Сглаживающее устройство

(45) Дата опубликования описания 11.05.78 1).1.Кл. Н 04 В 15,00й 06 С l/48 Гасударственные комитет Совета Министров СССР УДЫ 681.3(088.8 во делам изобретени и открытий) Авторы изобретени Б ин и Н. Н. Завалпй 1) Заявитель 54) СГЛАЖИВАЮЩЕЕ УСТРОИС Изобретение относится техчнке и системам автом чено для выделения .поле няющегося сигнала, смеша тонной помехой.Сглаживающие устро 1 полезный низкочастотный 1 ельной чазнао мекоча с 5 к вьгчислит тики и .прелного медленн ного с высо гранинноп часто к сто и кажениюЦелью нзобр точ.1 сстп вОсвгзо ля 1 ощей зхедног. полезчо; спг ила, то ест стения является повышение ззедения полезной состазсн;нала. тва, выделяющие сигнал, известнь к классу линеиграторы разлтличи периается аваее пее.нию 30 днако прототипульсаций выходысокочастотнойе число раз в перблоком упразлеа уореднения и характеризуе ого сипнала помехи не у иод усредне ния. Увелтгч ризодит к тся н ем од. цел мы 1 рио, е:ликладьгв ния, зад ение ж уменьш альная электрич на на фиг. 1, с и 2, блок паемк сравнения 5, ения 7, блок опт елокор Одни из них, относящиесяиых фильтров, содержат интенысх тидов 1.Их недостатксм язляется существенное з ряде случаез искажение полезной составляющей входного сигнала, обусловленное инерционностью фильтра. 15Наиболее близким техничесосим решением язляется сглаживающее устройство, содержащее дза полключеггных к входу уст 1 ройства блока усредсчения, выходы которых соединены с соотзетстзующими в.содами блока памяти, и 20 блок у. - .давления, соответствующие выходы хотзрого сзязаны с управляющими входамп блоков усретнения и блока памяти 21. Для этого "стригстзо дополнительно содержит блох одредсления звака производной, подключенный,к входу устройства, блок сравнения, входы которого подключены,к входу н выходу устройства, нуль-орган, запоминаю:ций элемент, злемент совпадения и элемечт антисоздадения, причем выход блока определевия знака производной соедгвнен через запоминающий элемент и непосредственно с соответствующнсан входами элемента антисовпадевня, выход которого подключен к одному из зходоз элемента совпадения, другой вход которого через нуль-орган связан с,выходом блока сравнения, выход элемента совпадения подключен к управляющим входам блока упра 1 вленпя и запогиинающего элемента, а управляющий вход элемента антисовпадения связав с соответствующим выходом блоха управления.Устрой тво, функцион еская схема котсрого ;приведе одержит блоки усреднения 1 ятп .с,упразднения 4, бло нульн , элегиент совпад рече10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ЛгцИЯ 312 к 2 роиззг.цой 8, 32 ПОМИЧЯ 10 щцЙэлемент 9, элемент аитисовпадгния 10.Устрэиство работает следующи 1 м образом.Входной сигнал,поступает на блоки усреднения 1 и 2, а также ня блок сравнеция 5 иол"к сглредленин знака производной 8. В момонт включения устройства выходные сигналы блоков усреднения 1 и 2 и блока памяти8 равны нулю.В момент зключения блок управления 4выдает команду на блскк усреднения 1 кэторыи на 1 пнает усреднение зхсдного сигнала,Кроме того, олэк управления 4 выдает команду на управляющий вход элемента 10, по которОЙ тот вь 1 рйоятькзяет пэстоягцыЙ сцгця;1 цяэлемент с"1-:падения 7, незазцсцмэ от знакапроизводной,зходцого сигнала.