Цифровой фильтр

Сов э СоввтснииСоциалистически кРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) П рноритет 3 еударетецпв 1 квинтет СССР иа делам изабретени и открытии(72) Авторы изобретения Государ ственный научно-исследовать) ский институт машиноведения им. акад.А.А.Благонравова(54) ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР Изобретение относится к вычислительной техники и может быть исполь. зовано в цифровой измерительной аппаратуре для выделения импульсов, попадающих в полосу пропускания,верхняя граничная частота и ширина котэрой задается цифровым кодом.Известен цифровой фильтр, содержащий одновибраторы и элементы И,Недостатком этого цифрового фильтра является сложность перестройки.По основному авт,св, 1 Р 691871 известен цифровой фильтр, содержащий элемент И-НЕ, дифференцирующий элемент, одновибратор, генератор импульсов элементы И, ИЛИ и два делите 3 яя )1. Недостатком данного устройства является невозможность автоматичес 20 кого входа фильтра в режим слежения за управляющим сигналом.Цель изобретения - расширение Функциональных возможностей за счет автоматического ввода цифрового Фильтра в режим слежения.Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство дополнительно введены два компаратора, два элемента И, два регистра, два счетчика, элемент ИЛИ и формирователь пачек импульсов, первые группы входов первого и второго компараторов являются соответственно первой и второй группой входов фильтра, вторая группа входов первого компараторасоединена с выходами первого регистра и объединена с группой входов первого делителя, установочные входы первого регистра соединены с выходами первого счетчика, счетный вход которого соединен с вычитающим входом второго счетчика и выходом формирователя пачек импульсов, группа управляющих входов которого является третьей группой входов фильтра, а запускающий вход формирователя пачек импульсов соединен с выхо 3 88дом элемента И-НЕ и инверсными входами первого и второго элементов И,прямые входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго компараторов, вторая группавходов второго компаратора объединена с группой входов второго делителя и соединена с выходами второгорегистра, вспомогательный вход записикоторого объединен с входами сбросапервого регистра и первого счетчика,входом записи второго счетчика исоединен с выходом элемента ИЛИ,первый вход которого является управляющим входом цифрового фильтра, а второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом фиксации переполнения второгоделителя, выходы второго счетчикасоединены с входами установки второго регистра, входы записи. первого ивторого регистров соединены с выходами соответственно первого и второгоэлементов И, а входы установки второго счетчика являются четвертой группой входов фильтра,На чертеже изображена блок-схемапредлагаемоего Фильтра,Цифровой Фильтр содержит элементИ-НЕ 1, дифференцирующий элемент 2,одновибратор 3, генератор импульсов4, элементы И 5-7, ИЛИ 8, делители9,10, компараторы 11,12, элементыИ 13,14, регистры 15,16, счетчики17,18, формирователь пачек импульсов19, элемент ИЛИ 20, вход 21 фильтра,выход Фильтра 22, группы входов фильтра 23-25 , управлякщий вход 26, группа входов 27 фильтра.Цифровой фильтр работает следующим образом,В начальный момент работы Фильтрана группу входов 23 подается код,определяющий верхнюю граничную частоту, на группу входов 24 подаетсякод, определяющий заданнуюполосупропускания, на группу входов 25,подается код, определяющий заданную скорость входа фильтра вустановившийся режим, на группу входов 27 подается код, определяющийнижнюю граничную частоту допустимойчастоты прихода входных сигналов.Для начала работы на вход 26 по-дается запускакнций импульс, которыйобеспечивает сброс регистра 15, запись в регистр 16 и сброс счетчика17, а также запись в счетчик 18 кода, определяющего нижнюю граничнуючастоту. Импульсы с генератора 41986 51 О 15 на входе 21, дифференцирующий элемент формирует иэ этого сигнала импульс, который через элемент И-НЕ про. ходит на выход 22 фильтра. Этот импульс проходит через элементы 13,14 на входы записи регистров 15 и 16, а также запускает формирователь импульсов 19,.на выходе которого Формируется серия импульсов, которые суммируются счетчиком 17 и вычитаются из кода, записанного в счетчик 18, Новые коды, сформированные в счетчиках 18 и 1 записываются в регистры 16 и 15 . Таким образом, если в начальный момент код, записанный в счетчик 17 и регистр 15, определяющий верхнюю граничную частоту, равен нулю, что соответствует бесконечно большой верхней граничной частоте, а код, записанный в регистре 16, и счетчик 18 определяют полосу пропускания равную в начальный момент нижней границе полосы пропускания, т.