Цифровой фильтр

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯХ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ рц 742949(5)М. Кл. 606 Г 15/34 с присоединением заявки Мо Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(7) Заявитель 54) ЦИфрОВОй фИЛЬтр Изобретение относится к средствам, используемым в .системах автоматического управления, и можетбыть реализовано на основе элементов цифровых вычислительных устройств.Известны цифровые фильтры, содержащие устройство управления, регистры, память, умножители и сумма- Оторы 11.При большом объеме вычислений,проводимых цифровым фильтром, возможно получение отдельных неверныхотсчетов выходного сигнала.Наиболее блИзким по техническсйсущности к данному изобретению является фильтр, содержащий блоки памяти,блоки умножения, сумматоры, блокдинамической памяти, блок управленияи элементы И 21 .Недостатком известного устройстваявляется недостаточная надежность цифрового фильтра за счет как случайных,так и систематических ошибок,Цель изобретения - повышение надежности цифрового фттльтра,Поставленная цель достигаетсятем, что в цифровой фильтр, содержащий блоки памяти коэффициентов, блоки умножения, блок динамической памяти,:умматоры, блок управления и элементы И, причем выход первого блока памяти коэффициентов соединен с первымвходом первого блока умножения, выходкоторого соединен с первым входомпервого сумматора, выход которогоподключен к первым входам первого,второго и третьего элементов И, выходтретьего элемента И соединен с первым входом четвертого элемента И, выход которого через блок динамическойпамяти соединен с первыми входамипятого и шестого элементов И, выходкоторого соединен со вторым входомчетвертого элемента И, выход пятогоэлемента И подключен ко второмувходу первого блока умножения и первым входам седьмого и восьмого элементов И, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И,выход восьмого элемента И соединенс первым входом второго блока умножения, второй вход которого подключенк выходу второго блока памяти коэффициентов, выход второго блока умножения соединен через второй сумматорс первыми входами девятого и десятого элементов И, выходы которого соЕди 7429490 15 20 40 45 50 55 60 иены соответственно с входо фильтра и вторым входом седьмого элемента И, выход одиннадцатого элемента И соединен со вторым входом первого сумматора и первым входом двенадцатого элемента И, второй вход которогс соединен с выходом первого элемента И, Вход первого блока памяти коэффициентов, вторые входы первого, второго, третьего, пятого, шестого, девятогф, десятого и одиннадцатого элементого И и вход второго блока памяти коэффициентов соегинены соответствующиюи выходами блока управления,второй;вход одиннадцатого элемента И . подключен к информационному входу фильтра, введены дополнительно блок умножения, блок памяти коэффициентов, сумматор и элемент И,причем.выходы седьмого и двенадцатого элементов И подключены соответственно К первым входам дополнительного блоКа умножения и дополнительного сумматора, выходы которых подклю.ены соответственно к второму входу дополнительного сумматора и первому входу дополнительного элемента И, второй вход дополнительного блока умножения соединен с выходом дополнительного блока памяти коэффициентов, выход дополнительного элемента И Подключен ко входу блока управле.ния, соответствующие выходы которого соединены со входом дополнительного блбка памяти коэффициентов и вторымвходом дополнительного элемента И,На чертеже приведена блок-схема Фильтра.Фильтр содержит блок 1 памятикоЭффициентов, блок 2 умна жения,блок3 динамической памяти, сумматор 4(параллельного типа), блок 5 умножения, блок б памяти коэффициентов,сумматор 7, дополнительный сумматор8, дополнительный блок 9 умножения,дополнительный блок 10 памяти коэфФициентов, блок 11 управления, элементы 12-24 И.Алгоритм работы фильтра описанв работе известного фильтра 2.Работа фильтра описывается системойраэностных уравнений11ЧСЦ:Е,СЦ- СЬ.Ч СМ 1 И)г И нц ЕМ = Е аЧ СК (2)1=Огде 61 - значение входного сигналафильтра, поступающего навход сумматора 4 черезэлемент 12 И,ОЩ - значение выходного сигнала на выходе сумматора 7,анЬ;г коэффициенты Фильтра,Представив (2) в виде цм=а ЧСЫ ф.СоЧОЗ) 1 п 1и подставив (1) в 3), получими юИМ =а, ИМ-.