Фильтр сбоев

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциапистическихРеспубпик ц 940161 61) Дополнител авт. с вид-в 22)Заивлено 23.12.80 (2)3222060/18-2 Йс присоеаинением заявки ЭЙ(51) М О 06 Г 11/2 Н ОЬ 1. 1/О фвудврвтвеа(23 Приоритет СССРвнви звбрвтвннЯ н фтврытнЯ Опубликовано 30. 06. 82. бюллетень М 2 ч УДК 681 3(088.8) Дат ликований описании 30 .06 82) ФИЛЬТР СБОЕР выхода которого через сумматоры, а ,пятый непосредственно, подсоединены к входам мажорирующего устройства На вторые входы сумматоров подают постоянные величины попарно, равные друг другу по величине и противоположные по знаку. Всеми блоками фильтра сбоев управляют при помощи сое" диненного с ним генератора тактовых импульсов 2,Известный фильследующим образомго коммутатора иустройств Фиксируного сигнала в котельных тактов. Пкоммутатора и четформируют следующаащие дальнейшейботке: значение вконце третьего трвходного сигналатакта, увеличенноверицину А, эначе ится к иэмериет быть исполь для фильтрации чиков первичной гда эти сигналы ем за определен- когда датчики етные моменты 0 Изобретение отностельной технике и можзовано, в частности,сбоев в сигналах датинформации, либо, кообразуются накоплениный интеовал, либо,опоашиваются в дискрвремени,Известны Фильтры, позволяющие ликвидировать влияние сбоев во входнойинформации, но эти фильтры не обеспечивают достаточной надежности исправления сбоев 11 1.Наиболее близким к предлагаемомуявляется Фильтр сбоев, реализующийспособ мажорирования со стробированием, содержащий два коммутатора,три запоминающих устройства, четыре,сумматора, мажорирующее устройство 1и генератор тактовых импульсов. Тривыхода первого коммутатора череззапоминающие устройства соединены с,входами второго коммутатора, четыре тр сбоев работаетПри помощи перво- трех запоминающих ют. значения входнце трех последова ри помощи второго . ырех сумматоров ие величины, падле- мажоритарной обраходного сигнала в акта, значение в конце второго е на постоянную ние входного сиг61 3 9401нала в конце второго такта, уменьшенное на ту же величину, значениевходного сигнала в конце первоготакта, увеличенное на постояннуювеличину В, значение входного сигнала в конце первого такта, уменьшенное на ту же величину, Номер тактоввозрастает с увеличением времени.Пары преобразованных сигналов 2 и3, а также 4 и 5 составляют два стро- оба.При медленном изменении входногосигнала, малых погрешностях источникаи при отсутствии сбоев медианой является последнее значение - сигналпередается фильтром без запаздываний и искажений . При появлении,Фодиночного выброса смещаются или однопоследнее значение или обе границыодного из стробов. В обоих случаяхотклонение выходного сигнала медианы) ограничивается величиной строба,Эффективность Фильтрации известного фильтра определяется выбором величин стробов А и В, С однойстороны, необходимо, чтобы при максимально возможной скорости изменениявходного сигнала последующее его значение не выходило за пределы обоихстробов. Этим определяется верхняяграница при выборе величин сМробов.С другой стороны, величина выбросовв выходном сигнале при наличии сбояпропорциональна значению сугробов ипоэтому их следует выбирать возможноэменьшими.Постоянство величины стробов в иэгвестном фильтре сбоев существенноснижает эффективность фильтрации.Действительно, при малых скоростяхДеизменения входного сигнала величиныстробов оказываются неоправданнобольшими и соответственно увеличиваются по сравнению с достижимымивыбросы выходного сигнала, вызванные45сбоями.Цель изобретения - повышение эффективности фильтрации.Поставленная цель достигается тем,что в фильтр сбоев, содержащий два ком.