Устройство для цифровой фильтрации

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ЗОБРЕТЕН ЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРВ 783800, кл. С 06 Р 15/36, 1978.Авторское свидетельство СССРР 412606, кл. С 06 Р 15/36, 1974. А.Иа ЛЯ ЦИФРОВОЙ ФИЛЬ(54) УСТРОЙСТВОТРАЦИИ(57) Изобретенивычислительнойк обработке инфиспользовано вформации, прохов котором воз области тностижет бытьиема инотносится к ехники, в ча рмацни, и мо стройствах п ящей по канал ожно искаже у связи, ие инОПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ С 801259477 4 Н 03 Н 21/О С 06 Р 15 35 формации, т.е. есть шумы и помехи, Цель изобретения - повышение точности цифровой фильтрации в условиях Повышенного содержания аномальных помех. Цель изобретения достигается за счет введения в.устройство .квадратора, трех умножителей, блока элементов И, трех регистров, дешифратора, элемента ИЛИ, блока вычисления обратной величины, счетчика, блока сравнения с "2", триггера, элемента И, сдвигового регистра и синхронизатора. Устройство позволяет осуществлять цифровую фильтрацию, при этом достигается сглаживание входного сиг- Ф нала в условиях аномальных, загрязненных выбросами измерений с изменением на каждом шаге фильтрации коэффициента сглаживания. 3 ил.Изобретение относится к областивычислительной техники, в частностик обработке информации, и может бытьиспользовано в устройствах приемаинформации, проходящей по каналу связи, в котором существует возможностьискажения информации, т,е. имеютместо шумы, помехи.Целью изобретения является повышение точности цифровой фильтрации(в условиях повышенного содержанияаномальных помех),На сЪиг.1 изображена укрупненнаяблок-схема устройства для цифровой4 ильтрации; на Фиг.2 - конкретная5структурная схема устройства; нафпг.3 - временные диаграммы напря-.жений па синхровходах соответствующих узлов для пояснения работы устройства.Устройство для цифровой фдпдьтрации Миг.1) состоит из блока 1 сглаживания, блока 2 определения коэффициента сглаживания, блока 3 анализадинамической огшдбки, синхронизатора 4,25Устройство для цифровой Фильтрации (Фиг.2) содержит преобразоватепд 5 последовательного кода в параллельный, вычитатель 6, умножитель7, квадратор 8, сумматор 9, умножитель 10, блок 11 сравнения, блок 12элементов И, дешифратор 13, блок 14элементов ИЛИ, регистр 15, блок 16вычисления обратной величины, счетчик 17, умножитель 18, блок 19 эле- . 35ментов И, умпожитель 20, регистр 21,блок 22 сравнения с "2", триггер 23,элемент И 24, сдвиговый регистр 25,элемент ИЛИ 26, блок 27 элементов И,регистр 28 ошибки, регистр 29. 40Устройство работает следующим образом.До начала процесса Фильтрации ссинхронизатора 4 приходит одиночныйимпульс начальной установки. При этом 45сумматор 9, регистр 21, триггер 23 ирегистр 29, преобразователь 5 устанавливаются в нулевое состояние, регистр 15 - в единичное, в регистре25 устанавливается обратное значение 50удвоенной дисперсии измерений. Всеостальные элементы: устройства комбинационные и не трс;буют начальной установки.На каждом д.-ом шаге Фильтрации с 55приходом синхроимпульса первого последоватездььдый код входного сигналав преобразователе 5 преобразуется впараллельный код и хранится в нем до начала (1 + 1)-го шага фильтрации. Входной сигнал, пройдя преобразования в блоках 6,8 и 10, определяет на выходе блока 10 значение нормированного квадрата невязки до прихода синхроимпульса второго. За это время в блоках устройства проходят следующие процессы. В блоке 11 нормированный квадрат невязки сравнивается соскользящим порогом аномальности, значение которого будет на выходе блока 20 до прихода синхроимпульса второго. Если нормированный квадрат не- вязки больше скользящего порога аномальности, то единица с выхода блока 11 запишется в младший разряд регистра 29, в старшем разряде которого результат сравнения - на (д)-ом шаге. После этого блоки 13 и 26 по четырем возможным комбинациям в разрядах регистра 29 определяют одно из трех условий выбора коэффициента сглаживания: аномалий не было и нет или они продолжаются при комбинации в регистре 29 "00" или "11"; конец аномалий при комбинации "10"; начало аномалий при комбинации "01". Впервом случае сигнал разрешения подается на блок 19, который через блок 14 подает на вход регистра 15 значение обратной величины д.-го предварительного коэффициента сглаживания с блока 17. Во втором случае сигналразрешения подается на блок 27, который через блок 14 подает на вход регистра 15 с регистра 21 обратнуювеличину предварительного коэффициента сглаживания того шага фильтрации, с которого началась последняявстретившаяся непрерывная группа аномальных сигналов. В третьем случае сигнал разрешения подается на блок 12, который через блок 14 подает на вход регистра 15 со схемы 10 значение нормированного квадрата невязки, кроме того, подается сигнал на синхровход регистра 21 для записи в него обратной величины предварительного коэффициента сглаживания с блока 17 в момент обнаружения началааномалий. Одно из трех возможных значений обратной величины коэффициента сглаживания в зависимости от результатов сравнения в блоке 11 на д-ом и (д.