Нелинейный фильтр

Нелинейный фильтр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматике и приборостроению и может найти применение в информационно-измерительной технике . Нелинейный фильтр содержит два элемента выборки-хранения (1,2), блок фиксации моментов экстремума (3), два инвертирующих расширителя импульсов (4,5), два элемента ИЛИ (6, 7), два инвертора (8, 9), элемент И (10), два коммутатора (11, 12), сумматор (13), 3-4-8-10-11-13; 3-5-9-10-12- 13; 3-7-2-12; 5-7; 3-6-1-11; 4-6: 10-12; 14-3; 14-1; 14-11; 14-2; 14-12. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 05 В 5/01

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4929953/24 (22) 22.04.91 (46) 15.08.93. Бюл. ¹ 30 (72) P.B,Áóðëàêîâ, 10,И.Коляда, И.Н.Мариненко, Д,Ю.Петров и С,В.Соколов (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 213135, кл. G 05 В 13/02.

Авторское свидетельство СССР

¹779969,,кл,,G 05 В 5/01.

Авторское свидетельство СССР .; hh 1327054, кл, 6 05 В 5/01. (54} НЕЛИНЕЙНЫЙ ФИЛЬТР... Ы „„1833827 А1 (57) Изобретение относится к автоматике и приборостроению и может найти применение в информационно-измерительной технике. Нелинейный фильтр содержит два элемента выборки-хранения (1, 2), блок фиксации моментов экстремума (3), два инвертирующих расширителя импульсов (4, 5), два элемента ИЛИ (6, 7), два инвертора (8, 9), элемент И (10), два коммутатора (11, 12), сумматор (13), 3-4-8-10-11-13; 3-5-9-10-1213, 3-7-2-12; 5-7; 3-6-1-11; 4-6: 10-12; 14-3;

14-1 14-11 14-2 14-12 2 ил

1833827

20

40 (ф и г.2 ж).

55

Изобретение относится к автоматике и приборостроению и может найти применение в информационно-измерительной технике, (елью изобретения является повышение точности нелинейного фильтра за счет устранения искажений полезного сигнала при отсутствии помехи.

На фиг, 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг,2 приведены графики, иллюстрирующие работу устройства при наличии и при отсутствии помехи, Устройство содержит первый и второй элементы выборки-хранения 1,2, блок фиксации моментов экстремума 3, первый и второй инвертирующие расширители импульсов 4, 5, первый и второй элементы

ИЛИ 6, 7, первый и второй инверторы 8. 9, элемент И 10, первый и второй коммутаторы

11, 12, сумматор 13, причем вход фильтра соединен со входом блока фиксации моментов экстремума 3, а также со входами элементов выборки-хранения 1, 2, выходы максимума и минимума блока фиксации моментов экстремума 3 соединены со входами первого 4 и второго 5 инвертирующих расширителей импульсов, а также через соответствующие элементы ИЛИ б, 7, со входами пеРвого 1 и второго 2 элементов выборки-хранения соответственно, выходы первого 4 и второго 5 инвертирующих расширителей импульсов через соответствующие элементы ИЛИ 6, 7 соединены со входами соответствующих элементов выборки-хранения 1, 2, а также через соответствующие инверторы 8, 9 со входами элементами И 10, выход которого соединен с управляюшими входами коммутаторов 11, 12, выходы которых подключены ко входам сумматора 13, первый вход — ко входу фильтра, а второй — к выходу соответствующего элеменга выборки-хранения 1, 2. Выход сумматора 13 является выходом фильтра, вход 14 блока 3 является входом фильтра.

Устройство работает следующим образом. Пусть входной сигнал (фиг.2а) представляет собой аддитивную смесь медленно меняющейся полезной составляющей Х (t) и сравнительно высокочастотной помехи Хп (l) (фиг.26). Когда помеха отсутствует в промежутках времени монотонного изменения выходного сигнала (до момента), бло, 3 фиксации моментов экстремума выходные импульсы не вырабатывает, управляющий сигнал, например, на его первом выходе

{фиг,2в), равен О, а на выходах инвертирующих расширителей импульсов 4, 5 непрерывно держится единичный уровень, переводящий элементы 1, 2 выборки-хранения в режим выборки, Сигнал на выходе первого инвертирующего расширителя импульсов 4 представлен на фиг.2г, а на выходе второго — на фиг.2д. Одновременно единичные сигналы с инвертирующих расширителей 4 и 5 импульсов через инверторы

8 и 9 поступают на входы элемента И 10, а с его выхода на управля ощие входы коммутаторов 11 и 12, Сигнал на управляющих входах коммутаторов представлен на фиг.2е.