е. максимальному разреженному периода прихода входных сигналов,По мере прихода входных сигналов происходит заполнение счетчика 17 и уменьшение кода, записанного в счетчик 18. Коды из этих счетчиков переписываются в регистры соответственно 15 и 16 до тех пор, пока не сравняются с кодамл, определяющими верх. нюю граничную частоту и полосу про; ,пускания и поданными на входы 23 и 24, При совпадении кодов компаратора 11 и 12 вырабатывают на выходах сигналы, которые обеспечивают блокировку соответствующих элементов 13 или 14 и, следовательно, дальнейшее изменение кодов в регистрах, В этом случае цифровой фильтр переходдит в установившийся режим работы,го г 5 30 35 40 45 50 55 поступают через элемент И 5 на счетный вход делителя 9, Так как науправляющих входах этого делителянулевой код, подаваемый с регистра15, то первый же импульс вызывает навыходе этого счетчика появление единичного потенциала, что,в свою очередь, обеспечивает формирование одно.вибратором 3 импульса, который сбрасывает делитель 1 О, что вызывает появление на его инверсном выходе единичного потенциала, После этого,делитель 1 О начинает заполняться импульсами, поступающими от генератора4 через элемент И 6 на вход этого делителя. Если во время заполнения делителя 1 О появляется входной сигнал881986 При этом на управляющих входах делителей 9 и 10 заданы коды, определяющие верхнюю граничную частоту иполосу пропускания, Входной сигнал,поданный на вход 21, преобразуетсядифференцирующнм элементом 2 в импульс, проходящий через элемент И7, элемент ИЛИ 8 и обнуляющий делитель 9, на прямом выходе которогоустанавливается нулевой потенциал, 10а единичный потенциал инверсного выхода, поступая на вход элемента И5 разрешает прохождение импульсов отгенератора импульсов 4 на счетныйвход делителя 9, после его заполненняеНа прямом выходе делителя 9 появляется единичный потенциал. Приэтом запускается одновибратор 3, выходной импульс которого обнуляет делитель 1 О, на инверсном выходе которого устанавливается единичный потенциал. Если теперь на вход 21 поступает входной сигнал, он пропускаетсяцифровым фильтром, сбрасывая при этомделитель 9 в состояние нуль. Наличиеединичного потенциала на инверсномвыходе делителя 10, разрешающее про".хождение импульсов от генератора импульсов 4 через элемент И 6 на счетный вход делителя 10, продолжаетсядо заполнения этого делителя,Таким образом, цифровой Фильтрпропускает импульсы с частотой отт,к,+ ктдо Если в течение е35времени валалнеюя делителя 1 О навходе 21 не появляется входной сигнал,то по истечении этого времени навыходе переполнения делителя 10 появляется сигнал переполнения, который,40проходя через элемент 20, возвращаетустройство в исходное состояние. Вэтом случае, который возникает, например,при скачкообразном изменении фазы входного сигнала, сопровождающее45выходом устройства иэ режима слежения,начинается новая настройка с посте-.пенным уменьшением полосы пропусканиядо заданного значения. Предлагаемый цифровой Фильтр;обес 5 О печивает автоматическую привязку.интервала времени разрешения пропускания к фазе входного сигнала, т.е.автоматическое слежение эа входным сигналом, 55 6Формула изобретенияЦифровой Фильтр по авт.св. У 69871, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения Функциональных возможностей за счет автоматического ввода цифрового фильтра в режим слежения, в него дополнительно введены два компаратора, два элемента И, два регистра два счетчика, элемент ИЛИ и формирователь пачек импульсов, первые группы входов первого и второго компараторов являются соответственно первой и второй группой входов Фильтра, вторая группа входов первого компаратора соединена с выходами первого регистра и объединена с группой входов первого делите- ля, установочные входы первого регистра соединены с выходами первого счетчика, счетный вход которого соединен с вычнтающим входом второго счетчика и выходом Формирователя пачек. импульсов, группа управляющих входов которого является третьей группой входов фильтра, а запускающий вход формирователя пачек импуль-. - сов соединен с выходом элемента И-НЕ и инверсными входами первого и второго элементов И, прямые входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго компараторов, вторая группа входов второго компаратора объединена с группой входов второго делителя и соединена с выходами втого регистра, вспомогательный вход записи которого объединен с входамисброса первого регистра и первогосчетчика, входом записи второго счетчика и соединен с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого являетсяуправляющим входом цифрового Фильтра,а второй вход элемента ИЛИ соединенс выходом Фиксации переполнения второЭго делителя, выходы второго счетчикасоединены с входами установки второго регистра, входы записи Первого ивторого регистра соединены с выходами соответственно первого и второгоэлементов И, а входы установки второго счетчика являются четвертой груп"пой входов фильтра.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 691871, кл. 6 06 Р 15/36, 1977.Пономаренко о ении Рауш Патент Заказ 9997/85 Тираж 991 ВНИИПИ Государственно по делам изобре 13035, Москва, Ж"35, одписноетета СССРоткрытийая наб д. Ужгород, ул. Проектна