мутатора, три запоминающих устройства, четыре сумматора, мажорирующееустройство и генератор тактовых импульсов, первый, второй, третий,четвертый, пятый и шестой выходы кото. рого соединены соответственно с управ.5ляющими входами первого и второгокоммутаторов, первого, второго итретьего запоминающих устройств и мажорирующего устройства, информа- ционный вход первого коммутатора яв- ляется входом устройства, первый, второй и третий выходы соединены соответственно с входами первого, второго и третьего запоминающих уст-: ройств, выходы которых соединены соответственно с первым, вторым и- третьим информационными входами второго коммутатора, первый выход которо го соединен с первыми входами первого и второго сумматоров, второй выход соединен с первыми входами третьего и четвертого сумматоров, выходы пер вого, второго, третьего и четвертого сумматоров соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами мажорирующего устройства, пятый вход которого соединен с третьим выходом второго коммутатора, выход мажорирующего устройства является выходом устройства, седьмой выход генератора тактовых импульсов соединен с управляющими входами первого, второго, третьего и четвертого сумматоров, введены третий и четвертый коммутаторы, четвертое и пятое запоминающие устройства и пятый сумматор, причем шестой выход генератора тактовых импульсов соединен с управляющим входом третьего коммутатора, информационный вход которого соединен с выходом мажорирующего уст. ройства, а первый и второй выходы соединены соответственно с входами четвертого и пятого запоминающих устройств, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым инФормационными входами четвертого коммутатора, восьмой, девятый, десятый и одиннадцатый выходы генератора тактовых импульсов соединены соответственно с управляющими входами чет-. вертого и пятого запоминающих устройств, четвертого коммутатора и пятого сумматора, первый и второй выходы четвертого коммутатора соединены соответственно с первым и вторым входами пятого сумматора первый, второй, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с вторыми входами первого, второго, третьего и четвертого сумматоров.На чертеже приведена блок-схема фильтра сбоев.Фильтр сбоев состоит иэ четырех коммутаторов 1-4, пяти запоминающих устройств 5-9, пяти сумматоров 10-14,940161 5мажорирующего устройства 15 и генератора 16 тактовых импульсов. Входомфильтра является информационный входкоммутатора 1, а выходом - выход мажорирующего устройства 15. Выходы 5коммутатора 1 через запоминающиеустройства 5-7 соединены с входамикоммутатора 2. Первый выход коммутатора 2 через сумматори 10 и 11 подключен к первым двум входам мажорирующего устройства 15, второй выходкоммутатора 2 через сумматоры 12 и13 соединен с третьим и четвертымвходами мажорирующего устройствапятый вход которого соединен с третьим выходом коммутатора 2. Выход мажорирующего устройства 15 соединенс информационным входом коммутатора3, два выхода которого через запоминающие устройства 8 и 9 подключены ок информационным входам коммутатораЙ, выходы которого соединены с входами сумматора 1 Й; Выходы этого сумматора подключены к вторым входам сумматоров 10- 13. Все блоки соединены с 25генератором 16 тактовых импульсов,.при помощи которого производят управ- .ление работой фильтра.Коммутируя входной сигнал при помощи первого коммутатора 1, в запоми- знающих устройствах 5-7 фиксируют значения входного сигнала в трех последовательных тактах. При помощивторого коммутатора 2 на первые вхо-.ды первого и второго сумматоров 1 Ои 11 подают входной сигнал, зафиксированный в первый из трех моментов времени, на пятый вход мажорирующего устройства 15 - входной сигнал,зафиксированный в третий момент вре О,мени, а на первые входы третьего и четвертого сумматоров 12 и 13 - входной сигнал, зафиксированный вовторой момент времени. На выходе мажорирующего устройства 15 получают медиану пяти величин, поданных на входы этого блока. Зти величины,относящиеся к первому и второму моменту времени, фиксируют при помощи третьего коммутатора 3 и четвертого. и пятого запоминающих устройств 8 и 9. При помощи сумматооа 1 ч получают величины+ 0-0 Кд,-)ЪКд+ о-о) кь,-Ъ-М "в где 0 и 0 - значения сигналов, о- тносящиеся соответственно к второмуи первому моментам времени; К, К постоянные коэффициенты. Полученные величины подают навторые входы первого, второго,третьего и четвертого сумматоров10-13 и используют их в качествестробов.