14 на вход комбинационного сумматора 31 накапливающего сумматора 12.В течение следующих М тактов к содержимому накапливающего сумматора 12 пос. ледовательно прибавляются произведения хапричемизменяется от (М -1) до О. В конце (М+1) -го такта каждого цикла вычисления на выходе комбинационного сумматора 31 накапливающего сумматора 12 формируется суммаНх,а-окоторая в первом такте следующего цикла вычисления записывается в накапливающий сумматор2 и оттуда поступает на сигналь. ный выход 21 цифрового нерекурсивного фильтра 11,В течение (М+1)-го цикла вычисления выходных отсчетов осуществляется цикл контроля. Начало каждого цикла контроля определяется нулевым состоянием счегчики 1 О, являющимся счетчиком циклов (единичным импульсом на выходе дешифратора 9, являющимся дешифратором нуля).Контроль осуществляется путем накопления в накапливакщем сумматоре 2 одного выходного отсчета за (М+1) цикл вычисления одного выходного отсчета и дальнейшего сравнения содержимого накапливающих сумматоров 12 и 2.Рассмотрим процесс формирования кон. трольного выходного отсчета. Для определенности условимся, что формирование контрольного отсчета начинается в момент времени, когда на информационном входе 20 присутствует входной сигнал х. В этом случае в накапливающем сумматоре 2 будет формироваться (п+м)-й выходной отсче. Процесс накопления значения выходного отсчета в накапливающем сумматоре 2 полностью аналогичен процессу накопления выходного отсчета в накапливающем сумматоре 12 фильтра. Управление работой накапливающего сумматора 2 осуществляется сигналом с выхода дешифратора 9. Тактирование записи информации в накапливающий сумматор 2 осуществляется импульсом с выхода второго блока 4 сравнения, который производит сравнение состояний счетчика 16 тактов и счетчика 10. Во время первого цикла20 мул+щ =Хл+алт-щи 55 вычисления каждого цикла контроля сигнал на выходе второго блока 4 сравнения появляется в первом такте вычисления. В это время под управлением кода с выхода счетчика 16, поступающего на адресный вход блока 18 памяти коэффициентов, из последнего производится считывание коэффициента а, который в умножителе 1 умножается на знацение теку щего входного отсчета хл. В конце первого такта первого цикла выцисления произведение хлазаписывается в накапливакгций сумматор 2. Значение хл, записанное в регистр 14 сдвига в первом такте (и+м)-го цикла вычисления, в умно- жителе 5 будет также умножаться на коэф фициент а, а с произведения ллав накапливакшем сумматоре 12 начнется формирование (и+м) -и выходного отсчета.Во втором такте второго цикла вычисления произведение входного отсчета хлна коэффициент а,л, приплксовывается к содержимому накапливающего сумматора 2. А во втором такте (п+м) -го цикла вычисления это же произведение х+а,будет приплю. совано к содержимому накапливающего сумматора 12. Таким образом в конце (и+м)-го цикла вычисления на выходах комоинационных сумматоров 31 накапливающих сумматоров2 и 2 будет сформирована одна и та же сумма, определяющая значение (и+м) -го выходного отсчета. Значения записываются в накапливающие сумматоры 2 и 2 в начале первого так. та первого цикла вычисления следующего цикла контроля и одновременно присутствуют на их выходах в тецение этого такта.Если в процессе работы в результате сбоя или отказа в одном из накапливающих сумматоров 12 или 2 или в обоих сразу будет сформирован неверный результат, то на выходе первого блока 3 сравнения, работа которого разрешается в первом такте первого цикла вычисления импульсом, сформированным в элементе И 6 и элементе запрета 7, появится импульс, сигнализирующий о неверном результате вычисления. Этот импульс поступает на блок 8 обнаружения отказов. Блок 8 обнаружения отказов предназначен для того, чтобы единичные сбои, возникающие при работе нерекурсивного цифрового фильтра 11, не воспринимались как его отказ. В исходном состоянии в реверсивный счетчик 29 записан ноль, Импульсные сигналы, которые появляются на входе блока 8 в случае устойчивого отказа или в случае сбоя, через первыи элемент запрета 27 поступают на суммарный вход реверсивного счетчика 29, содержимое которого при этом увеличивается на единицу. Учитывая, что вероятностный период появления импульсов на выходе первого блока 3 сравнения, вызванных сбоями, во много раз больше вероятностного 1 О 5 25 30 35 40 45 периода появления импульсов, вызванных от казом (практически один импульс в каждом цикле контроля), то на вычитающий вход реверсивного счетчика 29 через второй элемент запрета 28 поступают импульсы усред пения с периодом ТлтТ(Тл, где Т - период следования импульсов у среднения; Т - вероятностный период возникновения импульсов на выходе первого блэка 3 сравнения вследствие отказа; Тсл - аналогичный период вследствие сбоя. На практике наиболее приемлемый период следования импульсов Тз следует выбирать из соотношения т,т: тт;.