SU1406731A1 - Устройство дл контрол цифровых нерекурсивных фильтров - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к системам контрол . Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей. Устр-во содержит умножитель 1, накапливающий сумматор 2, блоки сравнени  3 и 4. Ц 5 и б, эл-т запрета 7, блок обн. 1ружени  8 отказов , дешифратор 9, счетчик 1(1 и цифровой не)екурсивный фильтр 11. Цель досгиг легс  путем обеспечени  контрол  ццфровы.х нерекурсивных фильтров с последовательным н. ;- коиление.м выходны.х отсчетов с помощью введенных И 6 и блока сравнени  4. Устр-во но п.п. 2 и 3 ф-лы отличаетс  В1Л- нолнением блока обнаружени  8 отказов и накапливающего сумматора 2. Даны их H.I. 2 3. Н. ф-лы, 3 ил.

Description

(Л

05

ОО

Изобретение относитс  к системам контрол  и может быть использовано дл  контрол  цифровых нерекурсивных фильтров.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей нутем обеспечени  контрол  цифровых нерекурсивных фильтров с последовательным накоплением выходных отсчетов.

На фиг. 1 представлена электрическа  структурна  схема устройства дл  контрол  цифровых нерекурсивных фильтров совместно с контролируемым цифровым нерекурсивным фильтром; на фиг. 2 - схема блока обнаружени  отказов; на фиг. 3 - схема накапливающего сумматора.

Устройство дл  контрол  цифровых нерекурсивных фильтров (фиг. 1) содержит умножитель 1, накапливающий сумматор 2, первый и второй блоки 3, 4 сравнени , первый и второй эле.менты И 5. 6, элемент запрета 7, блок 8 обнаружени  отказов, дешифратор 9. счетчик 10.

Цифровой нерекурсивный фильтр 11 содержит накапливающий сумматор 12, коммутатор 13. регистр 14 сдвига, умножитель 15, счетчик 16, дешифратор 17, блок 18 пам ти коэффициентов, тактовый вход 19. информационный вход 20, сигнальный выход 21, тактовый выход 22, выход 23 номера такта, выход 24 коэффициентов и выход 25 состо ни  цифрового нерекурсивного фильтра.

Блок 8 обнаружени  отказов (фиг. 2) содержит счетчик 26, первый и второй элементы запрета 27. 28. реверсивный счетчик 29 и дешифратор 30.

Накапливающий сумматор 2 (12) (фиг. 3) содержит комбинационный сумматор 31, регистр 32, блок 33 элементов запрета.

Устройство дл  контрол  цифровых нерекурсивных фильтров совместно с контро- лируемьЕМ цифровым фильтром работает следующим образом.

В начале каждого цикла формировани  очередного выходного отсчета У„ счетчик 16, который организован как счетчик по модулю M+l (М - пор док цифрового нерекурсивного фильтра), устанавливаетс  в нулевое состо ние. Вследствие этого на выходе дешифратора 17,  вл ющимс  дешифратором нул , по вл етс  импульс с длительностью , равной периоду тактового сигнала. Этот импульс, поступа  на управл ющий вход коммутатора 13, переводит его в режим коммутации сигнала с информационного входа 20 на вход регистра 14 сдвига.

В начале каждого цикла вычислени  в накагитивающем сумматоре 12 хранитс  значение выходного сигнала , которое было сформировано в предыдущем цикле вычислени . Ноэтому импульсом, поступающим с выхода дешифратора 17 на управл ющий вход накапливающего сумматора 12, в последнем блокируетс  передача числа с выхода регистра 32 на вход комбинационного сумматора 31, на другой вход которого в этот

0

5

0

5

5

0

5

0

5

0

момент времени с выхода умножител  15 поступает произведение (п-м)-го выходного отсчета на м-й коэффициент фильтрации , которое проходит без изменени  на вход регистра 32 накапливающего сумматора 12, куда и записываетс  с приходом следующего тактового импульса, поступающего с входа 19. Таким образом, начинаетс  формирование очередного п-го выходного отсчета. Затем сигнал с выхода дешифратора 17 переводит коммутатор 13 в режи.м коммутации сигнала с выхода регистра 14 сдвига на его же вход и разрешает прохождение сигнала с выхода регистра 14 на вход комбинационного сумматора 31 накапливающего сумматора 12.