Стробы, образованные для фильтрации сбоев, в отличие от известногоустройства, имеют не постоянную величину, а изменяются в зависимостиот скорости нарастанияйлиубывания) Фильтрированного сигналана интервалах времени, предшествующих данному замеру., Для этого сигналы, полученные в определенные моменты времени, направляют в четвертое ипятое запоминающие устройства 8 и 9Эту функцию выполняет третий коммутатор 3, который по сигналам генератора 16 тактовых импульсов направляет сигналы в четвертое и пятое запоминающие устройства 8 и 9, где ихзапоминают и хранят значения сигналав проведшие моменты времени. Из хранящихся сигналов формируют величины,пропорциональные скорости их изменения. Зта задача решается при помощиччетвертого коммутатора 1, которыипосылает в определенном порядке значения сигналов, и пятого сумматора11, который, складывая эти сигналы,формирует переменные.стробы и посылает их на вторые входы первого, второго, третьего и четвертого суммато."ров 10-13. При этом, если скоростьизменения входного сигнала мала, томалы и стробы, что снижает величинувыброса при появлении сбоя.Применение предлагаемого фильтрасбоев позволяет повысить эффективность Фильтрации по сравнению с по-,лучаемой известнйм устройством. Повышение эффективности примерно равноотношению максимально возможной скорости изменения входного сигналак среднему значению этой скоростиза время работы Фильтра. Формула изобретения фильтр .сбоев, содержащий два коммутатора, три запоминающих устройства, четыре сумматора, мажорирующее устройство и генератор тактовых импульсов, первый, второй, третий, чет- вертый, пятый и шестой выходы которого соединены соответственно с управляющими входами первого и второго коммутаторов, первого, второго итретьего запоминающих устройств имажорирующего.устройства, информационный вход первого коммутатора явля"ется входом устройства, первый, второй и третий выходы соединены соответственно с входами первого, второгои третьего запоминающих устройств,выходы которых соединены соответственно с первым, вторым и третьиминформационными входами второго ком"мутатора, первый выход которого соединен с первыми входами первого ивторого сумматоров, второй выход .соединен с первыми входами третьегои четвертого сумматоров, выходы первого, второго, третьего и четвертого сумматоров соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами мажорирующего устройства, пятыи вход которого .соединен с третьим выходом второго комму.татора, выход мажорирующего устройства является выходом устройства,седьмой выход генератора тактовыхимпульсов соединен с управляющимивходами первого, второго, третьегои четвертого сумматоров,о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения эффективности фильтрации,в него введены третий и четвертыйкоммутаторы, четвертое и пят(В за"поминакпцие устройства и пятый сумматор, причем шестой выход генера 0161 8тора тактовых импульсов соединенс управляющим входом третьего коммутатора, информационный вход которогосоединен с выходом мажорирующегоустройства, а первый и второй выходы соединены соответственно с входами четвертого и пятого. запоминающихустройств, выходы которых соединенысоОтветственно с первым и вторым 1 в информационными входами четвертогокомыутатора, восьмой, девятый, десятый и одиннадцатый выходы генератора тактовых импульсов соединенысоответственно с управляющими вхова ми четвертого и пятого запоминающих устройств, четвертого коммутатора и пятого сумматора, первый ивторой выходы четвертого коммутаторасоединены соответственно с первым и(вторым входами пятого сумматора,первый, второй, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с вторыми входами первого, второго, третьего и четвертого суммато РовИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Питерсон У Уэлдон Э, Коды,исправляющие ошибки. И., "Мир", 1976.2. Гильбо Е.П. Челпанов И.Б. Обработка сигналов на основе упоря- фдоченного выбора, М., "Советскоерадио", 1975, с. 273-274 (прототип),910161 Составитель Н.Гречневупенина Техред И, Гергель Корректор В,Синицк Редакт 669/71 Тираж 731 Подпи ВНИИПИ Государственного комитета СССпо делам изобретений и открыти 113035, Москва, Ж, Раущская наб. сноеРйд.ака лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 11