Цифровой фильтр а. п. шувалова

ОЛИСАНЙЕ.ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскид Социалистическик РеспубликЗя 5 Снмое от авт, св тельства ,с1021449 Ъ 94 1, 35 Вгсц 1 Г 11," б 06 зцорцтетпубликовацо 06.11,1967. Бюллетень М 5ата опубликования описания 29.111.1967 Комитет по дезтк обретении и аткрвтий ри Совете Министров СССР. Г 1. Шувал 35 Вит ЛЪ 1 Р А. П. ШУВАЛОВА ВО для ст- мы рового стройпэисоедицецием заявки М Известны цифровые фильтры для статистической обработки низкочастотных сигналов, содержащие запоминающие устройства хранения значений сигналов, адресные ройства, счетные регистры, логические схе управления и сглаживающие устройства.Предложенный фильтр отличается от известных тем, что в нем сглаткивающее устройство содержит регистр для хранения одноименных разрядов г обрабатываемых чисел 1 со схемами передачи прямым и обратным кодом, регистр весовых коэффициентов, счетный регистр со схемой передачи прямым кодом, регистр оперативной памяти со схемой передачи прямым кодом, схему комбинационного 1 сравнения, коммутатор п трехвходовых логических схем И и и-ходовую логическую схему ИЛИ; причем выходы схемы передачи регистра разрядов подключены ко входам регистра весовых коэффициентов; выходы ре гистра весовых коэффициентов подсоединены к первым входам соответствующих схем И; ко второму и третьему входам каждой из схем И подключены прямые выходы регистра разрядов чисел и одноименные выхода коммутатора; выходы схем И соединены со входами схемы ИЛИ; выход схемы ИЛИ подключен ко входу счетного регистра, выход которого подсоединен, как и один из выходов коммутатора, к схеме комбинационного сравнения и через 3 схему передачи ко входу регистра опертТи- цой памяти; выход схемы передачи регистра ОПЕРЯТИВНОЙ ПЯМЯТЦ СОЕДИНЕН СО ВХОДОМ СЧЕТ- ного регистра; а выходы схемы комбинационного сравнения подключены к управляющим входам схем передачи регистра разрядов чисел, счетного регистра ц регистра оперативной памяти.Это повышает эффективность обработки и увеличивает быстродействие фильтра.На фиг. 1 показана блок-схема ццф фильтра; ца фиг. 2 - .сглаживающее у СТВО.Цифровой фильтр содержит Одноразрядные регистры 7 памяти для хранения значений сигналов; коммутатор 2 управления вводом и передачей схемы 3 совпадения, коммутатор 4, осуществляюний последовательное подключеше групп одноименных разрядов, сглаживающее устройство 5, соответственно, схемы совпадения 6 и соорку 7 олока считывания. хода ю клемму 3, клемму 9, на которую подают импу.7 ьсы синхронизации дл 51 3 Н 1 скя коммутяторя ц Выход 1 ю клемс 10.Измерительные значецця сцгц.7 ов поступают на вход и поочередно подаются по це;очке регистров 1. Числовые значения, хранящиеся в этих регистрах, после каждой операции передачи ц Ввода нового числя в регистр обрабятьВяютс 5 сгляжи я 1 огци1 стрсст 0:.,31 я60 65 этого коммутатор 4 подключает поочередновход сглаживающего устройства к одноименным группам разрядов регистра, начиная сгруппы старших разрядов.Сглаживающее устройство обрабатываетинформацию. После этого на одну из схемсовпадения б с соответствующим порядковымномером подается сигнал разрешения, в результате чего в момент поступления на клемму 9 очередного импульса синхронизации искомое число поступает на сборку 7 и далее навход (клемма 10) цифрового фильтра.Особенность предложенного устройства состоит в том, что при обработке случайногопроцесса определяется наиболее достоверноезначение, которое берется в качестве сглаженного значения, относящегося к центру анализируемого временного интервала. В качестведостоверного значения берется медиана, представляющая собой срединное значение рапжированного ряда анализируемой совокупностиизмерений.