Этот сигнал удерживает коммутаторы 11 и

12 в состоянии, при котором их выходы соединены со входом фильтра.

Выходные сигналы коммутаторов суммируются сумматором 13 и с его выхода снимается выходной сигнал фильтра (фиг.2ж), представляющий собой удвоенный неискаженный полезный сигнал. Таким образом, фильтр работает в линейном режиме.

При отсутствии помехи в момент максимума входного сигнала блок 3 фиксации моментов экстремума вырабатывает на своем первом выходе узкий импульс (фиг.2в), При этом выходной сигнал инвертирующего расширителя импульсов 4 обращается в ноль (фиг.2г) и по окончании узкого импульса переводит первый элемент 1 выборкихранения в режим хранения. Но коммутаторы 11, 12 остаются в прежнем состоянии, поскольку только на первом входе элемента И 10 присутствует единичный сигнал. T.Ê, параметры инвертирующего расширителя импульсов 4 (5) выбраны такими, что длительность выходного импульса ограничивается максимально возможным периодом помехи, то к моменту минимума полезного сигнала tz, на первом входе элемента И 10 сигнал сменится на нулевой, Таким образом, при отсутствии помехи одновременное наличие на входах элемента И

10 единичных сигналов невозможно в силу низкочастотного характера полезного сигнала, а следовательно состояние коммутаторов 11, 12 не меняется. Сигнал при прохождении через фильтр не искажается

Когда возникает сигнал помехи, начиная с момента тз его первого экстремума, блок фиксации моментов экстремума 3 периодически вырабатывает узкие импульсы, соответствующие моментам экстремумы входного сигнала. Сигнал на выходе инвертирующих расширителей 4 и 5 импульсов не успевает перейти в единичное состояние и на их выходах (фиг.2 г,д) непрерывно держится нулевой уровень. При этом выборка входного сигнала происходит с помощью узких выходных импульсов блока 3 фиксации моментов экстремума только в моменты экстремумов, Начинал со второго экстремума помехи, на выходе элемента И 10 появ1833827

Формула изобретения

Нелинейный фильтр, содержащий сумматор, выход которого является выходом нелинейного фильтра, первый и второй элеа} е) Фоъ. 2

Составитель P. Бурлаков

Техред M. Моргентал Корректор А. Козориз

Редактор

Заказ 2684 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ляется и далее непрерывно удерживается единичный сигнал (фиг.2е), под действием которого происходит переключение коммутаторов 11, 12, выходы которых подключаются к выходам элементов выборки-хранения 1, 2. С выхода сумматора

13 снимается ступенчатый сигнал (фиг,2ж), представляющий сумму огибающих.т.е, ступенчатую аппроксимацию удвоенного полезного сигнала, при этом длительность ступени равна половине периода помехи.

При пропадании помехи через время, необходимое для срабатывания инвертирующих расширителей импульсов 4, 5, коммутаторы

11, 12 переключаются на вход блока 3 фиксации моментов экстремума и фильтр работает в линейном режиме.

Таким образом, при отсутствии помехи предлагаемый фильтр, по сравнению с прототипом, обладает большей точностью, пoскольку не вносит искажений в полезный сигнал. менты выборки - хранения и блок фиксации моментов экстремума входы которых являются входом нелинейного фильтра, выходы максимума и минимума блока фиксации мо5 ментов экстремума подключены соответственно к входам первого и второго, расширителей импульсов и к первым входам первого и второго элементов ИЛИ, к вторым входам которых подсоединены ин10 вертирующие выходы соответствующих расширителей импульсов, а выходы элементов ИЛИ соединены с управляющими входами соответствующих элементов выборки-хранения, от л и ч а ю шийся тем, 15 что, с целью повышения точности нелинейного фильтра, в него введены два инвертора, элемент И и два коммутатора., первые информационные входы которых соединены с входом нелинейного фильтра, вторые

20 информационные входы соединены с выходами соответствующих элементов выборкихранения, выходы — с входами сумматора, управляющие входы коммутаторов подключены к выходу элемента И, входы которого

25 через соответствующие инверторы соединены с инвертирующими выходами соответствующих расширителей импульсов.