SU1343556A1 - Устройство дл контрол цифровых нерекурсивных фильтров - Google Patents

Abstract

Изобретение обеспечивает повышение качества контрол  путем обнаружени  многократных сбоев. Устр-во содержит блок 5 пам ти выходного сигнала, счетчик 6 по модулю М+1, блок 7 пам ти коэф., умножитель 8 накапливающий сумматор 9, дешифратор 10, эл-т И 11, блок 12 запрета, блок 13 сравнени , блок 14 обнаружени  отказа, информац.вход 15, тактовый вход 16, информац.выход 17, выход 18 индикации отказов, входы 19 и 20 и выход 21 блока 14. Блок 14 содержит счетчик, два эл-та запрета , реверсивный счетчик и дешифратор . Блок 13 содержит эл-ты ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, эл-т ИЛИ, эл-т И. 2 з,п. ф-лы, 3 ил. СЛ

Description

Изобретение относитс  к устройствам контрол  цифровых систем обработки сигналов и может быть использовано дл  контрол  сбоев в работе цифровых нерекурсивных фильтров.

Цель изобретени  - повышение качества контрол  путем обнаружени  многократных сбоев.

На фиг.I представлена электрическа  структурна  схема устройства дл  контрол  цифровых нерекурсивных фильтров совместно с контролируемым цифровым нерекурсивным фильтром; на фиг,2 - схема блока обнаружени  отказа; на фиг.3 - схема блока сравнени .

Устройство содержит цифровой нерекурсивный фильтр J состо щий из элементов 2-1-2-М задержки, умножителей 3-1-3-М+1 и сумматора 4, блок 5 пам ти выходного сигнала, счетчик 6 по модулю М+1, блок 7 пам ти коэффициентов, умножитель 8, накапливающий сумматор 9, дещифра- тор 10, -элемент И I1„ блок 12 запрета , блок 13 сравнени , блок 14 обнаружени  отказа, информационный 15 и тактовый 16 входы, информационный выход 17, выход 18 индикации отказов , первый 19 и второй 20 входы и выход 21 блока 14 обнаружени  отказа

Блок. 14 обнаружени  отказа содер- жит счетчик 22, первый 23 и второй 24 элементы запрета, реверсивньш счетчик 25 и дещифратор 26.

Блок 13 сравнени  содержит элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 27-1-27-К, элементы ИЛИ 28 и И 29.

Устройство дл  контрол  цифровых нерекурсивных фильтров работает следующим образом.

В начале каждого такта вычислени  под действием переднего фронта сигнала, поступающего с тактового входа 16 на тактовые входы элементов 2-1 и 2-м задержки, в последних производитс  перезапись информации. При зтом из элемента задержки 2-М информаци  выводитс , а на информационный вход 15 поступает значение новог входного сигнала отсчета.

В умножител х 3-1 - З-М+1 производитс  умножение отсчетов входного сигнала на коэффициенты фильтрации, которые хран тьс  в .множител х 3-1 З-М+1. Сумматор 4 производит суммирование произведений X j,; а -. В конце каждого п-го такта на выходе

сумматора 4 формируетс  счета м

I X,

ходного отсчета м

в начале каждого следующего такта значение выходного отсчета с выхода сумматора 4 перезаписываетс  в блок 5 пам ти, где хранитс  весь следующий такт, поступа  при этом на информационный выход 17 фильтра.

Один раз за М+1 тактов вычислени , когда счетчик 6 по модулю М+1 устанавливаетс  в нулевое состо ние,

а на информационный вход 15 устройства поступает п-й отсчет входного сигнала, начинаетс  первый такт цикла контрол  аппаратуры, причем каждый .цикл контрол  длитс  М+1 тактов вычислени , в течение которых в накапливающем сум -1аторе 9 вычисл етс  значение п+М-го выходного отсчета .

В первом такте цикла контрол  на

выходе дешифратора 10 генерируетс  сигнал логической единицы. Этот сигнал , поступающий на пр мой вход блока 12 запрета, совместно с готри- цательным сигналом, поступающим с

тактового входа 16 в конце первого такта цикла контрол  на инверсный вход блока 12 запрета, приводит к образованию импульса на его выходе. Этот импульс, поступа  на вход установки накапливающего сумматора 9, производит его обнуление. Одновременно с этим очередной п-й отсчет входного сигнала поступает на пер- вьй вход умножител  8, на второй

вход которого поступает коэффициент фильтрации а с выхода блока 7 пам ти коэффициента.

В течение всего цикла контрол  номер коэффициента, считьшаемого из

блока 7 пам ти коэффициентов, определ етс  кодом числа (номером такта контрол ), поступающего на вход блока 7 пам ти коэффициентов с выхода счетчика 6 по модулю М+1, при- .

