Цифровой фильтр

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 80135621 А 1) 4 Н 03 Н 17/00 ТЕНИЯ Бюл пол ехнический инст 8)тельство СССР Н 17/00, 1984 088 адные цифровые руппы умножител св ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) АвторскоеУ 1246344, кл,(54) ЦИФРОВОЙ ФИЛЬ (57) Изобретение м при цифровой обраб обеспечивает повыш цифрового фильтра АЦП 1, блоки 2-1 вычетов входного с ТРожет использоватьсяотке сигналов иение надежности13 5.621 маторы 5-15-К, блоки 6-16-К обнаружения отказов и блок 7 выбора правильного числа. Входные сигналы после АЦП 1 поступают на блоки 2 К= =1+1 каналов. К-й канал является контрольным, Максимально возможный диапазон изменения входных сигналов перекрывается 4 каналами. При правильном выполнении команд (отсутствие отказов) в ЦФ передаются и преобразуются так называемые правильные числа 4А. Сбой в одном из каналов приводитк возникновению остатка в этом канале, Знание правильности или неправильности числа А дает общую информацию о сбое в ЦФ. Информацию о канале,в котором произошел сбой, несет всебе так называемая проекция числаА по Б-му модулю (Б - номер канала),Поясняется работа блока 6 обнаруженияотказа и блока 7 выбора правильногочисла. 2 з,п. ф-лы, 3 ил,35 Изобретение относится к цифровойобработке сигналов, в частности кцифровой фильтрации, и может бытьиспользовано в различных цифровыхкомплексах, 5Целью изобретения является повышение надежности цифрового фильтра.На фиг.1 приведена структурнаяэлектрическая схема цифрового фильтра; на фиг.2 - схема блока обнаруже 1 Ония отказов; на фиг.3 - схема блокавыбора правильного числа.Цифровой фильтр содержит аналогоцифровый преобразователь 1, блоки2-12-К определения вычетов вход 15ного сигнала, (ш) -каскадные цифровые линии 3-13-К задержки, группы умножителей 4-14-К, сумматоры, 5-15-К, блоки 6-16-К20обнаружения отказов и блок 7 выбораправильного числа.Блок 6 обнаружения отказов содержит блоки 8-18-п постоянной памяти, регистры 9-19-п, ключи 2510-110-п, регистр 11 константы,сумматор 12 по модулю М, блок 13элементов И, блок 14 сравнения.Блок 7 выбора правильного числасодержит элемент И 15, первый блок 3016 элементов ИЛИ, блок 17 элементовИ, инвертор 18, второй блок 19 элементов ИЛИ.Цифровой фильтр работает следующим образом,Входные сигналы после аналогоцифрового преобразователя 1 поступаютна входы 1+1 блоков 2-1,2-22-Б,2-4, 2-К. Это разбивает входнуюпоследовательность на +1 каналов. Разрядность чисел Е в каждом из каналов определяется выбранной системоймодулей.И , Б=1, +1, 1+1=К, Р=11 оц 2 И 1. Причем должно выполнятьсяусловйемасс(1)Б:1где У- максимально возможный результат по реализуемому алгоритмуцифровой фильтрации. Максимально возможный диапазон изменения входныхсигналов перекрывается 4 каналами.К-й (К=1) канал является контрольным, При этом система модулей упорядочена: Вк) М) )И 5)И) И,1Модуль полной системы И= П И . Пра 9:1вильное выполнение команд (отсутствиеотказов) в каналах цифрового фильтраприводит к тому, что в цифровом фильтре передаются и преобразуются такназываемые правильные числа А, величина которых не превышает У ,в сомаксответствии с (1), Сбой по одному изканалов приводит к возникновению остатка г 1 г з в этом канале, гДе г -вычет правильного числа А в Б-м канале, гз - вычет неправильного числаА в Б-м канале. Неправильное число Ане подчиняется равенству (1) - этоодна из возможностей индикации нали 4чия отказа. Итак, если А М= П Иэ,5:1то А - правильное число и сбоев вцифровом фильтре нет, а если А ) Я,то в одном из каналов цифрового фильтра произошел сбой,Знание правильности или ненравильности числа А дает лишь общую информацию о сбое (отказе) в цифровом15 40 45 50 55 3 13562фильтре, но не указывает на канал,в котором произошел сбой (отказ).Эту информацию несет в себе так называемая проекция числа А по Б-му мо 5дулю - число А , полученное из Азачеркиванием цифры г (но не гз=О)и взятое по модулю М,.где М=М/М==МП Мз. Если число А правильное,5:1 10то в упорядоченной системе модулейМсММс М Мпроекциипо всем модулям совпадают: А,=А ===А ==А ==АМ, при этом всепроекции равны самому числу А=А,Если же число А неправильное и ошибочна цифра г, то А сМ, а все остальные проекции АМ для всех 11 Б.1Следовательно, сбой произошел в Б-мканале, а выходное правильное числоопределяется Б-й проекцией А=А . С5выхода блоков 2-12-К вычетывходного сигнала поступают на входы,3-К задержки и далее через соответствующие умножители 4-1-14 К-ш - на входы сумматоров 5-15-К,Сумматоры 5-15-К по соответствующим модулям суммируют вычеты 30произведений в соответствии с алгоритмом фильтрации. С выходов сумматоров 5-15-К остатки г гг, , г 1, гподаются на блоки6-16-К, При этом на блок 6-1 не35подается г на 6-2 не подаетсяг, , на 6-Б не подается Б и такдалее. В блоке 6-Б блоки 8-18-пхранят предварительно вычисленныеззначения Б-й проекции: А =(г С +Я В з 5циент веса Б-го канала. Причем в каждом блоке 8-1. 8-и хранятся попарные частные слагаемые проекции Аз.