Сглаживающее устройство
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН И Я К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
<»> 60383I
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свпд-ву— (22) Заявлено 14.08.75 (21) 2163974/IS-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.04.78. Бюллетень ¹ 13 (45) Дата опубликования описания 11.05.78 (51) i(.1 л. Н 04 В 15/00
G 06 G 7/48
Государственный комитет
Совета Министров СССР во делам изобретений и открытий (о3) х Д1х 681.3(088.8) (72) Авторы изобретения
Б. В. Лямин и Н. Н. Запаляй (71) Заявитель (54) СГЛАЖИВАЮЩЕЕ УСТРОИСТВО
Изобретение относится к вычислительной техчнке и системам автоматики и .предназначено для выделения .полезно-о медленно меняющегося сигнала, смешанного с высокочастопной помехой. 5
Сглагживающие устройства, выделяющие полезный низкочастотный сигнал, известны (1, 2).
Одни из них, относящиеся к классу линейных фильтров, содержат интеграторы разл;иных типов (!).
Их недостат ксм язляется существенное з ряде слу-tace искажение полезной составляющей входного сигнала, обуслозленчое инерционностью фильтра. 15
Наиболее близким техничеехим решением язляется сглаживающее устройство, содержащее дза подключеггных к входу устройства б.1ока усреднен:fH, выходы которых соединены с соотзетстзующнгми входами блока памяти, и 20 блок м.—.равления, соответствующие выходы хотэрого связаны с управляющими входамп блоков усре,тнения и блока памяти (2).
Однако прототип характеризуется наличием пульсаций зыходвого си-.нала, е=ли период высокочастотной помехи не укладьгвается целое число раз в период усреднения, задаваемый блоком управления. Увелтгчение же периода уореднения приводит к уменьшению грачичной частоты полезчо;о спг ила, то сеть к с-.о искажению.
Целью изобретения является ".,озышсн:ie точности восвроиззедения полезной состазл я 1ощей з ходи о: о сн гнал а.
Для этого устройство дополнительно содержит блох определения звака производной, подключенный,к входу устройства, блок сравнения, входы которо-.о под ключены,к входу н выходу устройства, нуль-орган, запоминаю:ций элемент, элемент совпадения и элемечт ачтисозладения, причем выход блока определевия знака «производной соединен через запоминающий элемент и непосредственно с соответствующими входами элемента антисовпадевия, выход которого подключен к одному из зходоз элемента сов падения, другой вход которого через нуль-орган связан с;выходом блока справления, выход элемента со впадения подключен к управляющим входам блока упра1вления и запогиинающего элемента, а управляющий вход элемента антисовпадения связав с соответствующим выходом блоха управления.
Устройство, функциональная электрическая схема котсро.-о; риведена на фи,". 1, содержит блоки cpe. íåíèÿ 1 и 2, блок памяти 3, блок управления 4, блок сравнения 5, нульор-чн, элегиент совпадения 7, блок оттреде601831
:0
65 лгния 31!2 22 7pэиэзс1, 1IОЙ 8, зало>!Ин210щиЙ э,лг !гнт 9, э:7еменг антисовпадгния 10. у1стрэиство работает слгдующи!м образом.
Входной сигнал, поступает на олоки усреднения 1 и 2, 2 также на 070К cpaBH«ния б и олск сглред«ленин знака производной 8. В момснт вклю-IBHHH устройства Bbtxo:Iíûå сигналы блоков усре ненич 1 и 2 1! блока памяти 3 равны нулю.
В момент зключечия блок управления 4 выдает кома:-ду на блс!к усреднения 1 кэто1 рыи на-1пнает усреднение зхсдного сигнала. роме того, опэк управления 4 выдает команду на управляющий вход элемента 10, по которой тот вь1рабать 32«T пo"ToHFIHbIH сигHB;I на элемент с"«!падения 7, незязи-.:Iìo от знака производной входного сигнала.