чем i-му состо ншо счетчика 6 соответствует M-i-й коэффициент фильтрации . В конце первого такта цикла контрол  значение произведени  Х- а„ под действием переднего фрон

М

та сигнала, поступающего на тактовый вход накапливающего сумматора 9, записываетс  в него.

В течение последующих М тактов вычислени  входные отсчеты X,j,j(i

31

f,М).поступающие на информационный вход 15, умножаютс  в умножителе 8 на соответствующие коэффициенты фильтрации. Вычисленные произведени  накапливаютс  в накапливающем сумматоре 9, в котором в начаЛе первого такта следующего цикла вычислени  будет сформировано значение п п+М-го выходного отсчета мо

h+M f- 04,- M-i f- ,- i

1-0 iW

к этому моменту времени такое же значение выходного отсчета (при условии отсутстви  отказов или сбо ) будет находитьс  в блоке 5.

В начале первого такта каждого цикла вычислени  (во врем  присутстви  единичного потенциала на тактовом входе 16 устройства и втором входе элемента И П) импульсом, поступающим с выхода элемента И 11, разрешаетс  работа блока 13 сравнени  . Если в накапливающем сумматоре 9 и блоке 5 наход тс  одинаковые значени  выходных сигналов, что возможно в случае безотказной рабдты, выход блока 13 сравнени  не измен етс , т.е. остаетс  в состо нии логического нул . При возникновении отказа или сбо , что приводит к различным значени м сигнала в блоке 5 и накапливающем сумматоре 9, на выходе блока 13 сравнени  по витс  положительный импульс, который регистрируетс  блоком 14 обнаружени  отказа.В конце первого такта каждого цикла контрол  импульс с выхода блока 12 запрета производит обнуление накапливающего сумматора 9 и процесс контрол  повтор етс .

Блок 14 обнаружени  отказа предназначен дл  того, чтобы единичные сбои не воспринимались как отказ оборудовани , поскольку единичные. сбои не вызывают существенного искажени  выходного сигнала, что св за rio с усредн ющими (фильтрующими) особенност ми контролируемого цифро ваго нерекурсивного фильтра.

Например, единичные сбои в элементах 2-1 - 2-м задержки цифрового нерекурсивного фильтра 1 привод т лишь к кратковременному (длительностью не более М выходных отсчетов) искажению выходной информации фильтра . Абсолютна  величина искажени  при этом не превьшает значени 

  9 -Р макг

г де  .с - значение мак

симально большого коэффициента фильтрации , Р - вес искаженного разр да. Работа блока 14 обнаружени  отказа основана на том, что веро тностный период по влени  импульсов, вызванных отказом оборудовани  (практически один импульс на цикл контрол ) на выходе блока 13 сравнени  в много раз меньше, чем веро тностный период по влени  импульсов, вызванных единичными сбо ми аппаратуры. Вследствие этого блок 14 обнаружени  отказа выполн ет функцию сравнени  частоты следовани  импульсов с выхода блока 13 сравнени  с некоторой частотой 1/Ту, выбираемой из .

соотношени 

Т.,

« Т

сб

где

Тр - веро тностный период возникновени  импульсов на выходе блока 13 сравнени  вследствие отказа аппаратуры , Tgif - аналогичный период вследствие единичных сбоев.

Наиболее приемлемый период следовани  импульсов услови 

Т., Y

От

0

5

0

5

0

5

Сигнал с необходимым периодом следовани  вырабатываетс  счетчиком 22 блока 14 обнаружени  отказа, коэффициент пересчета которого выбираетс  из услови  понижени  частоты следовани  импульсов с выхода блока 12 запрета (один раз за цикл контрол ) до частоты 1/Т.

В исходном состо нии в реверсивный счетчик 25 блока 14 обнаружени  отказа записано число ноль. Импульсные сигналы, по вл ющиес  на первом входе 19 блока в случае устойчивого отказа или в случае сбо , через первый элемент 23 запрета поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 25, содержимое которого при этом увеличиваетс  на единицу. Если реверсивный счетчик 25 измен ет свое состо ние под действием импульсов , вызванных единичными сбо ми , импульсы с выхода счетчика 22 через элемент 24 запрета поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика 25 и устанавливают его в нулевое состо ние.

