Цифровой фильтр а. п. шувалова

Цифровой фильтр а. п. шувалова

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОЛИСАНЙЕ.

ИЗОБРЕТЕНИЯ

N АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Gaea Советскил

Социалистическик

Республик

Зависимое От авт. свидетельства,№

3аявлс;1о 04.Ъ I I I.1965 (№ 1021449, 26-24) 4 о

ПЭИСОЕДИПЕНИЕМ ЗаЯВКИ ¹.У1ПК 6 06i

11р пор птет

Опубликовано 06.11,1967. Бюллетень ¹ 5

Дата опубликования описания 29.111.1967

Комитет по делзм изобретении и аткрв1тий при Совете Министров

СССР

115, 681.142 3:66.0.>7.3 (088.8) ч

Г

1 "ь

Автор из о бр етсшгя

А. Й. Шувалов

3 а 51 В и тел ь

ЦИФРОВОЙ ФИЛЪТР A. П. ШУВАЛОВА

Известны цифровые фильтры для статистической обработки низкочастотных сигналов, содержашие запоминающие устройства для хранения значений сигналов, адресные устройства, счетные регистры, логические схемы управления и сглаживающие устройства.

Предложенный фильтр отличается от известных тем, что в нем сглаживающее устройство содерткит регистр для хранения одноименных разрядов и обрабатываемых чисел со схемами передачи прямым и обратным кодом, регистр весовых коэффициентов, счетный регистр со схемой передачи прямым кодом, регистр оперативной памяти со схемой передачи прямым кодом, схему комбинационного сравнения, коммутатор «п» трехвходовых логических схем И и и-входовую логическую схему ИЛИ; причем выходы схемы передачи регистра разрядов подключены ко входам регистра весовых коэффициентов; выходы регистра весовых коэффициентов подсоединены к первым входам соответствующих схем И; ко второму и третьему входам каждой из схем И подключены прямые выходы регистра разрядов чисел и одноименные выхода коммутатора; выходы схем И соединены со входами схемы ИЛИ; выход схемы ИЛИ подключен ко входу счетного регистра, выход которого подсоеди ен. как и один из выходов коммутатора, к схеме комбинационного сравнения и через схему передачи ко входу регистра опера тинной памяти; выход схемы передачи регистра

ОператиВной памяти сосдинен со ВхОдОм счетного регистра; а выходы схемы комбинационного сравнения подключены к управляющим входам схем передачи регистра разрядов чисел, счетного регистра н регистра оперативной памяти.

Это повышает эффективность обработки и

10 увеличивает быстродействие фильтра.

На фиг. 1 показана блок-схема цифрового фильтра; на фиг. 2 — - сглаживающее устройСТВО.

LIH(I)poBokI фильтр содержит одноразрядные

1 регистры i памяти для хранения значений сигналов; коммутатор 2 управления вводом и передачей схемы 3 совпадения. коммутатор 4, осуществляющий последовательное подключе1ьие групп одноименных разрядов, сглаживающее устройство 5, соответственно, схемы соВпадения 6 и соорку 7 олока считывания. «ходtti Io клемму 8, клемму 9, на которую подают

ИМПУ.7hCbl СИ1!ХРОН((З 1ЦИП Д.7Я 311П1 CKB КОММУтатОра и Выход51т ю клемм 10.

Измерительные значения спгни.7ов поступают на вход и поочередно подаются по це;1очке регистров 1. Числовые значения, хранящHpñÿ в этих регистрах, после каждой операции передачи н ввода нового числа B регистр обраgp бать1ваются сглажи ва1оп1им vcTpcttcT!! OAI.. 1, 151

192493

60 о5 этого коммутатор 4 подключает поочередно вход сглаживающего устройства к одноименным группам разрядов регистра, начиная с группы старших разрядов.

Сглаживающее устройство обрабатывает информацию. После этого на одну из схем совпадения б с соответствующим порядковым номером подается сигнал разрешения, в результате чего в момент поступления на клемму 9 очередного импульса синхронизации искомое число поступает на сборку 7 и далее на вход (клемма 10) цифрового фильтра.

Особенность предложенного устройства состоит в том, что при обработке случайного процесса определяется наиболее достоверное значение, которое берется в качестве сглаженного значения, относящегося к центру анализируемого временного интервала. В качестве достоверного значения берется медиана, представляющая собой срединное значение раижированного ряда анализируемой совокупности измерений.