Они считываются сигналами гз в регистры 9-19-19-п, откуда считываются в сумматор 12 последовательными тактовыми сигналами Т , ,Т;,1 фТ, подаваемыми на управлякнциевходы ключей 10-1, , 10-и черезвремя, равное времени сложения в сумматоре 12 по модулю М . Число А , образованное в сумматоре 12, сравнивается в блоке 14 с числом М, хранимымв регистре 11. Если Аз с М, то выходной сигнал блока 14 С =1, если жеА) М, то С =О, С выхода блока 14сигнал С подается на блок 13 и на со 144ответствующий вход элемента И 15 блока 7, Если А правильное число, то С, =С==С==С=С=1. Выход элемента И 15 равен 1, он открывает блок 17, через который по проекционному входу блока 7 число А =А, поданное с проекционного выхода блока 6-К, подается через второй бло 7 19 на выход цифрового фильтра, Если же в каком-то канале произошел сбой, то соответствующий ему сигнал С равен нулю, выходной сигнал элемента И 15 равен1нулю блок 17 закрыт а с выхода инЭвертора 18 сигнал С=С л С Л ЛС Л ЛСЛС= подается по цепи обратной связи из блока 7 на управляющие входы блоков 6-16-К и открывает в них блоки 13 по третьему входу. При этом открывается блок 13 того блока 6-1, ,6-К обнаружения отказов, в котором Аз гМ (все остальные А,.) М) и С =1. В этом случае открытый блок 13 считывает правильное число А, коб) торое с выхода этого блока подается через блок 16 на второй вход блока 19, выход которого является выходом цифрового фильтра.Таким образом, в системе счисления с контрольным основанием Мобнаруживается и устраняется любой отказ, если он произошел в одном из каналов.Формула изобретения1. Цифровой фильтр, содержащий аналого-цифровой преобразователь, вход которого является входом цифрового фильтра, 4 блоков определения вычетов входного сигнала, где 1 3 2, к входам которых подключены выходы аналого-цифрового преобразователя,(ш)-каскадных цифровых линий задержки, где ш - порядок цифрового фильтра, 4 групп умножителей по в умножителей в каждой группе исумматоров, причем выход Б-го блока определения вычетов входного сигнала, где Б=1,2М соединен с входом Б-й (ш)-каскадной цифровой линии задержки, вход и выходы каскадов которой соединены через соответствующие умножители Б-й группы с соответствующими входами Б-го сумматора, а вторые входы умножителей являются входами задания значений вычетов коэффициентов цифрового фильтра, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что, с целью повы 5 13562щения надежности цифрового фильтра,в него введены (4 +1)-й блок определения вычетов входного сигнала, входкоторого соединен с выходом аналогоцифрового преобразователя, а выход5подключен к входу (4+1)-й (щ)-каскадной цифровой линии задержки, входыи выходы каскадов которой соединенычерез соответствующие щ умножителей(4 +1) - й группы с соответствующимивходами (4+1)-го сумматора, +1 блоков обнаружения отказов и блок выбораправильного числа, первый выход которого является выходом цифрового фильтра, а второй выход соединен с управляющими входами всех 4+1 блоковобнаружения отказов, причем 4 входовкаждого К-го блока обнаружения отказов, где К=1, 2, , 4 +1, соединеныс выходами первого, второго,(К)-го, (К+1) -го (4+1) -го сумматоров соответственно, выход К-гоблока обнаружения отказов соединен сК-м входом блока выбора правильного 25числа, управляющий выход К-го блокаобнаружения отказов соединен с К-муправляющим входом блока выбора правильного числа, а проекционный выход(4+1)-го блока обнаружения отказовсоединен с проекционным входом блока. выбора правильного числа.2. Фильтр по п,1, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что блок обнаружения отказов содержит и блоков постоянной памяти, где п=(4+1)/2 при не 35четном 4 и п=4/2 при четном 4, первыйи второй входы которых являются входами блока обнаружения отказов, авыход з-го блока постоянной памяти,где д=1, 2п, соединен через последовательно включенные -й регистр би -й ключ с -м входом сумматора по модулю М, где М = Й И, Б - модуль К-го блока определения вычетов входного сигнала, выход которого является проекционным выходом блока обнаружения отказов и соединен с объединенными первыми входами блока элементов И и блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом регистра константы, а выход блока сравнения является управляющим выходом блока обнаружения отказов и соединен с вторым входом блока элементов И, третий вход и выход которого являются соответственно управляющим входом и управляющим выходом блока обнаружения отказов, входами тактовых сигналов которого являются: управляющие входы ключей. 3, Фильтр по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что блок выбора правильного числа содержит элемент И, К-й вход которого является К-м управляющим входом блока выбора правильного числа, первый блок элементов ИЛИ, К-й вход которого является К-м входом блока выбора правильного числа, блок элементов И, первый вход которого объединен с входом инвертора и соединен с выходом первого элемента И, а второй вход является проекционным входом блока выбора правильного числа, и второй блок элементов ИЛИ, первый и второй входы которого подключены к выходам блока элементов И и первого блока элементов ИЛИ соответственно, а выход является первым выходом блока выбора правильного числа, вторым выходом. которого является выход инвертора.135 б 214 С Ск Аф Фг) 4 Ф МЖ Составитель С.МузычукТехред А.Кравчукт ыбченк Корректор А,Обручар едакт 11/54 ВНИИПИ Госуда по делам и 113035, Москва, ираж 900ственного коми Подписи каз ета СССрытийаб., д,бретении и 35, Раушска оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,