Ксманла на поекращен fc усрсдпе ния, Оброс старого значения и íà-I2.70 нового усреднения в б.лок tcpеднгния I, а также;команда в блок паият1! 8 на 321паминание выходного
3нячеьчия блока ус!редчения 1 непосредственно перед сбрэсОм вырабатьваются блоко м управления 4 в мсмгнт второго импульса с пульоргаF!a б. Эти импульсы поступают непосредственно в момент изменения знака !входного сигнала, 07ределяемые блоком сравнения 5, через элемент совпадений 7. Ес„лп высскочасT071FI2я помеха отчосительно мяла 11 ее Ямскtttту.\я ме>ньп!г 2000лютной зелпчинь! П 311«з11011 составляющей. то 1!мпу.льсы нуль-органом б н«
Вырабаты)ВЯ!Отся. Если дВЯ иьппут!Ьса не поступили на блок управления 4 в течение зремен1!
T с момента в!к.лючен1!я, то в момент t = Т блок учравленпя 4 сВМ выдает команды в блок усреднеиия 1 и блок памяти 8, на 3ainoминание старого значения, сброс и начало Нового усреднения. Од!коз!рг!менно подается команда на управляющий вход элемента антисов1падения,/0, по которой сипнал на его выходе,псявляется лишь в случае противо!полажных знаK02 сигналов на его .входах.
Команда на включение блока усреднения 2 зы рабатывается блокам управлбния 4 в момент первого после,вкл1ачения им!пульса с элемента, совпадения 7, если этот и м1пульс поступил в течение времени Т12 с момента включения, или же непосредственно, в мо1мент t=T!2 .
К01манда на сброс старо!го значения блака усреднения 2 и накчало нового усрг!днения выра!баты!вается блоко м управления 4 в .момент поступления 1гмпульса с элемента !Сав!пад!гния
7, следующего после выдачи аналогичной команды на блок усреднения 2, но не позднее чем через Т)2 после этой !команды.
Таким образом, после вкл1ачения устройст1во мажет работать в двух режимах, в зависимости от соотношения помехи в:полезной соста!вляющей !3 входнэм сигнале. Если амплиту!да помехи чала, то предложгнчое устpoHcTIB0 сначала ра1ботает аналогично известному устройству с постоянным перисдом дискретизации Т. Если же помеха достаточно велика и входной сигнал успевает за время Т из менить знак хотя бы д1ва раза, то режущим работы отличается от установившег=ся лишь тгм, что с гнал о знаке производной с блока определения знака производной 8 не пропускается на элемент совладения 7 элементом ан-!
1!сс:глад«И:!я 10, KoTciрый вне зависимости от этого сигнала выдает ta схему совпадений 7 по=тэянный си!гнал, разрешающий прохсждение импульсов с нуль-органа б на блэк управле.-17!я 4.
Пди мг770220 меняющейся полеЗной состазляющей входного сигнала выходной сигнал 10 32зершении одного-1Твух интервалов
ycipeдаения. с момента вкл!оче ия становится до=таточно близ"к к полезной составляющей, ;! УстРОйстВО На-: ГнаЕ-, P 100TBTb В УСтаНОВИВшсм ся режиме.
Этот режим характеризуется тем, что в момент равгис7132 входного и выходного сигналоз сигнал c,áëîêa сра внения б равен .нулю, и нуль-Орган б,зыдяст на вход элемента совпадения 7,илпгкльс. Блок Определения знака производ:1ой 8 определяет при этом знак производной входного С1ггнала, и вырабатываемый им спгHB;I .псступает На ади;» пз вхо 103 элемента антисс13падения 10, сраз:1н,загтся там с сигналом с запоминающег0 элемента 9. Этот последний сигнал предстазляет собой знак произВоднОЙ, 32лс м!нcнный 3 lt мент вь."22чи э.лемента сазчаденнй 7 пргдыдущегэ 1. и!1ульса 3 блок уиразлсния 4. Если Задержанный и текущий знаки пpOH1330дной входного сигнала разл;чны, то элгмг11т Я. тн:овладения 1О зыдает на элемент соз::!аления 7 сигнал. При на 7H и .I сигналов на обоих входах элемента совпадения 7 упр авл я!Ощнй 2 ìïó,льс постул Яет на вход блока управления 4. По этому импульсу блок управлвния 4 вырабатызает команды, в соответствии с которыми блоки усреднения 1 и 2 пооче!ре!дно .производят сброс прежнего значения и начинают новое усреднгние входного сигнала. Одновременно по каждох!у импульсу с элемента совпадения 7 заламинающий элемент 9 сбрасывает прежнее и запоминает новое значение с1ггнзла с выхода блока ап!ределения знака .производной 8.