Использов 1 Н 1 е .;едианы в качестве статистической характеристики последовательностиизмерительных значений обеспечивает эффективное определение достоверных значений результатов измерений при наличии как отделькых сбоев, так и рассеивания измерительныхточек В некоторой области. Причем характерраспределения амплитуд сбойных зкачепий неоказывает существенного влияния ка точностьрезультатов обработки, а также на достоверную передачу различных процессов, которыемогут быть охарактеризованы как неубывающие или как всевозрастающие в том числе ипрямоугольные перепады значений амплитуд.Кроме того, обеспечиваегся возможность повышения эффективности обработки за счетувеличения длительности интервала обработки без внесения искажений в исследуемыйпроцесс,Для сокращения числа логических операцийп объема аппаратуры, находят медиану путемпоочередного анализа одноименных разрядоврассматриваемых числовых значений.Сглаживающее устройство (сх. фиг. 2) содержит ячейку регистра 11 для храпения одноименных разрядов обрабатываемых чисел;коммутатор 12, производящий опрос одноименных разрядов чисел; трехвходовые схемыИ 13, осуществляющие логическое ухпожениванализируемых разрядов на весовыс ко.ффициенты; схемы 14 - 15 совпадения: схемысборки 1 б Схеы 14, 15, 1 б образуот схемупередачи регистра разрядов), ячейку регистра17 хранения Весовых коэффициентов; регистр18 оперативной памяти, предпазпацеп:ый дляхра пения тромежу точныхза,его схему 19 передаци, предназначеккойдля Вывода чкс;Опьх .-.и,сппй пз ре:ясчра18: многовходовую схему ИЛИ 20; счетныйрегистр 21; схем., 22 и реда:и счетного ре:стра; схему 28 омбииацпокпого ср:,; пепЯ.клемму 24 передачи управления ком: ттора,входпье клеммь 2 б схемы поиска медпапы; 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 выходные клеммы 2 б схемы поиска медианы;: клемму 27 установки.Сглаживающее устройство осуществляет поочередный анализ одноименных разрядов рассматриваемой группы чисел с целью поэтапного исключения из дальнейшего рассмотрения числовых значений, не являющихся медианой, При этом результаты анализа преды. дущих разрядов учитываются при анализе последующих с помощью весовых коэффициентов, принимающих значения, равные 1 или О.Для упрощения обработки число одновременно анализируемых значений а берется нечетным,Одноименные разряды чисел, начиная со старшего, поочередно поступают с коммутатора 4 через входы 25 на регистр 11 памяти, где они хранятся до начала обработки следующей группы разрядов.При анализе каждой одноименной группы разрядов коммутатор 12 осуществляет сброс схем И 13, на которые кроме чисел, хранящихся в регистре 11, поступают также весовые коэффициенты с регистра 17, полученные в результате предшествующего анализа более старших разрядов.Равенство нулю весового коэффициента, хранящегося в каком-либо разряде регистра 17, означает, что из дальнейшего рассмотрения должно быть исключено число с порядковым номером, соответствующим номеру этого разояда. Поскольку анализ числовых значений производится, Начиная со старших разрядов, пз дальнейшего рассмотрения постепенно исключаются числа, имеющие наибольшие или наименьшие величины,В результате логического умноженпя число. вых значений группы разрядов на Весвые коэффициенты с вьхода сборки и сцетный рсгнстр 21 поступают импульсы, цисло оторых равно числу единичных значоппй, содержащихся среди этой группы разрядоп без учета разрядов числОВых значений нстОс:пьх из рассмотрения ранее.Счетный регистр 21 к кацапу апалнза- л разрядов содержат чксло Л; 1, Вырахкающее количество чисел, превосходящих по своей ве. личике медиану и имеющпх иИбогп.пие Величины.В результате аВалпза разрядов счетпый регистр содержит чгс,О. для которого вы 71 - 1 пслня 1 отся 7 с.