Ксманда ня прекрящец 1 е усрсдцегп 1 я,Оброс старого значеня и начало нового усреднения в блокк усреднения 1, я также;командаВ бЛОК Пакяятц 3 На За 1 ПОМИНаНИЕ ВЫХОДНОГОзцячеьчия блока уоредчения 1 непосредственноперед соросом вырабатываются блоком управления 4 в мсмгнт второго импульса с цульоргана б, Эти иипульсы поступают непосредственно в момент изменения знака 1 входцогосигнала, Определяемые блоком сравнения 5,через элемент созпадец 11 й 7. Если высскочасто 11 ная помеха отчосительцо мала 11 ее ямплцту:а мсцьие асоолютноц зелцчиць 1 по;1 езцоцсоставляющей, то импульсы нуль-органом б нсВырабаты)ВЯотся. Если два иьппульса це поступили на блок управления 4 в течение времениТ с момента включения, то в момент 1 = Тблок управления 4 сям выдает команды вблок усредцеиия 1 и блок памяти 3, на запоминание старого значения, сброс и начало нового усреднения. О,ъноз 1 рг 1 менцо подаетсякоманда на управляющцй вход элемента анти 1 сов 1 падения,(0, по которой сипнал на еговыходе,псявляется лишь в случае протизо 1 положных знаков сигналов на его входах.Команда на включение блока усреднения 2зырабатывается блоком управления 4 в моментпервого после,вклочения вмлульса с элемента, совпадения 7, если этот им 1 пульс поступил в течение времени Т 12 с момента включения, или же непосредственно,в момент 1= Т 12КО 1 манда на сброс старого значения блокаусреднения 2 и начало нового усре 1 днения выра 1 баты 1 вается блоко 1 м управления 4 в моментпоступления гипульса с элемента сов 1 падения7, следующего после выдачи аналогичнойкоманды на блок усреднения 2, но не позднеечем через Т/2 после этой 1 команды,ТЯ 1 кю образом, после вкдккчения устройст 1 во мажет работать в двух режимах, в зязисимости от соотношения помехи в:полезнойсоста 1 вляющей 1 з входном сигнале. Если Ямплиту 1 да помехи чала, то предложгцчое устройство сначала ра 1 ботает аналогично известному устровству с постоянным перисдом диСиретиза 1 ции Т. Если же помеха достаточновелика и входной сигнал успевает за время Тиз 1 менить знак хотя бы д 1 ва раза, то режущим раооты отличается от устацовившег:ся лишь тгм, что сигнал о знаке производной с блока определения знака производной 8 не пропускается на элемент совладения 7 элементом ант.1 сс:21 адгц:1 я 10, котс 1 рый вне зази-цмости от этого сигнала выдает;12 схему сэвпадений 7 цостэяцный сикгцал, разрешающий прохсждецие импульсов с нуль-органа б на блэк управле,-:ия 4.Пр 1 мгдлоцно меняющейся полезной составляющей входного сигнала выходной сигнал гзо зязершекции одного-вух интервалов усре,:цгния. с момента вкл 1 оче;.Ия становится до:таточцо близ" к к полезной составляющей, ;1 устройство начинает работать в установившс,м."я режиме.Этот ргжим характеризуется тем, что в момент равенства входного и выходного сигналоз сигнал с,блока сравцеция 5 равен, нулю, и нуль-с 1 рга 115,зыдаст ца вход элемента совпадения 7,импульс. Блок определения знака произпод:1 ой 8 определяет при этом знак производной входного сик нала, ц вырабатываемый цм сигнал поступает на один цз входов элемента ацтис:впадения О, сра,з:1 и,загтся там с сигналом с запоминающего элемента 9. Этот последний сигнал предстазляет собой знак производной, заглсяцецный з мсмент вь дачи элемента созпядециЙ 7 .ргдыгущегэ 1.юлулься 3 блок угьразлсиия 4. Если задержанный и текущий знаки произзодной входного сигнала различны, то элгмг 11 т 211 тц:овладения 10 выдает на элемент соз;1 адеция 7 сигнал. При налцчц 11 сигналов на сбонх входах элемента совпадения 7 управля 1 ощий импульс постулает на вход блока управления 4. По этому импульсу блок управления 4 вырабатьпзает команды, в соответствии с которыми блоки усреднения 1 и 2 пооке 1 ре 1 дно производят сброс прежнего значения и цачицают нэвое усреднгцие входного сигнала. Одновременно по каждому импульсу с элемента совпадения 7 заломинающий элемент 9 сбрасьвает прежнее и запоминает новое значение сггнзла с выхода блока оп 1 ределения знака производной 8.