СОЧ Ч,-11)+7 О,Чс-,1,мотсюда следуетмгаа Ю охВ а нги 1= ,"Ь чСн- Мо Оо Выражение (5) дает возможность по величине выходного сигнала ОИ, полученной из соотношений (1) и (2), и известным значениям Ч Копределить значение входного сигнала Я, Сравнивая значение С с, полученное на основе реализации выражения (5), со значением СЩ, поступившим на вход фильтра, можно сделать вывод о правильности вычислений, проведенных в фильтре. Если вычисления проведены правильно, то должно выполняться условие СГ 3 = С СЗ С 6)Невыполнение равенства (б) указывает на наличие ошибки вычислений.Равенство (б) эквивалентно равенству О -а о 1-"1")Реализация равенства (7) в фильтре обеспечивает возможность контроля проводимых вычислений.В соответствии с выражением (7) на вход сумматора 8 подается сигнал суммы В ";Чъс выхода сумматора 4 и вхондной сигнал 61 Ъ 1. выхода блока 3 динамической памяти на вход блока 9 умножения подаются сигналы Ч 1 Ъ2,Ч К, ЧС 1-п 1, где они умножаются соответственно на коэффициенты а асу, а 1 ао,.",аудао у хранящиеся в блоке 10, Полученные пронине ения огнгг.1 ойга-ггоо о оаггггн - " - поогуйаюх на вход оумма: отора 8 нКроме того, на вход сумматора 8 подается с выхода сумматора 7 значение сигнала 001, умноженное в блоке 9 на коэффициент 1/ао, Сигнал суммы поданных на вход сумматора 8 сигналов поступает на бло: 11, При этом равенство нуль сигнала суммы свидетельствует о том, что вычислвния в Фильтре проведены верно. Если же в процессе вычислений были допущены ошибки, го сум.а на выходе сумматора 8.будет отличаться от нуля.Цифровой фильтр обеспечк.ает возможность эффективного контроля вычислений при существенно меньших, чем в случае использования известных методов контроля, аппаратурных и временных затрат. Формула изобретения Цифровой Фильтр, содержащий блокипамяти коэффициентов, блоки умноже 742949ния, блок динамической памяти,сумматоры, блок управления и элементы И,причем выход первого блока памятикоэффициентов соединен с первымвходом первого блока умножения,выход которого соединен с первым входом перврго сумматора, выходкоторого подключен к первым входампервого, второго и третьего элементов И, выход третьего элемента И соединен с первым входом четвертого элемента И, выход которого через блокдинамической памяти соединен с первыми входами пятого и шестого элементов И, выход которого сОединен совторым входом четвертого элемента И,выход пятого элемента И подключен ковторому входу первого блока умножения и первым входам седьмого и восьмого элементов И, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, выход восьмого элемента И 26соединен с первым входом второго блока умножения, второй вход которогоподключен к выходу второго блокапамяти коэффициентов, выход второгоблока умножения соединен через вто-25рой сумматор с и рвыми входами девятого и десятого элементов И, выходы которого соединенысоответственно с выходом фильтраи вторым входом седьмого 30элемента И, выход одиннадцатого элемента И.соединен со вторым входомпервого сумматора и первым входомдвенадцатого элемента И, второй входкоторого соединен с выходом первого 3элемента И, вход первого блока памяти коэффициентов, вторые входы пер" вого, второго, третьего, пятого,шестого, девятого, десятого и одиннадцатого элементов И и вход второгоблока памяти коэффициентов соединеныс соответствующими выходами блокауправления, второй вход одиннадцатого элемента И подключен к информационному входу фильтра, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, в фильтр введеныдополнительно блок умножения, блокпамяти коэффициентов, сумматор и элемент И, причем выходы седьмого идвенадцатого элементов И подключенысоответственно к первым входам дополнительного блока умножения и дополнительного сумматора, выходы которых подключены соответственно квторому входу дополнительного сумматора и первому входу дополнительного элемента И, второй вход дополнительного блока умножения соединенс выходом дополнителЬного блока памяти коэффициентов, выход дополнительного элемента И подключен ко входу блока управления, соответствующиевыходы которого соединены со входомдополнительного блока памяти коэффициентов и вторым входом дополнительного элемента И. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе,1. Гольденберг Л.М. и др. Цифровые фильтры. М., "Связь", 1974,рис. 6.1.2. Авторское свидетельство СССРР 465715, кл, Н 03 Н 7/10, 1975742949 Составитель НПалееваТехред И, Петко Корректо ктор П. Иакарев аказ 36 филиа П Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 Тираж 751 ЦНИИПИ Государстве по делам изобрет 113035, Москва, Ж 35, ног ний Рау Подписноекомитета СССРоткрытийкая наб д. 4/5