Управляемый фильтр

"ФюЩ"метШйфйййМкий венный всесоюзн Знамени научноой автоматизаци титут им. Серго осуда центральн следовател и Сибирски рджоникидз асного мплекс. явите ВЛЯЕМЫЙ ФИЛЬТР ий масштабный усиматор,.причем дру- .сумматоров подклюгнала постоянной ляетставза то"стные 1Изобретение относится к радиотехнике .и может быть использовано для выделения полезных низкочастотных со- ставляющих измеренных векторных сигналов.По основному авт. св, У 881082 известен управляемый Фильтр, содержащий последовательно включенные пер- . вый блок сравнения, ограничитель, первый интегратор,.выход которого со. 1 О единен с другим входом первого блокасравнения, последовательно включенные детектор знака, второй блок. срав" нения, второй интегратор и квадратор; причем вход детектора знака подключен к выходу первого блока сравнения; выход второго интегратора соединен с: вторым входом второго блока сравнения, выход квадратора подключен к дополнительному входу ограничителя через последовательно соединенные пер-. вый масштабный усилитель и первый сумматор и к дополнительному входу пер". ваго интегратора через последователь но соединенные третлитель.и второй сумгой вход каждого изчен к источнику сивеличины 1.1 .Недостатком этого фильтра яв ся низкая точность выделения со ляющих многомерного сигнала иэго, что не учитываются их совме изменения.Цель изобретения - повышение точ насти выделения составляющих многомерного. сигнала.Для достижения этой цели в известный управляемый фильтр введены последовательно соединенные дополнительный блок сравнения, дополнительный ограничитель и дополнительный интегратор, выход которого подключен к другому входу блока сравнения, последовательно соединенные первый дополнительный масштабный усилитель и первый дополнительный. сумматор, включенные между выходом квадратора и управ95926ляющим входом дополнительного ограничителя, последовательно соединенные второй дополнительный масштабный усилитель и второй дополнительный сумматор, включенные между выходом квадратора и управляющим входом дополнительного интегратора, последовательно соединенные первая линия задержки, первый умножитель, третий дополнительный сумматор и третий до полнительный масштабный усилитель, включенные между выходом детектора знака и входом второго блока сравнения,. последовательно соединенные дополнительный детектор знака, вторая 15 линия задержки и второй умножитель, включенные между выходом дополнительного блока сравнения и другим входом .третьего дополнительного сумматора, при этом второй вход первого умножи о теля подключен к выходу детектора знака, второй вход второго умножителя - к выходу дополнительного блока сравнения, а на вторые входы первого и второго дополнительных сумматоров 25 поданы сигналы постоянной величины.На чертеже представлена структурная электрическая схема управляемого фильтра для двух входных сигналов. Аналогичным образом строится фильтр зв и для большего количества сигналов.управляемый фильтр содержит блоки 1 и 2 сравнения ограничители 3 и 4, интеграторы 5 и 6, детекторы 7 и 8 знака, линии 9 и 10 задержки, умно- жители 11 и 12, сумматор 13, масштабный усилитель 14, блок .15 сравнения, интегратор 16, квадратор 17 масштабные усилители 18, 19, 20 и 21, сумматоры 22, 23, 24 и 25.На чертеже обозначено у.(С), у (С)измеренные значения первого и второго сигнала в момент времени й; у, (1),у (т.) - полезные составляющие первогоО о О 45и второго сигналов; , 5, Т,Т - сигналы постоянной велйчины.ЯРаботает управляемый фильтр следующим образом,Первый входной сигнал у (й) поступает на вход блока 1 сравнения, гдеиз него вычитается первый выходнойсигнал у (с) Фильтра, и получасмаяразность Я подается на вход ограничителя 3 и детектора 7 знака. Если 55(1) превышает величину ограничивающего напряжения ,(1) ограничителя3, то в нем происходит ограничение8 4 сигнала ,(1) до величины (1), что можно представить выражением:,1) при б 3/3.(т.) ,С) = , при - (С)С) (С)р (С) при б(е) Ь (С) где (1) - выходной сигнал ограничителя 3.Ограничитель 3 может быть реализован, например, с помощью операционного усилителя в режиме насыщения, Сиг" нал Е й) с выхода ограничителя 3 поступает на вход интегратора 5, выполненного, например, с помощью операционного усилителя с емкостной отри-. цательной обратной связью. На выходе интегратора 5 получается полезная составляющая у (с) первого сигнала, которая и поступает на первый вход Фильтра. Второй входной сигнал у (с) посту 2 пает на вход блока 2 сравнения и с помощью этого блока, ограничителя 4 и интегратора 6 преобразуется таким же образом, что и первый входной сигнал, В результате на выходе интегратора 6 получается полезная составляющая у(й) второго сигнала, которая поступает на второй выход фильтра.Остальные блоки управляемого Фильтра предназначены для взаимосвязанной адаптации величин ограничивающего напряжения ограничителей 3, 4 и постоянных времени интегрирования интеграторов 5 и 6.