-1)-ом шаге, записывается в регистр 15 по приходу синхроимпульса второго и хранится в нем до соответствующего момента (д,+1)-го шага. С регистра 15 через блок 16 коэффицн 1259477ент сглаживания умножается в блоке 7 на невязку с блока 6. Результат умножения поступает на первый вход сумма" тора 9, на втором входе которого уже находится значение сглаженного на 5 (1-1)-ом .шаге сигнала. Кроме того, вновь полученная обратная величина коэффициента сглаживания подготавливает некоторые элементы устройства к (1+1)-му шагу фильтрации. С регис тра 15 обратная величина коэффициента сглаживания подается на вход умно- жителя 18, в блоке 17 увеличивается на единицу (обратная величина предварительного коэффициента сглажива ния (+1)-го шага) и умножается н блоке 20 на код ошибки блока 28, формируя скользящий порог аномальности (х+1)го шага, подаваемый на вход блока 11 сравнения. Если идет первый 20 шаг фильтрации, то содержимое счетчика 17 станет равным двум, блок 22 в этом случае вырабатывает сигнал,который на входе триггера 23 ждет третьего синхроимпульса. С приходом синхроимпульса третьего на -ом шаге содержимое регистра 29 сдвигается влево, теряя результат сравнения (-1)-го шага; в сумматоре 9 складываются значения, стоящие на входах, ЗО результат сглаживания -го шага находится на выходе устройства до соответствующего момента (+1)-1 го шага. Кроме того, по синхроимпульсу третьему триггер 23 устанавливается в состояние, определяемое выходом блока 22. Далее начинается (+1)-й шаг фильтрации с приходом синхроимпульса первого, и все повторяется. Триггер 23 устанавливается в единичное сас- юо таяние только на первом шаге по тре". тьему синхроимпульсу. Тогда как на 1 втором шаге фильтрации с приходом синхроимпульса первого через блок 24 логическая "1" поступает на сдви-гающий вход регистра 25, увеличивая его содержимое в два раза. Начиная со второго шага в регистре 25 хранится величина самой дисперсии измерений и стоит на втором входе умножи теля 18.Формула изобретенияУстройство для цифровой фильтрации, содержащее вычитатель, выход которого подключен к первому входу первого умножителя, выход которага подключен к первому входу сумматора, выход которого является информационным выходом устройства и подключен к первому входу нычитателя, второй вход которого подключен к выходу преобразователя последовательного кода в параллельный, информационный вход которого является информационным входом устройства, регистр ошибки, блок сравнения, блок элементов ИЛИ, первыйи второй входы которого под" ключены к выходам соответственно первого и второго блоков элементов И, о т л и ч а ю щ е е с я тем, чта, с целью повышения точности фильтрации, в него введены квадратор, второй, третий и четвертый умножители; третий блок элементов И, три регистра, дешифратор, элемент ИЛИ, блок вычисления обратной величины, счетчик, блох сравнения с "2", триггер, элемент И, сдвиганый регистр и синхронизатор, причем выход вычитателя подключен к входу квадратора, выход которого подключен к первому входу второго умножителя, выход которого подключен к первому входу первого блока элементов И и первому входу блока сравнения, выход которого подключен к информационному входу первого регистра, выход которого подключен к входу дешифратора, первый и четвертый выходы которого подключены соответственно к первому и второму нходам элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу третьего блока элементов И, выход которого подключен к третьему входу блока элементов ИЛИ, выход которого подключен к информационному входу второго регистра, выход которого подключен к первому входу третьего умно- жителя, счетному входу счетчика и входу блока вычисления обратной величины, выход которого подключен к второму входу первого умножителя, второйвыход дешифратора подключен к второму входу первого блока элементов И и тактовому входу третьего регистра, выход котораго подключен к первому входувторого блока элементов И, второйвход которого подключен к третьему ныйоду дешифратора, информационный выход счетчика подключен к инфорлационному входу третьего регистра, второму входу третьего блока элементов И,первому входу четвертого умножителяи входу блока сравнения с "2", выход3 1259477 Ькоторого подключен к 0-входу тригге- дам начальной установки преобразовара, выход которого подключен к пер- теля последовательного кода в паралвому входу элемента И, выход которо- лельный, сумматора, сдвигового рего подключен к входу управления сдви- гистра, триггера, первого, второго гом сдвигового регистра, выход кото-и тРетьего Регистров, второй выход рого подключен к второму входу тре- синхронизатора подключен к второму тьего умножителя, выход которого входу элемента И и входу синхронизаподключен к второму входу второго ции преобразователя последовательумцожителя, выход регистра ошибки ного кода в параллельный, третий подключен к второму входу четверто О выход синхронизатора подключен к такго умножителя, выход которого под- товому входу второго регистра, а четключен к второму входу блока сравне- вертый выход синхронизатора подклюния, выход сумматора подключен к чен к тактовым входам сумвторому входу сумматора, а первый вы- матора, первого регистра и ход синхронизатора подключен к вхо триггера.11259477 Суй Составител Техред А,К А.Варановавчук; . Коррек Редактор Л.Гратилл Шекм каз 5138 оизводственно-полиграфическое предприятие, г.Уаг.Проектная 7 Тирак 816 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и от 113035, Москва, Ж; Раущск