Испотьзов!!!!ие .,!едианы в качестве статистической характеристики последовательности измерительных значений обеспечивает эффективное определение достоверных значений результатов измерений при наличии кяк отдельных сбоев, так и рассеивания измерительных точек В некоторой области. Причем характер распределения амплитуд сбойных значений не оказывает существенного влияния на точность результатов обработки, а также на достоверную передачу различных процессов, которые могут быть охарактеризованы как неубывающие или как иевозрастающие в том числе и прямоугольные перепады значений амплитуд.

Кроме того, обеспечиваегся возможность повышения эффективности обработки за счет увеличения длительности интервала обработки без Внесения иска?хений в исследуемый процесс.

Для сокращения числа логических операций и объема аппаратуры, находят медиану путем поочередного анализа одноименных разрядов рассматриваемых числовых значений.

Сглаживающее устройство (см. фиг. 2) содержит ячейку регистра 11 для храпения одноименных разрядов обрабатываемых чисел; коммутатор 12, производящий опрос одноименных разрядов чисел; трехвходовые схех!ы

И 18, осу1цествляющие логи еское умножение анализируемых разрядов !а весовыс коэффициенты; схемы 14 — 15 совпадения: cêåìû сборки 1б (схемы 14, 15, 1б образу!от схему передачи регистра разрядов). ячейку регистра

17 хранения Весовых коэффициентов; регистр

18 оперативной памяти, предназначен-!Ый для хря ие!11(я !тромеж? точных результ; тОВ яиялиза, !! его схему 19 передачи. предназначенной для Вывода чис;1свых .!а -;.-Вий из ре: lñ pÿ

18: многовходовую схему ИЛИ 20; счетный регистр 21; схсi:-, 22 перед:".-111 с- етиого регистра; схему 28 «омбииациоги1о-о ср:. Вeiillя, клемму 24 передачи ч.рявления коммутатора, B?;0.1I!I.lB кле.1мы 2б схемы поиска медианы;

55 выходные клеммы 2б схемы поиска медианы;: клемму 27 установки.

Сглаживающее устройство осуществляет поочередный анализ одноименных разрядов рассматриваемой группы чисел с целью поэтапного исключения из дальнейшего рассмотрения числовых значений, не являющихся медианой, При этом результаты анализа предыдущих разрядов учитываются при анализе последующих с помощью весовых коэффициентов, принимающих значения, равные 1 или О.

Для упрощения обработки число одновременно анализируемых значений и берется нечетным.

Одноименные разряды чисел, начиная со старшего, поочередно поступают с коммутатора 4 через входы 25 на регистр 11 памяти, где они хранятся до начала обработки следующей группы разрядов.

При анализе каждой одноименной группы разрядов коммутатор 12 осуществляет сброс схем 11 18, на которые кроме чисел, хранящихся в регистре 11, поступают также весовые коэффициенты с регистра 17, полученные в результате предшествующего анализа более старших разрядов.

Равенство нулю весового коэффициента, хранящегося в каком-либо разряде регистра

17, означает, что из дальнейшего рассмотрения должно быть исключено число с порядковым номером, соответствующим номеру этого разряда. Поскольку анализ числовых значений производится, начиная со старших разрядов, пз дальнейшего рассмотрения постепенно исключаются числа, имеющие иаибольгвне или наименьшие величины.

В результате логического умножения числовых значений группы разрядов ия Вес;ч:ые коэффициенты с выхода сборки ия счетный рсгистр 21 поступают импульсы, число «оторых равно числу единичных значений. содер?кащихся среди этой группы разрядов без учеТа Р ЯЗРЯДОВ ЧИСЛОВЫХ ЗНЯЧЕН!! й, ИС«?ИО 11";:li ЫХ из рассмотрения ранее.

Счетный регистр 21 к íà!aлу анализа — л разрядои содержат число л ; 1, I:i lpH?IcHIQIllее количество чисел, превосходящих по своей величине ". едиаи и имеющих наибольшие Величины.

В результате анализа разрядоВ счетный регистр содержит число . :,. для «оторого вы-!

