Цифровой прогнозирующий фильтр

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 51)4 Н 21 00, С 06 Г ОБРЕТ ЕТЕЛЬСТВ 110930/24-245.08.865.02.88. Бюлязанский рад ческий рило е цифровых х устройстМ.: Энертиров бразующишунова бработк радиСов СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОПИСАНИК АВТОРСКОМ(54) ЦИФРОВОЙ ПРОГНОЗИРУЮЩИЙ ФИЛЬТР(57) Изобретение относится к областицифровой вычислительной техники, предназначено для прогнозирования временного положения периодически повторяющихся импульсов в условиях помех иможет быть использовано при решениизадач фильтрации линейноизменяющегося параметра. Цель изобретения - упрощение устройства. Поставленная цельдостигается за счет того, что в состав устройства входят временной дискриминатор 1, умножители 2 и 3 блокпостоянной памяти 4, счетчик 5, элемент И 6, сумматоры 7 и 8, регистры910 и соответствующие связи междуузлами устройства. 3 ил.Алгоритм работы предлагаемогоустройства имеет следующий вид:(5)где ь 1= Э- ; К 1 п 1, К,п"1 - коэффи 45циенты А 4,=ВТ =О,Т - постоянная величина, численно равная ожидаемому значению периода следования импульсов,Значение 50 Т = 2 - 2 ,. н о(6)55 где Н - число разрядов счетчика 12;и - число младших разрядов счетчика 12, перекрывающих диа 1 13744Изобретение относится к цифровой вычислительной технике, предназначе" но для прогнозирования временного положения периодически повторяющихся импульсов в условиях помех и может быть использовано при решении задач фильтрации линейно изменяющегося параметра.Цель изобретения - упрощение устройства.На фиг. 1 приведена структурная схема цифрового фильтра; на фиг. 2 - структурная схема временного дискриминатора; на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.Цифровой фильтр содержит временной дискриминатор 1,. умножители 2 и 3, блок 4 постоянной памяти, счетчик 5, элемент И 6, сумматоры 7 и 8 и регистры 9 и 1 О.Временной дискриминатор состоит из генератора 11 тактовых импульсов счетчика 12 обратного действия, регистра 13, узла 14 сравнения кодов, 25 триггера 15, элемента 16 задержки, элементов И 17 и 18 и, элемента ИЛИ 19.В предлагаемом устройстве прогноз временного положения очередного импульса производится относительно пре дыдущего значения прогноза 1, т.е. вычисляется величина 09пазон практически возможных значений йРЙ 4(ц с М)При выполнении условия (6) младшие разряды 1 кода, представляющего величину Т находятся в нулевом состоянии, а старшие - в единичном, запись величины То в счетчик 12, осуществляемая сразу после его обнуле - ния (фиг. 3), не изменяет нулевого состояния младших разрядов. Это позволяет определять по показаниям младших разрядов счетчика 12 не только положительные, но и отрицательные значения И, снимаемые в дополнительном коде при 1. Кроме того, выбор То согласно (6) позволяет упростить суммирование величины АР и содержимого счетчика 12, осуществляе .мое в момент установления в счетчике 12 величины ш = 2 , При этом в о младших разрядах счетчика устанавливаются нули, запись в эти разряды величины 3 Р равносильна выполнению операции суммирования:ш= ш + вР= Т - ш + д Р= Р- ш,(7)где ш - число счетных импульсов, поступивших с генератора 11 насчетчик 12 с момента установления в нем величины Т о.Устройство работает следующим образом.В момент включения устройства управляющим импульсом, поступающим по входу устройства, обнуляется счетчик5 и регистры 9, 10 и 13 и устанавливается в единичное состояние триггер 15. Первый обнаруженный импульс 2, поступающий на вход устройства в момент 1 проходит через элементы И 17 и ИЛИ 19 и записывает в счетчик 12 значение постоянной .величины Т , код которой поступает на первый вход счетчика 12 с входа устройства. Одновременно импульс 2 устанавливает триггер 15 в нулевое состояние. Сигнал с прямого выхода триггера Т 5, задержанный элементом 16 задержки на время, равное длительности импульса Е, поступает на логический элемент И 17, запрещая прохождение через элемент И 17 последующих импульсов Е, и = 2,3, Кроме того, импульс 2 поступает через элемент И 6 на счетный вход счетчика 5, Установленный в счетчике 5 кодпоступает на адресные шины блока 4 постоянной па 1374409мяти, выбирая значения коэффициентов К 13, К, Г 11, которые поступают на первые входы умножителей 2 и 3 соответственно, в которых эти коэффи 5 циенты перемножаются с величиной в 4 поступающей с выхода регистра 13 временного дискриминатора на вторые входы умножителей 2 и 3. Результаты умножения поступают на первые входы сумматоров 7 и 8 соответственно. На выходе сумматора 8 в соответствии с формулой (4) формируется значение величины йТ и записывается в регистр 10 импульсом У 1, поступающим по первому управляющему входу устройства. В сумматоре 7 вычисляется определяемое формулой (3) значение величины дР, которое записывается в регистр 9 импульсов У 2, поступающим по второму управляющему входу устройства. Результат прогноза Р = Т + АР представляется И-разрядным кодом, о младших разрядов которого снимаются с выхода устройства, на котором формируется код величины ЮР, а И-с старших разрядов кода величины