Код нол  с выхода реверсивного счетчика 25 поступает на вход дешифратора 26 и на его втором выходе

1

по вл етс  единичный потенциал, кото рый, поступа  на инверсный вход второго элемента 24 запрета, запрещает прохождение импульсов с выхода.счетчика 22 на вычитающий вход реверсивного счетчика 25. Этим предотвращает с  его отрицательное переполнение. Если реверсивный счетчик 25 измен ет свое состо ние под действием им пульсов с выхода блока 13 сравнени „ которые обусловлены отказом аппаратуры , несмотр  на поступающие на вычитающий вход реверсивного счетчика 25 импульсы с выхода счетчика 22 (частота которых ниже), число,содержащеес  в реверсивном счетчике 25, будет увеличиватьс .

В конечном итоге это приведет к по влению единичного потенциала на выходе его старшего разр да, который  вл етс  выходом блока 14 обнаружени  отказа и подключен к вьгходу 18 индикации отказа. Когда число, содержащеес  в реверсивном счетчике 25, достигнет своего максимального значени , на первом выходе дешифратора 26 по витс  единичный потенциал , которьй, поступа  на инверсный вход первого элемента 23 запрета, запретит прохождение импульсов с первого входа 19 блока 1А на суммирующий вход реверсивного счетчика 25 Этим предотвращаетс  его положительное переполнение.

В момент первоначального подключени  устройства к питающему напр жению состо ние реверсивного счетчика 25 может установитьс  произвольньм, как и состо ние всех элементов задержки 2-1 - 2-м. Поэтому во врем  вхож,цени  цифрового нерекурсивного фильтра 1 в рабочий режим выход 18 индикации отказа будет сигнализировать о недостоверности информации на информационном входе 19. Однако в процессе работы (при условии, что все блоки функционируют нормально) реверсивный счетчик 25 будет установлен в нулевое состо ние сигналами, поступающими на второй вход 20 блока 14 обнаружени  отказа.

Claims (3)

1. Устройство дл  контрол  цифровых нерекурсивных фильтров, содержащее последовательно соединенныег блок сравнени  и блок обнаружени 

43556

отказов, выход которого  вл етс  выходом индикации отказа, отличающеес  тем, что, с целью повышени  качества контрол  путем обнаружени  многократных сбоев, дополнительно введены последовательно соединенные умножитель,вход которого  вл етс  входом подключени  входа то цифрового нерекурсивного фильтра и информационным входом устройства дл  контрол  цифровых нерекурсивных фильтров, и накапливающий сумматор, выход которого соединен с первыми

15 сигнальными входами блока сравнени , последовательно соединенные счетчик и блок пам ти коэффициентов, выход которого соединен с другим входом умножител , последовательно соеди20 ненные дешифратор,входы которого соединены с соответствующими выходами счетчика, и элемент И, выход которого соединен с управл ющим входом блока сравнени , блок запрета, пр 25 мой вход . которого соединен с выходом дешифратора, а выход соединен с вторым входом блока обнаружени  отказов и с установочным входом накапливающего сумматора, а также блок

30 пам ти выходного сигнала, вход которого  вл етс  входом дл  подключени  выхода цифрового нерекурсивного фильтра , выход соединен с вторыми сигнальными входами блока сравнени  и  вл 2g етс  информационным выходом устройства дл  контрол  цифровых нерекурсивных фильтров, а тактовый вход объединен с входом счетчика, с тактовым входом накапливающего сумматора,

40 с вторым входом элемента И, с инверсным входом блока запрета и  вл етс  тактовым входом устройства дл  конт-- рол  цифровых нерекурсивных фильтров и цифрового нерекурсивного фильт45 ра,

2. Устройство по п.1, о т л и - чающеес  тем, что блок обнаружени  отказов содержит первый

50 элемент запрета, пр мой вход которого  вл етс  первым входом блока обнаружени  отказов, второй элемент запрета, счетчик, вход которого  вл етс  вторым входом блока обнаруже55 ни  отказов, а выход соединен с пр мым входом второго элемента запрета, дешифратор, первый и второй выходы которого соединены с инверсными входами соответственно первого и Бторого элементов запрета,- а также реверсивный счетчик,суммирующий вход которого соединен с выходом первого элемента запрета, вычитающий вход соединен с выходом второго элемента запрета, а выходы соединены с соответствующими входами дешифратора , при этом выход старшего разр да реверсивного счетчика  вл етс  выходом блока обнаружени  отказов.

3. Устройство по п.1, отличающеес  тем, что блок срав3556

10

нени  содержит элемент ИЛИ, элемент ;И и К элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первые входы которых  вл ютс  первыми сигнальными входами блока сравнени , вторые входы  вл ютс  вторыми сигнальными входами блока сравнени , а выходы через элемент ИЛИ соединены с первым входом элемента И, второй вход которого  вл етс  управл ющим входом блока сравнени , а выход  вл етс  выходом блока сравнени .

«Рие.З

От И