7е — 1

3 c.!ОВия:;!ибо .I:= —;IH\"

A (и - .-1

В первом с.1учai значение мед!1a;il> следуеr искать среди - исе,", у которых — — е разряды являются единица ш, тах «як в э-.ом случ яе общее количест1«?,:,!бол и,их ",ис. :О.;.:::; значений

ilp(Вь:сит 1!ОлОВин Об .цс ч!!с .:<. Од!!Оврсмен1 C ;11!ßËiiëi PÓ" МЫ ; 1!3. ГОР С1!. . .. . !!?11 ЭТОМ ИЛ

ДЯЛЫIЕйШС! 0 РЯССХ10 "PUI! .,О 1?«1!1>! ОЫТЬ IIC"

КЛЮЧЕНЫ ЧИСЛОВЫЕ ЗИЯЧЕИИЯ. ИМЕЮЩИŠ — Е

Р Я З Р 11 -1 Е !, -(11

192493

Во втором случае из дальнейшего рассмотрения должны быть исключены числовые значения, имеющие в i — м разряде единицы.

С этой целью при помощи схемы 28 комбинационного сравнения производится анализ результата, хранящегося в счетном регистре.

В случае Л вЂ” — — схема комбинационm+1

2 ного сравнения 28 при опросе коммутатором

m+1

12 выдает сигнал Л (— -- на схемы совпас т+1 дения 14, а при Л,-(— — — на схемы совпаг дения 15. В соответствии с этим с выходов сборок lб на ячейки регистра 17 прп

N. o т+ 1

I 2 поступают прямые, а прп

Ф (— — — — инверсные коды с регистра 11.

m+1 г

Одновременно с опросои схем совпадений

14, 15 происходит опрос схем 22, 19. При этом т+ 1 в случае V, (— — в регистре памяти 18

2 производится считывание результата, находящегося ь счетном регистре 21, а в случае

У. т+1 происходит считывание результат 2 та N, — — 1 предыдущего этапа из регистра 18 в счетный регистр 21. Таким образом, к началу анализа следующий (i +-1)-й группы разрядов L счетном регистре хранится число„ т+1 меньшее величины

После выдачп коммугатором 12 импульса переключения на коммутатор 4 (клемма 24) входы 25 подключаются к очередной (i + 1) -й группе одноименных разрядов, и описанный выше цикл повторяется.

В конце последнего цикла ячейки регистра

17, за исключением ячейки с номером, соответствующим номеру значения, являющегося медианой, выдают потенциалы запрета как на схемы И 18, так и на схемы совпадения б (клеммы 2б) .

B результате этого, г, момент приходя очередного импульса синхронизацип на клемму

9 искомос значение поступит на выход 10 нифрог>ого фильтра.

Установка устройства в исходное состояние производится сигналом, поступившим с кдм5 мутатора и подаваемым на клемму 27.

Предмет изобретения

Цифровой фильтр, содержащий запоминаю10 щне устройства для хранения значений сигналов, адресные устройства, счетные регистры, логические схемы управления и сглаживающее устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности статистической обработки информации и увеличения быстродействия, в нем сглаживающее устройство содержит регистр для хранения одноименных разрядов и обрабатываемых чисел со схемами передачи прямым и обратным ко20 дом, регистр весовых коэффициентов, счетный регистр со схемой передачи прямым кодом, регистр оперативной памяти со схемой передачи прямым кодом, схему комбинационного сравнения, коммутатор «и» трехвходовых ло25 гических схем И и и-входовую логическую с ему ИЛИ; причем выходы схемы передачи регистра разрядов подключены ко входам регистра весовых коэффициентов; выходы регистра весовых коэффициентов подсоединены

50 к первым входам соответствующих схем И; ко гторому и третьему входам схем H подключены прямые выходы регистра разрядов чисел и одноименные выходы коммутатора; выходы схем И соединены со входами схемы ИЛИ, 35 выход схемы iHJ7H подключен ко входу счетного регистра, выход которого подсоединен, как и один из выходов коммутатора к схеме комбинационного сравнения и через схему передачи ко входу регистра оперативной памя40 ти; выход схемы передачи регистра оперативной памяти соединен со входом счетного регистра; а выходы схемы комбнна,HQIIHoI сравнения подключены к управляющим входа. схем передачп регистра разрядов чисел, 45 счетного регистра и регистра оперативной

I) а ii1Я I II .

192493 фияf

27 25

Составитель l0. М. Торганенко

Редактор Л. А. Утехина Техред А. А. Камышнинова Корректоры: М. П. Ромашова и Л Е Гришина

Заказ 779/12 Тираж 535 Подписное

ЦНИИП11 Комитета пз делам изобретений и открь тий прн Совете Министров ГССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2