Та!ким образсс 1, в предложенном устройстве происходит настройка на дискретно изменяющийся период высакача!статной помехи, в результате чего изменение, выходного сиг.нала произойдет лишь .при изменении полезной, медленно меняющейся составляющей.
Если, полезная составляющая .постоянна, то выходной сигнал будет также постоянчым в установившем!ся режиме, независимо от ам,плитуды It частоты высокочастотной составляющей. П1ри этом период дискретизации, .равный интервалу усреднения, будет равен периазу высоко!частотной составляющей.
Величина запазды вания выходного сигнала завиоит от периода высо!кача!Стотной помехии.
П!ри;постоянной частоте помехи величина
".àïàçäûâàíèÿ составляет TtpH четверти ее периода. эффективность TlpHYIEHBHHII го устрокства по сра1внению с известным иллюстрируется фиг. 2. Кривая 1 соответствует вхол3нсму сигналу, содержащему мелленно м няющуюся полезную составляющую и помеху постоянной амплиту(ы.
Кривая 2 показывает изменение во времени полезной составляющей, кривая 3 — выходной сигнал лля известного усвройства с заданным периодом дискретизации, кривая 4 — !0 выходной сигнал предложенного устройства. кривые 8 и 4 построены для уста1нозившегсся р еж и1м а,р а боты.
Сравнение указанных кривых показывает преимущество предложенного устройства. За- 15 висимость пери(да дискретизации от периода помехи обеспечи вает повышение качества сглаживания и уменьшение запаздывания до
vIHHHlмал,нО воз1можного. Применение предложен1ного устройства в автоматических системах, полверженных воздействию помех, позволит повысить их точность и быстродействие. которого связаны с у7равляющисми входами б 3",коз усрелнеч:1я и блока .памяти, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности зоспрон.-ведения полезной составляю;цей вхсл1ного сигнала, устройство дополните...(ьно содержит блок определения зчака,произзслной, подключенный к вхолу устройсгва. оч=к разнення, Bxc(bl котсрогс подключены к входу и выходу устройства, нуль-орган, запоминающий элемент, элемент совпадения и элемент антисовчаления, причем выход блока опрвлеления знака производной соединен через запсмина(ощнй элемент и непо-редственно с соответсгвующимн вхоламп элемента ант:.1:o 37алел(lя, выход кстсрогс:(1слкл10чен к олн:,му нз входов элемента созпа1ления, другой вход которого через нуль-орган связан с зыхолсм блока сравнения, выход элемента совпадения пслкл10-!BH к управляющим Входам блока управления и за поминающего элемента. а у.(разляющнй зхсл элемента антисовпалеH .1я связан с соответствующим выходом блока хл!)азл 11
Формула изобретения
Сглажи вающее )строй ство, со (epхкац(ы
1два подключенных к входу устройства блока усреднения, выходы которых соединены с соотвегствующими входами блока .памяти, и блок управления, соответствующие выходы
11стсчники информации, принятые во зннмач((е при экспертизе:
1. Бесскерский В. А. Динамический синтез систем азтом атического регулиро1вания, М., Нау1ка, !970, с. 335. —. ABT" 3сксе свнлетельство СССР № 301713, .Ч. кл. С3 06 G 7/!8, !969 (IIpoToTI(!I).
601831. гЫ2 /
Составитель Г. Осипов
Техред И. Рыбкина
Редактор Л. Бабич! корректор В. Гутман
Г! одп псное
Тип. Харьк. фил. пред. Патент>
Заказ 119/209 Изд. ¹ 126
НПО Государственного комитета Совета Лзипистров СССР по делам изобретений и открытий
Лтосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5