ОВ 151:,бо . ==. - ;иООЛ,д 112 В первом сл да значение медка; ь. следуег иска 11 среди чисел,которых-- с разряды яв. ляются сдНИ 1 а. и, тах ак в этом случае общее количестО к:кбогНпхис,: ч:х значений прсвь:сит половин Обще О чпс.:1, Одпозремен О палзпруемых пз.Срсп 1 Н :тоъ ил ,1 лЯе 5 ппсО рссмо-,репк 5 до,я;пьключены числовые значения. имеющие в- е ря р е , иВо втором случае из дальнейшего рассмотрения должны быть исключены числовые значения, имеющие в 1 - м разряде единицы.С этой целью при помощи схемы 23 комбинационного сравнения производится анализ результата, хранящегося в счетном регистре.В случае Л --- схема комбинационт+12ного сравнения 28 при опросе коммутаторомт+112 выдает сигнал Л ( -- . на схемы совпаст+1дения 14, а при Л, ( --- на схемы совпагдения 15. В соответствии с этим с выходов сборок 1 б на ячейки регистра 17 прп У.т+1ностчпают прямые, а при У ( ---- инверсные коды с регистра 11.тт 1гОдновременно с опросом схем совпадений 14, 15 происходит опрос схем 22, 19, При этомт+ 1в случае Л, ( -- в регистре памяти 182производится считывание результата, находящегося ь счетном регистре 21, а в случае У.)т+1происходит считывание результатта М, -- 1 предыдущего этапа из регистра 18 в счетный регистр 21. Таким образом, к началу анализа следующий (ю+1)-й группы раз. рядов в счетном регистре хранится числот+1меньшее величины2После выдачи коммугатором 12 импульса переключения на коммутатор 4 (клемма 24) входы 25 подключаются к очередной ( + 1) -й группе одноименных разрядов, и описанный выше цикл повторяется.В конце последнего цикла ячейки регистра 17, за исключением ячейки с номером, соответствующим номеру значения, являющегося медианой, выдают потенциалы запрета как на схемы И 18, так и на схемы совпадсния б клеммы 2 б),В результате этого, г, момент прихода очеред 1 Ого импульса синхронизации эла клемму 9 искомос значение поступит на выход 10ци ррогого фильтра.Установка устройства в исходное состояниепроизводится сигналом, поступившим с кдм.5 мутатора и подаваемым на клемму 27. Предмет изобретенияЦифровой фильтр, содержащий запоминаю щие устройства для хранения значений сигналов, адресные устройства, счетные регистры, логические схемы управления и сглаживающее устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности статистиче ской обработки информации и увеличениябыстродействия, в нем сглаживающее устройство содержит регистр для хранения одноименных разрядов и обрабатываемых чисел со схемами передачи прямым и обратным ко дом, регистр весовых коэффициентов, счетныйрегистр со схемой передачи прямым кодом, регистр оперативной памяти со схемой передачи прямым кодом, схему комбинационного сравнения, коммутатор ил трехвходовых ло гических схем И и и-входовую логическуюсему ИЛИ; причем выходы схемы передачи регистра разрядов подключены ко входам регистра весовых коэффициентов; выходы регистра весовых коэффициентов подсоединены 30 к первым входам соответствующих схем И; когторому и третьему входам схем И подключены прямые выходы регистра разрядов чисел и одноименные выходы коммутатора; выходы схем И соединены со входами схемы ИЛИ, 35 выход схемы ИЛИ подключен ко входу счетного регистра, выход которого подсоединен, как и один из выходов коммутатора к схеме комбинационного сравнения и через схему передачи ко входу регистра оперативной памя ти; выход схемы передачи регистра оперативной памяти соединен со входом счетного регистра; а выходы схемы комбинациоиного сравнения подключены к управляющим входа.з схем передачи регистра разрядов чисел, 45 счетного регистра и регистра оперативноц1 а 11 я 3погргфня, пр. Сапунова,Заказ 779/12ЦНИИ П 11 Комитета нз Тираж 535 лам изобретений и открь.тий и Москва, Центр, пр, Серова, д.Подписное овете Министров ГССР