ТЯ 1 ким образом, в,предложенном устройстве происходит настройка на дискретно изменяющийся период высокоча 1 стотной помехи, в результате чего изменение, выходного сигнала произойдет лишь при изменении полезной, медленно меняющейся составляющей. Если, полезная составляющая постоянна, то выходной сигнал будет также постоянчым в установившемся режиме, независимо от ам,плитуды и частоты высокочастотной составляющей. П 1 ри этом период дискретизяции, равный интервалу усреднения, будет равен периозу высоко 1 чъстотной составляющей.Величина засаздьввания выходного сипнала зависит от леркиода высо 1 кочастотной помехи,При,постоянной частоте помехи величина запаздывания составляет т 1 ри четверти ее периода.эффективность применения предложенного устрокства по сравнению с известным иллюстрируется фиг, 2. Кривая 1 соответствует вхолнсму сигналу, содержащему мелленно мс няющуюся полезную составляющую и помеху 5 постоянной амплитуды.Кривая 2 показывает изменение во времени полезной составляющей, кривая 3 - выходной сигнал лля известного усвройства с заданным периодом дискретизации, кривая 4 - О выходной сигнал предложенного устройства. Кривые 3 и 4 посгроены для установившегося р е жом а,р а боты.Сравнение указанных кривых показывает преимущество предложенного устройства. За висимость периода дискретизации от периода помехи обеспечивает повышение качества сглаживания и уменьшение запаздывания до минимально возможного. Применение предложенного устройства в автоматических системах, полверженных воздействию помех, позволит повысить их точность и бь 1 стродействие.Формула изобретения25Сглаживающее устроЙствс, солержацее два подключенных к входу устройства блока усреднения, выходы которых соединены с соотвегствующими входами блока .памяти, и блок управления, соответствующие выходы которого связаны с управляющими входами б ч",коз усрелнечня и блока памяти, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности воспроизведения полезной составляю;цей вхсдного сигнала, устройство дополните чьно содержит блок определения зчака,производной, подключенный к входу устройсгва, б 1:к сравнения, зхслы котсрогс подключены к входу и выходу устройства, нуль-орган, запоминающий элемент, элемент совпадения и элеьмечт антисовпаления, причем выход блока определения значка пропзволной соединен через запсминаощцй элемент ц непо-релственно с соответсгвующимц вхоламц элемента анти:сзпалелия, выход кстсрогс:пслклочен к олн:,м цз входов элемента созпаления, другой вхол которого через нуль-орган связан с зыхолсм блока сравнения, выход элемента совпадения пслклочен к управляющим входам блока управления и запомцнающего элемента, а у,разляющцй зхсл элемента антисовпалення связан с соответствующим выходом блока 1 л);1,злечгя 11 стсчнцкц информации, принятые во знцмачце прц экспертизе:1. Бесскерскцй В. А. Динамический синтез систем азтом атического регулирования, М, Нау 1 ка, 970, с. 335.2. Азтс адское свцлетельство СССР301713, кл. 6 06 Ст 7,8, 969 (прототип.60183. Составитель Г. ОсиповТехред И, Рыбкина Редактор Л. Бабич Корректор В, Гутман Г одп ясное Тип. Харьк. фил. Пред. Патент Заказ 119/209 Изд. ЪЪ 126 Тираж 811 НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Лтосква, Ж.35, Раушская наб., д, 4/5