Таким образом, если реверсивный счет.ик 29 изменяет свое состояние под действием импульсов, вызванных единнчнымн сбоями, то импульсы церез второй эле,ен 1 запрета 28 установят реверсивный счетц к 2 ч вновь в нулевое состояние. Код нуля с вы. хола реверсивного счегчика 29 поступает па вход дешифратора 30 и на его втором выходе появляется единичный потенциал, который, поступая на инверсный вход второго эле мента запрета 28, запрещает прохождение импульсов на вычитаюшнй вход реверсивного счетчика 29. Этим предотвращается его отрицательное переполнение.В случае, если реверсивный счетчик 29 изменяет свое состояние под действием импульсов с выхода первого блока 3 сравнения, .онвление которых обусловлено,тказом какого-либо блока цифрового нерекурсивного фильтра 11, то, несмотря на поступаю. шие на вычитаюший влод реверсивного счет чика 29 импульсы усреднения, цисло, содержащееся в реверсивном счетчике 29, будет увеличиваться. Это связано с тем, что частота импульсов, поступающая на суммирующий вход реверсивного счетчика 29, больше частоты импульсов, поступающих на егэ вычитающий вход. Заполнение реверсивного счетчика 29 приведет к появлению единичного потенциала "а выходе его старшего разряда, что будет сигнализировать об отказе цифрового нерекурснвного фильтра 11.Учитывая, что накопление информации в накапливающих сумматорах 12 и 2 производится по двум независимым трактам, выход из строя любого блока, принимающего участие в вычислении, приведет к несовпадению в момент контроля значений сигналов на выходах накапливаюгцих сумматоров 12 и 2.Формула изобретения 1. Устройство для контроля цифровых нерекурсивных фильтров, содержащее последовательно соединенные умножитель, вход которого явл яется входом для подкл юце ни я к информационному входу цифрового нерекурсивного фильтра, накапливающий сумматор, первый блок сравнения и блок обнаружения отказов, выход которого является выходом устройства для контроля цифровых(. ( та н 31( рл 111 и рк ЗВги илч и) ( и (:(:(,11 ри (и нерекурсивных фильтров, нослеловательно соединенные счетчик и дешифратор, а также первый элемент И и элемент запрета, инверсный вход которого объединен с первым вхолом первого элемента И и является вхолом подключения тактового сигнала цифро- ВОГО НЕРЕКУРСИВНОГО фИЛЬтРа, ОтитициК)ЩЕЕСЯ тем, что, с целью расширения функциональных Возможностей путем обеспечения контроля цифровых нерекурсивных фильтров с последовательным накоплением выходных От- О счетов, введены второй элемент И и второй блок сравнения, первый вход которого соеЛинен с выхоЛом счетчика, второй вход является входом подключения сигнала к выхолу номера такта цифрового нерекурсивного фильтра, управ;Яюций вход объелинен с первым вхолом первого элемента И, а выход соелинен с тактовым входом накапливаю(цего сумматора, управляюций вход которого обьединен с первым входом второго э.;ел(ен. та И и сое;1 инен с выхолом лешифратора, 20 нри этом вн)л счетчика является вхолом номера такта цифрового нерекурсивного фильтра, второй вхол умножителя является вхолом лля иолключения к вхолу коэффицнен- тОВ цифрового нерекурсивного фильтры, Второй вхол второго элемента 11 является вхо;10 м ИОЛк.к)ч(.ни я си Гнала сост 053 ни я цифрового нерекурсивного фильтра, нрямой Вхол элемента запрета И)включен к вхолу второго э.ементз И, з выход соединен с унрзвляк)гцим вхолом первого блока сравнения, Второй сиги(3,1 ьныи Вхол которого являтс 5 входом ноЛключения выходного сигнала цифрового нерекурсивного фильтра, второй вход первогз элемента И соединен с выходом второго элемента И, а выход соелинен с вто. рым вхолом блока обнаружения отказов.2. Устройство по и. 1, отличиющеесч тем, что блок Обнаружения отказов содержит последовательно соединенные реверсивный счетчик и (ен)ифратор, первый элемент запрета, инверсный вход которого соелинен с первым выходом дешифратора, прямой вход является первым входом блока обнаружения отказов, а выхол соединен с суммируюгцим вхолом р(версивного счетчика, выход стариего разряда которого является выходом блока обнаружения Отказов, а также нослеловательно соединенные счетчик, вхол кото. рого является Вторым входом блока обнаружения отказов, и второй элемент занретз, инверсный Вход которого сое 131 нен с вторым выходо дешифрато)а, а Выхол сое;1 инен с ВычитаюНнм входом рев(рсивного ( четчикз.3 Устройство но н. 1, Отличии)щсэч ем, что накзнливак)н 1 ий сумматор солерж)(тОслеловательно соединенные блок Зле ме 13ОВ запрета, инверсный вхол которого является унрзвляк)цим вхолом нзкан.(ивзюн(его суммзп)ра, комбинационный сумматор, Второй вхол которого является сигнальным вхолом накз 1 Яиваюшего сх 3 ЗТО 1 та. и регистр, такго 3 ь Й Вхол которого 51 вл яется тактовым Вхо. ;10 м н(3 ка н. и Вз к) н 1(1 О (х х м зтор(3, (1 БылО, (О(Л(нен ( 1 рЯмым ВОЛОМ б.ок 3 элен ГО 3 занретз.3 нлич изиб 1 н нии н лртийн (.;(и н;(б, )(, Ч 5 и г У к)рл. ( 1 р(и.л(н:(и, 4