Поступающий с выхода блока 1 сравнения на вход детектора 7 знака сигнал (с) преобразуется по закону-1 при Й.(с)0 гдв С ( (С) - выходной он гнал двтвктора знака и подается на линию 9 за 1 держки, где он запоминается на интервал времени Г, выбираемый эксперимен - тальным путем, С выхода линии 9 задержки сигнал ,9(-Ц поступает на один из выходов умножителя 11, на другой вход которого поступает сигнал с выхода детектора 7 знака.С выхода умножителя 11 поступает сигнал г, (С) о величине знаковой автокорреляции отклонений (1) и (- -7;)в т. е,Гу (1) = 51 п 9 Я 1 С) 51 п 9 (Ф. Г)в5 9592С выхода умножителя 1 1 сигналг (1) подается на один из входов сумматора 13. На другой вход сумматора13 подается сигнал 1 (1) о величинезнаковой автокорреляции отклонений(С) и Я,2(С-Г), получаемый аналогично г (с) с помощью детектора 8знака, линии 10 задержки и умножителя 12,Сигнал о величине полученной суммы с.выхода сумматора 13 поступаетна вход масштабного усилителя 14, гдеумножается на постоянный коэффициент1/2 (на постоянный коэффициент 1/ипри числе входных сигналов и), С Ивыхода масштабного усилителя сигналидет на первый вход блока 15сравнения, в котором из него вычитается выходной сигнал интегратора 16,и полученная разность поступает на 2 овход этого же интегратора. Тем самымна выходе интегратора 16 получаетсясглаженный сигнал от масштабного усилителя 14.С выхода интегратора 16 сигнал че реэ квадратор 17, в котором он возводится в квадрат, поступает на входымасштабных усилителей 18, 19, 20 и21, где производится умножение сигнала на постоянные коэффициенты 1, 1 ЗЕй),К, К 4 . Выходной сигнал масштабйогоусилителя 18 суммируется в сумматоре22 с постоянным сигналоми постуОпает на управляющий вход ограничителя 3, задавая величину ограничивающего напряжения .Выходной сигнал маштабного усили-,теля 19 суммируется в сумматоре 23 спостоянным сигналом Т" и поступаетна управляющий вход ийтегратора 5задавая величину постоянной времениинтегрирования Т 1 (й) этого интегратора.Аналогично задаются величины ограничивающего напряжения(1) ограничителя 4 и постоянной времени интегрирования Т (с) интегратора 6.Постоянная времени интегрированияинтегратора 16, масштабные коэффициенты М, Е, Е, К, масштабных уси"лителеи, постоянные сигналы М, Т о определяются экспериментально в зависимости от свойств,полезного сигнала и помехи,68 Формула изобретения Управляемый фильтр по авт. св.У 884082, о т л и ч а ю щ и й с ятем, цто, с целью повышения точностивыделения составляющих многомерногосигнала, в него введены последовательно соединенные дополнительный блоксравнения, дополнительный ограничитель и дополнительный интегратор, выход которого подключен к другому входу блока сравнения, последовательносоединенные первый дополнительныймасштабный усилитель и первый дополнительный сумматор, включенные между выходом квадратора и управляющимвходом дополнительного ограничителя,последовательно соединенные второйдополнительный масштабный усилительи второй дополнительный сумматор,включенные между выходом квадратора .и управляющим входом дополнительного интегратора, последовательно соединенные первая линия задержки, первыйумножитель, третий дополнительныйсумматор и третий дополнительный масштабный усилитель, включенные между выходом детектора знака и входомвторого блока сравнения, последовательно соединенные дополнительный детектор знака, вторая линия задержки и второй умножитель, включенныемежду выходом дополнительного блока сравнения и другим входом третьего дополнительного сумматора, при этом второй вход первого умножителя подключен к выходу детектора знака, вто" . рой вход второго умножителя - к выхоТаким образом, настройки(й) и Т,1(с) адаптируются в зависимости и от отклонений полезной составляющей первого сигнала у(й) от его измеренного значения, и от отклонений полезной составляющей второго сигнала у (1)от его измеренных значений. Аналогично адаптируются и настройки(й) и Т(С).Это позволяет при взаимосвязанных измерениях значений первого и второго сигнала более оперативно уточнять настройки Фильтра, что повышает точность выделения полезных составляющих многомерного сигнала. Так, применение предлагаемого управляемого фильтра при выделении полезных составляющих сигналов о взаимосвязанных переменных содержания серы и кремния в доменном чугуне вместо двух отдельных управляемых фильтров уменьшает среднемодульное отклонение выделенных полезных составляющих от их действительных значений.8 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР И, 88 ч 082, кл, Н 03 Н 21/00, 1981.9592 б 8 Составитель Т. Техред М,Тепер асьеваКоррек Коро апесочный дакто Тираж 959 ВНИИПИ Государственного ком по делам изобретений и от 13035, Москва, Ж, Раущскаяказ 7025/7 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная.,7ду дополнительного блока сравнения, а на вторые входы первого и второго дополнительных сумматоров поданы сигналы постоянной величины. Подпистета ССрытийаб., д,