Р снимаются с выхода устройства. Такое представление величины Р возможно потому, что М-разрядный код величины Т, выбираемой согласно (6), имеет нули в о младших разрядах, которые перекрывают диапазон возможных значений величины ВР. Одновременно величина ЬР, подается по входу временного дискриминатора на второй информационный вход счетчика 12. Запись величины ЬР производится импульсом с выхода узла 14 сравнения кодов, на один из входов которой поступает по входу временного дискриминатора код, численно равный 2. Счетные импульсы, поступающие на вычитающий вход счетчика 12 с выхода генератора 11, последовательно вычитаются из записанной. в счетчике 12 величины Т, и в момент, 45 когда в счетчике 12 устанавливается величина в = Т- ш = 21, на выходе узла 14 сравнения кодов формируется импульс, записывающий в младшие разряды счетчики 12 значение величины 50 6 Р . При этом показания счетчика 12 соответствуют первоначальной установке в счетчик 12 величины55Р =Т +йРРабота устройства в последующихциклах (и = 2,3,) отличается тем,что последующие импульсы Е и2, 3 обнаруженные в моментыпроходят через элемент И 18 записывают в регистр 13 величину, сформированную в счетчике 12, равную значению рассогласования в , а ввод в счетчик 12 величины Т, производится импульсом, поступающим через элемент ИЛИ 19 с выхода индикации нулевого состояния (выход "Обратный перенос" счетчика 12).В блоке 4 памяти устройства хранятся М коэффициентов К,п и К,п 1, и = 1,М. При иМ из блока 4 памяти считываются значения коэффициентов КМ 2 КГМ 1, что обеспечивается путем фиксации состояния адресного счетчика 5, имеющего коэффициент счета, равный М. С приходом импульса Е состояние счетчика достигает величины М и на выходе прямого переноса формируется сигнал, запирающий элемент И 6, доступ последующих импульсов 2, и = М + 1 на счетный вход счетчика 5 прекращаетсяПри этом на адресных шинах блока 4 фиксируется адрес коэффициентов К,М 1, К,ГМ 3 и на выходах блока 4 постоянной памяти неизменно устанавливается значение этих коэффициентов. Формула изобретенияЦифровой прогнозирующий фильтр, содержащий первык и второй сумматоры, первый регистр, первый и второй умно- жители, выходы которых подключены к первым вводам соответственно первого и второго сумматоров, выход второго сумматора подключен к информационному входу первого регистра, выход второго подключен к второму входу второго сумматора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения, он содержит второй регистр, элемент И,счетчик, блок постоянной памяти и временной дискриминатор, первый вход которого соединен с первым входом элемента И и является информационным входом фильтра, первым и вторым входами задания константы которого является соответственно второй и третий входы временного дискриминатора, выход которого подключен к первым входам первого и второго умножителей, вторые входы которых подключены соответственно к первому и второму выходам блока постоянной памяти, адрес. ный вход которого подключен к инфор 1мационному выходу счетчика, счетныйвход которого подключен к выходу элемента И, второй вход которого подключен к выходу переноса счетчика,вход обнуления которого соединен свходом обнуЛения первого регистра,четвертым входом временного дискриминатора и является установочнымвходом фильтра, выход второго сумматора подключен к второму входу первого сумматора, выход которого подключен к информационному входу второго регистра, выход которого подключен к пятому входу временного дискриминатора и является информационным выходом фильтра, тактовые входыпервого и второго регистров являются соответственйо первым и вторымтактовыми входами фильтра, причемвременной дискриминатор содержиттриггер, элемент задержки два элемента И, элемент ИЛИ, регистр, узелсравнения, счетчик и генератор тактовых импульсов, выход. которого подключен к счетному входу счетчика,информационный выход которого подключенк информационному входу регистра и первому входу узла сравнения,выход которогоподключен к установочному входу счетчика, первый информационный вход которого подключенк выходу элемента ИЛИ, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу первого счетчикаи выходу первого элемента И, первый 10 вход которого соединен с первым входом второго элемента И и подключен квыходу элемента задержки, вход которого подключен к выходу триггера,тактовый вход которого соединен свторыми входами первого и второгоэлементов И и является первым входомдискриминатора, вторым и третьим входами которого являются соответственновторой информационный вход счетчика 20 и второй вход узла сравнения, выходвторого элемента И подключен к тактовому входу регистра, установочныйвход которого соединен с тактовымвходом триггера и является четвертым 25 входом дискриминатора, пятым входомкоторого является третий информацион,;ный вход счетчика, а выход регистра1374409 фг Составитель А.БаранРедактор Л,Пчолинская Техред М,Ходанич Корректор В.Бутяг аказ 618/54 Тираж 928ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписи Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектна