Claims (2)
Изобретение огносигс к радиотехник и можег быть использовано дл выделен полезной низкочастогной составл ющей измеренных сигналов. Известно сглаживающее устройство, соцержащее ограничитель уровн сигнала цва интегратора, масщтабирующий усилитель , блок сравнени , первый вход котор го подключен к входу устройства, а выхо через ограничитель уровн сигнала к входу первого интегратора, выход которого подключен к выходу устройства, к второму вхоцу блока сравнени и через второй интегратор и масштабирующий усилитель к ограничителю уровн сигнала . Сглаживающее устройство уменьшает вли ние как помех типа выбросов, характеризующихс кратковременным измен нием сигнала на входе устройства на значителыгую величину, гак и обычных помех, распрепеленных, например, по нормальному закону 1Л. . Недостатком известного устройства вл етс низка точность выделени полезного сигнала в случае, когда статистические и структурные свойства полезного сигнала и помехи измен ютс . Настроечные же параметры сглаживающего устройства, к которым относ тс посто нна времени интегрировани первого интегратора и величина ограничивающего напр жени ограничител сигнала, определ ютс при фиксированных указанных свойствах сигнала. Известен управл емый фильтр, содержащий последовательно включенные первый блок сравнени , ограничитель и первый интегратор, выход которого соединен с другим входом блока сравнени , последовательно соединенные детектор знака, вход которого подключен к выходу первого блока сравнени , второй блок сравнени , второй интегратор, квадрагор, первый масштабирующий усилитель, первый сумматор , выход которого подключен к уп3 равл ющему вхоцу ограничител , поолецс вательно соециненные второй масштаби- руюший усилитель, вход KOTOfxiro подключен к выходу квадратора, и второй сумматор , выход которого соединен с управЛЯЮ1ЦИМ входом первого интегратора, при чем вторые входы обоих- сумматоров подключены к источникам сигналов посто нной величины 2 . Однако известный управл емый фильтр имеет недостаточную точность выделени полезного сигнала, особенно в том случае , .когда имеютс его монотонные сое- тавл ющие вследствие того, что учиТываютс только свойства отклонений измерен ного сигнала от его выделенных оценок и не учитываютс свойства самих оценок полезного сигнала. Цель изобретени - повышение точноети фильтрации. Поставленна цель достигаетс тем, что в сглаживающий фильтр содержащий последовательно соединенные первьй блок сравнени , ограничитель и первый интегратор , выход которого подключен к другому входу первого блока сравнени , выход которого соединен также с входом детектора знака, последовательно соединенные второй блок сравнени и второй интегратор , выход которого подключен к первому входу второго блока сравнени , последовательно соециненные первый масштабирующий усилитель и первый сумматор , выход которого подключен к управл ющему входу ограничител , а также второй масштабирующий усилитель, в.ход которого объединен с входом первого масштабирующего усилител , и второй сумматор, выход которого подключен к управл5тющему входу первого интегратора, введены последовательно соединенные первьщ блок задержки, первый дополнительный блок сравнени , другой вхоц которого соединен с выходом первого интегратора, дополнительный детектор знака, второй блок задержки, первый блок умножени , другой вход которого соединен с выходом ,. дополнительного детектора знака, второй дополнительный блок сравнет1 , дополнительный тгтегратор, выход которого соединен также с другим входом второго дополнительного блока сравнени , третий дополнительный блок сравнени , другой вход которого соединен с выходом первого задатчика, первый дополнительный масштабирующий усилитель и первый инвертор , включенные между вь1ходом перво го интегратора и первым входом второго 3024 сумматог, нсхзлоновотольно соединени1,1е блок запержки и блок умножени , включенные межцу выходом це- тектс ра знака и вторым входом вгорого блока сравнени , причем второй вхоа второго блока умножени соединен с выходом детектору знака, а также четвертый дополнительный блок сравнени , вкл1оченный между выходом второго интеграто- ра и входом первого масштабирующего усилител , причем второй вход четвертого дополнительного блока сравнени поаключен к выходу второго задатчика, второй дополнительный масштабирующий усилитель , включенный между в ходом третьего дополнительного блока сравнени и вторым входом первого сумматора, и второй инвертор,, включенный-между выходом второго масштабирующего усилите- „ и вторым входом второго сумматора. На чертеже представлена структурна электрическа схема сглаживающего фильтра. Сглаживающий фильтр содержит первый блок 1 сравнени , ограничитель 2, первый интегратор 3, детектор 4 знака, второй блок 5 сравнени , второй интегратор 6, первый масшгабир поший усилитель 7, второй масштабирующий усилитель 8, первый сумматор О второй сумматор 10, первый блок J.J. задер иси, первьй дополнительный блок 12 сравнени , дополнительный детектор 13 знака, второй блок 14 задержки, первый блок 15 умножени , второй дополнительный блок 16 сравнени , допо зштельный интегратор 17, третий дополнительный блок 18 сравнени , первый дополнительный масштабируюший усилитель 19, первьш инвертор 20, второй дополнительнь1Й м юшта- бируюший усилитель 21, второй инвертор 22, третий блок 23 задеркки, второй блок 24 умножени , четвертый допол- нительиый блок 25 сравнени , .задатчики 26 и 27. Сглаживающий фильтр работает следующим образом. Входной сигнал поступает на вход первого блока 1 сравнени , в котором из него вычитаетс выходной сигнал устройства , и получаема разность 5o(4i поступает на вход ограничител 2 и на вход первого детектора 4 знака. сг;(.4;7 превьшлает величину ограничиваюшетю напр жени ограничител 2, то в ограничителе 2 он ограничив-аетол до этой ве- личины, ч го можно прс пставигь выражением: ( Ъ EoCt) i (t)p -р eoct)sp гае 6 (-fc) - выходной сигнал ограничител 2, Р) - величина ограничивающего напр жени . Ограничитель 2 может быть реализо ван, например, с помощью операционного усилител в режиме насыщени . Сигнал t(-t) с выхоаа ограничител 2 поступае на вхоц первого интегратора 3, выполненного , например, с помощью операцион ного усилител с емкостной отрицательно обратной св зью. На выходе интегратора 3 получаетс сглаженный сигнал, которы и поступает на вход устройства. Все остальные блоки сглаживающего фильтра прецназначены цл адаптации его настроек: величины ограничивающего напр жени Ь ограничител 2 и посто нн времени интегрировани Т интегратора 3. Величина ограничивающего напр жени jb и посто нна времени интегрировани Т корректируютс по отклонению измеренного сигнала от выцеленных оценок его полезной составл ющей Eoa)--X(i)-X(4:C,) и по оценке скорости изменени выделен ной полезной составл ющей сигнала е-л-и-хад-хй-т,), - входной сигнал устройства (из меренный сигнал W,Xtt-t,)X выходной сигнал устройства (сгла женный сигнал). По обоим показател м рассчитываетс аналог автокоррел ционного момента, затем полученна величина сигнала срав ниваетс с желаемым (заданным) сигналом и по полученному отклонению определ ютс корректировки р и Т, Дл реализации описанной процедуры сигнал to (-t) с выхода первого блока 1 сравнени поступает на детектор 4 знака где на выходе получаетс сигнал либо , либо -1, в зависимости от знака о( . Полученный сигнал поступает на вход третьего блока 23 задержки и на второй вход второго блоко 24 умножени , где сигналы Sigvi (i и SigVi 1 перемножаютс . В результате выходной сигнал второго блока 24 умножени принимает величину +1, еоли to it) 3 HSigM fco(t-t,) одного знака, и,, если они разного знака. Затем во втором блоке 5 сравнени вычитаетс сигнал с выхода второго интегра гора 6. На выходе которого получаетс сглаженный выходной сигнал второго блока 5 сравнени , т.е. cf, a)--cf, (t-T ,)к ,|sigTi eo(-t) 5ig toa-t,)-d(t-T,)j, гцо cffCt) - сглаженное значение сигнала (-t-r,)c выхода второго блока 5 сравнени . В блоке 25 сравнени из сигнала ,(4;) вычитаетс желаемый сигнал 2 налога автокоррел ционного момента: )-cruo-z. (в частном случао Jl O)i который П(ступает на входы первого 7 и второго 8 масштабирующих усилителей, где у тожа- етс на коэффициенты К, и Kj. Пл определени скорости изменени сглаженного сигнала ..С) выходной сиг- )шл первого интеграго хг 3 запоминаетс в первом бт же 11 задеркки на интервале времени-ТГ , а затем задержанный сигнал вьмитаегс в блоке 12 сравнени из сигнале ) . Сигнал с полученной разности (4: обрабатываетс аналогично сигналу ) с помощью дополнительного детектора 13 знака, второго блока 14 задержки, первого блока 15 умножени , блока 16 сравнени , дополнительного интегратора 17, т въсхоце которого получаетс сигнал cr,2,(t)-cf2.(-t-z:i)+k ig h fcncW X sig-vi ПС ) -4( )J, гае d (t) - сглаженное значение сигнала Sig-H ) -5ig Bnc -C The invention of a fire detector to a radio engineer and can be used to highlight the useful low-frequency component of the measured signals. A smoothing device is known; a social indicator of the integrator signal level limiter, a scaler amplifier, a comparison unit, the first input is connected to the device input, and the output is through the signal level limiter to the input of the first integrator, the output of which is connected to the output device, to the second comparator unit through a second integrator and a scaling amplifier to the signal level limiter. The smoothing device reduces the effect of noise, such as emissions, which are characterized by a short-term change in the signal at the device's input by significant magnitudes, hooks and ordinary interference, for example, according to the normal 1L law. . A disadvantage of the known device is the low accuracy of the selection of the useful signal in the case when the statistical and structural properties of the useful signal and interference change. The tuning parameters of the smoothing device, which include the integration time constant of the first integrator and the magnitude of the limiting voltage of the signal limiter, are determined with the specified signal properties fixed. A controlled filter is known comprising a series-connected first comparison unit, a limiter and a first integrator, the output of which is connected to another input of the comparison unit, a serially connected sign detector, the input of which is connected to the output of the first comparison unit, the second comparison unit, the second integrator, quadragor, first the scaling amplifier, the first adder, the output of which is connected to the equalizer level of the limiter, is successfully connected to the second scaling amplifier, the input of the KOTOfxiro is connected to move squarer and a second adder whose output is connected to the input of the first integrator upravLYaYu1TsIM at oboih- than the second inputs of the adders are connected to signal sources constant value 2. However, the known controlled filter has an insufficient accuracy of extracting the useful signal, especially in the case when there are monotonous components due to the fact that only the properties of the deviations of the measured signal from its selected estimates are taken into account and the properties of the estimates of the useful signal are not taken into account. The purpose of the invention is to increase the accuracy of filtration. The goal is achieved in that a smoothing filter containing a series-connected first comparison unit, a limiter and a first integrator, the output of which is connected to another input of the first comparison unit, the output of which is also connected to the input of the sign detector, are sequentially connected to the second comparison unit and the second integrator, output which is connected to the first input of the second comparison unit, successively connected the first scaling amplifier and the first adder, the output of which is connected to the control At the input of the limiter, as well as the second scaling amplifier, whose input is combined with the input of the first scaling amplifier, and the second adder, the output of which is connected to the control input of the first integrator, are connected in series with the first delay unit, the first additional comparison unit, the other one of which is connected with the output of the first integrator, an additional sign detector, a second delay unit, the first multiplication unit, the other input of which is connected to the output,. an additional sign detector, the second additional block compares 1, the additional integrator, the output of which is also connected to another input of the second additional comparison block, the third additional comparison block whose other input is connected to the output of the first setpoint, the first additional scaling amplifier and the first inverter connected between the first integrator and the first input of the second 3024 summator, the connection of the array 1,1e jigging unit and the multiplication unit, connected between the center of the output of the center and a second input to the foreign comparison unit, with the second input of the second multiplication unit connected to the output of the sign detector, as well as the fourth additional comparison unit, included between the output of the second integrator and the input of the first scaling amplifier, and the second input of the fourth additional comparison unit connected to the output the second unit, the second additional scaling amplifier connected between the third additional comparison unit and the second input of the first adder, and the second inverter, VC li ne-between the second output of scaling amplifiers "and the second input of the second adder. The drawing shows a structural electrical circuit of the smoothing filter. The smoothing filter contains the first comparison unit 1, the limiter 2, the first integrator 3, the detector 4 characters, the second comparison unit 5, the second integrator 6, the first scalar amplifier 7, the second scaling amplifier 8, the first adder O the second adder 10, the first J.J. delayed, first additional comparison unit 12, additional detector 13 characters, second delay unit 14, first multiplication unit 15, second additional comparison unit 16, additional integrator 17, third additional comparison unit 18, first additional scaling amplifier 19, first inverter 20 , the second additional yuchtayuschy amplifier 21, the second inverter 22, the third deceleration unit 23, the second multiplication unit 24, the fourth additional comparison unit 25, the sensors 26 and 27. The smoothing filter works as follows. The input signal is fed to the input of the first comparison unit 1, in which the device output signal is subtracted from it, and a difference of 5 ° is obtained (4i is fed to the input of limiter 2 and to the input of the first detector 4 characters. Cr; (. 4; 7 exceeds the value of the limited voltage limiter 2, then in limiter 2, it has limited the aetol to this value, which can be expressed by the expression: (b EoCt) i (t) p –p eoct) sp ie 6 (-fc) - output signal of the limiter 2, P) is the magnitude of the limiting voltage. Limiter 2 can be implemented, for example, with an op amp in saturation mode. The signal t (-t) from the output of limiter 2 is fed to the input of the first integrator 3, made, for example, by means of an operational amplifier with a capacitive negative feedback. At the output of the integrator 3, a smoothed signal is obtained, which is fed to the input of the device. All other smoothing filter blocks are chosen to adapt its settings: limiting voltage values B limiter 2 and constant integration time T of integrator 3. Limiting voltage jb and constant integration time T are corrected for the deviation of the measured signal from the estimated estimates of its useful component Eoa) - X (i) -X (4: C,) and by estimating the rate of change of the selected useful component of the signal el-i-had-hy-t,) is the input signal of the device (measured signal W , Xtt-t, X output device Twa (adjoint smoothed signal). For both indicators, the analogue of the autocorrelation moment is calculated, then the obtained signal magnitude is compared with the desired (specified) signal and corrections p and T are determined by the resulting deviation. To implement the described procedure, the signal to (-t) from the output of the first comparison unit 1 is received detector 4 signs where the output is either a signal or -1, depending on the sign o (. The received signal is fed to the input of the third delay unit 23 and to the second input of the second multiplication unit 24, where the signals Sigvi (i and SigVi 1 are multiplied). As a result, the output signal of the second multiplication unit 24 takes the value +1, ei to it) 3 HSigM fco (tt,) of the same sign, and, if they have a different sign. Then, in the second comparison unit 5, the signal from the output of the second integrator mount 6 is subtracted. At the output of which is obtained the smoothed output signal of the second comparison unit 5, i.e. cf, a) - cf, (tT,) k, | sigTi eo (-t) 5ig toa-t,) - d (tT,) j , czo cffCt) is the smoothed signal value (-tr,) c of the output of the second block 5 of the comparison. In block 25 of the comparison, the desired signal 2 of the autocorrelation moment tax is subtracted from the signal, (4;): -cruo-z. (in the particular case of Jl O) i which is P (steps on the inputs of the first 7 and second 8 scaling amplifiers, where y is identified by the coefficients K, and Kj. Determining rate of change of the smoothed signal. C) output signal- The integrago xg 3 is memorized in the first two 11 decelerations on the time interval-TG, and then the delayed signal (in the comparison block 12 from the signal). The signal from the received difference (4: is processed similarly to the signal) by means of an additional detector 13 characters, the second delay unit 14, the first multiplication unit 15, the comparison unit 16, the additional integrator 17, the signal cr, 2, at which the signal is received, cr, 2, (t) -cf2 . (- tz: i) + k ig h fcncW X sig-vi PS) -4 () J, d (t) is the smoothed value of the signal Sig-H) -5ig Bnc -C
2.)I- выхода п-jpDOro блока 15 умножсии . В блоке 18 сравнени из сигнала cflCt) вычитаетс желаемый сигнал 2, ана .,:га автокоррел ционного момента: tM-cf iO-l. 71 in частном случае сигнал Zg 1), кото рый поступает на вхоцы первого 19 и второго 21 аопотштельных масштабирующих усилителей, гае умножаетс на коэффициенты К и К. Таким образом, на выходах масштаби рующих усилителей 7, 8, 19 и 21 полу- чаютг::; сигналы: K,,e(-t)-|K4ei(-k); ц а х-Кбе с)Далее в первом сумматоре 9 сигналы с выхоцов первого 7 и второго дополнительного 21 масштабирующих усилителей суммируютс с сигналом источника посто нной величины feO, зацава величину ограничивающего напр жени рограничител 2; |(t))tn.i(t)4fb, f (-t) P,j () корректировки ограничивающего напр жени по показател м ott) ncWСигналы же с второго 8 и первого дополнительного 19 масштабирующих усилителей поступают через инверторы 2О и 22 на второй сумматор 1О, где суммируютс с сигналом источника посто нной величины Т, задава величину посто нной времени интегрировани Т интегратора 3: Т(0--ТДО-ТгШ Т raeT(-t) , T(-fc) - корректировки посто нной времени интегрировани по пока за гел м &оС{:)и encW. Инверторы 2О и 22 введены, чтобы производить корректировку Т. Если показатели 2 Q (-t) и j,j.jCt) увеличиваютСИ , то посто нна времени интегрировани уменылаегс , и наоборот, если пок затели EpCt) ,{.(-t) уменьшаютс , то посто н на времени интегрировани увеличиваетс , Точность выделени полезного сигнала оценивают по срецнемодульному критериюц i:,UU)-yct)| N где X(jt) - полезный сигнал, (4)- сглаженный сигнал; |sj - коли шстно точек. ,()-2В 1. .:1езультате введенич {ов),.х элементов повышена точность выцелепи полезного сигнала по cpaBHeHHKj с: п эототипом примерно на 15% по указаиыому критерию. Формула изобретени Сглаживающий фильтр, соаержашнй послецовательно соеаиненные первый блок сравнени , ограничитель и первый интегратор , выход которого попкльочен к другому вхоцу первого блока сравнени , выход которого соединен также с входом детектора знака, последоватупьно соеди- ненн1 1е второй блок сравнени и второй интегратор, выход которого подключен к первому входу второго блска сравнени , последовательно соединенные первый мае- щтабирующий усилитель и первый сумматор выход которого подключен к управл ющем входу ограничител , а также второй масщтабирующий усилитель, вход которого объединен с входом первого масштабирующего усилител , и второй сумматор, выход которого подключен к управл ющему входу первого интегратора, от л И;- чающийс тем, что, с целью повы- щени точности фильтрации, в него введены последовательно соединенные первый блок задержкг), первый дополнительный блок сравнени ., другой вход которого соединен с выходом первого интегратора , дополнительный детектор знака, второй блок задержки, первый блок умножени , другой вход которого соединен с выходом дополнительного детектора знакЬ, второй дополнительный блок сра&нени , дополнительный интегратор, выход которого соединен также с пругт-м входом второго дополнительного блока сравнени , третий дополнительный блок сравнени , другой в..од которого соединен с выходом первого задатчика, первый дополнительный масштабирующий усилитель и первый инвертор, включенные мел.ду выходом первого интегратора и первым ..вхоцом второго сумматора, последовательно соединенные третий блок задержки и второй блок умножени , включенные межцу выходом детектора знака и вторым входом второго блока сравнени , причем второй вход второго блока умножени соединен с выходом детектора знака, а также четвертый дополнительный блок ,:равнени , включенный между выходом второго интегратора и входом первого масшгабирук -щего усилител , второй вход четвертохю допопнительного блока сравнени подклк 2.) I-output n-jpDOro block 15 multiplication. In comparison unit 18, the desired signal 2, ana.,: Ha of the autocorrelation moment: tM-cf iO-l is subtracted from the signal cflCt). 71 in particular, the signal Zg 1), which is fed to the inputs of the first 19 and second 21 scalable amplifiers, is multiplied by the coefficients K and K. Thus, at the outputs of the scaling amplifiers 7, 8, 19 and 21, :; signals: K ,, e (-t) - | K4ei (-k); c a x-kba c) Next, in the first adder 9, the signals from the outputs of the first 7 and second additional 21 scaling amplifiers are summed with the source signal of the constant value feO, and the value of the limiting voltage of the limiting 2; | (t)) tn.i (t) 4fb, f (-t) P, j () limiting voltage corrections by indicators ott) ncW The signals from the second 8 and first additional 19 scaling amplifiers go through inverters 2O and 22 to the second adder 1O, where they are summed with the source signal of a constant value T, specifying the value of the constant integration time T of the integrator 3: T (0 - TLO-TgSh T raeT (-t), T (-fc) - adjustments to the fixed time integral bye for the gel & o C {:) and encW. Inverters 2O and 22 are introduced to make an adjustment. T. If the indicators 2 Q (-t) and j, j.jCt) increase the SI, then the integration time is constant and, conversely, if the EpCt indexes are), {. (- t) decreases, the constant for the integration time increases, the accuracy of the extraction of the useful signal is evaluated by the srtsemodunuclear criterion i:, UU) -yct) | N where X (jt) is the wanted signal, (4) is the smoothed signal; | sj - if there are points. , () - 2B 1..: 1, as a result of the introduction (s), x of elements, the accuracy of the desired signal chain according to the cpaBHeHHKj c: n type is increased by about 15% according to the specified criterion. Claims of the invention: The smoothing filter, which is after the stage of connection of the first comparison unit, the limiter and the first integrator, the output of which is close to the other part of the first comparison unit, the output of which is also connected to the input of the sign detector, is connected to the second comparison unit and the second integrator, the output of which connected to the first input of the second comparison unit, connected in series with the first cache amplifier and the first adder whose output is connected to the control input limit the l, as well as the second mass-stabilizing amplifier, the input of which is combined with the input of the first scaling amplifier, and the second adder, the output of which is connected to the control input of the first integrator, from lI, is due to the fact that, in order to increase the filtration accuracy, he entered in series the first delay unit), the first additional comparison unit., the other input of which is connected to the output of the first integrator, the additional sign detector, the second delay unit, the first multiplication unit, the other input of which is connected with the output of the additional detector sign, the second additional unit is squared, an additional integrator, the output of which is also connected to the input of the second additional unit of comparison, the third additional unit of comparison, the other one of which is connected to the output of the first unit, the first additional scaling unit the amplifier and the first inverter, connected by the mel.du output of the first integrator and the first .. at the second adder, connected in series the third delay unit and the second multiplication unit, connected to the interfacing The output of the sign detector and the second input of the second comparator unit, the second input of the second multiplication unit is connected to the output of the sign detector, as well as the fourth additional unit,: equalization, connected between the output of the second integrator and the input of the first microscopic amplifier, the second input of the fourth additional addition unit podklk