В течение следующих М тактов к содержимому накапливающего сумматора 12 последовательно фибавл ютс  произведени  x,,ia,, причем i измен етс  от (М-1) до 0. В конце (M-(-l)-ro такта каждого цикла вычислени  на выходе комбинационного сумматора 31 накапливающего сумматора 12 формируетс  сумма

н

п Хх„.,а,.

t-O

котора  в первом такте следующего цик.па вычислени  записываетс  в накапливающий сумматор 12 и оттуда поступает на сигнальный выход 21 цифрового нерекурсивного фильтра 11.

В течение (M-(--l)-ro цикла вычислени  выходных отсчетов осуществл етс  цикл контрол . Начало каждого цикла контрол  определ етс  нулевы.м состо нием счегчики 10,  вл ющи.мс  счетчиком циклов (единичным им11 льсом на выходе дешифратора 9,  вл ющимс  дешифратором нул ).

Контроль осуществл етс  путем накоплени  в накапливающе.м сумматоре 2 одного выходного отсчета за (М-|-1) цикл вычислени  одного выходного отсчета и дальнейшего сравнени  содержимого накапливающих сумматоров 12 и 2.

Рассмотрим процесс формировани  контрольного выходного отсчета. Дл  определенности условимс , что формирование контрольного отсчета начинаетс  в момент времени , когда на информационном входе 20 присутствует входной сигнал х,,. В этом случае в накапливающем сумматоре 2 будет формироватьс  (п + м)-й выходной отсче. Процесс накоплени  значени  выходного отсчета в накапливающем сумматоре 2 полностью аналогичен процессу накоплени  выходного отсчета в накапливающем сумматоре 12 фильтра. Управление работой накапливающего сумматора 2 осуществл етс  сигналом с выхода дещифратора 9. Тактирование записи информации в накапливающий сумматор 2 осуществл етс  импульсом с выхода второго блока 4 сравнени , который производит сравнение состо ний счетчика 16 тактов и счетчика 10. Во врем  первого цикла

вычислени  каждого цикла контрол  сигнал на выходе второго блока 4 сравнс1;1и  по вл етс  в первом такте вычислени . В это врем  под управлением кода с выхода счетчика 16, поступающего на адресный вход блока 18 пам ти коэффициентов, из последнего производитс  считывание коэффициента а„, который в умножителе 1 умножаетс  на значение текущего входного отсчета Хп. В конце первого такта первого цикла вычислени  произведение x,,a« записываетс  в накапливающий сумматор 2. Значение х„, записанное в регистр 14 сдвига в первом такте (п + м)-го цикла вычислени , в умножителе 15 будет также умножатьс  на коэффициент а„, а с произведени  х„а« в накип- ливающем сумматоре 12 начнетс  формирование (п + м)-го выходного отсчета.

Во втором такте второго цикла вычислени  произведение входного отсчета х„ на коэффициент am- приплюсовываетс  к содержимому накапливающего сумматора 2. А во втором такте (п-|-м)-го цикла вычислени  это же произведение .iam-i будет приплюсовано к содержимому накапливающего сумматора 12. Таким образом в конце (п-)--м)-го цикла вычислени  на выходах комбинационных сумматоров 31 накапливающих сумматоров 12 и 2 будет сформирована одна и та же сумма, определ юща  значение (п + м)-го выходного отсчета.

м VV ,,

п-t-i т i

-0

Значени  записываютс  в накапливаю- 1цие сумматоры 12 и 2 в начале первого такта первого цикла вычислени  следующего цикла контрол  и одновременно присутствуют на их выходах в течение этого такта.

Если в процессе работы в результате сбо  или отказа в одном из накапливающих сумматоров 12 или 2 или в обоих сразу будет сформирован неверный результат, то на выходе первого блока 3 сравнени , работа которого разрешаетс  в первом такте первого цикла вычислени  импульсом, сформированным в элементе И 6 и элементе запрета 7, по витс  импульс, сигнализирующий о невер- но.м результате вычислени . Этот импульс поступает на блок 8 обнаружени  отказов. Блок 8 обнаружени  отказов предназначен дл  того, чтобы единичные сбои, возникающие при работе нерекурсивного цифрового фильтра 11, не воспринимались как его отказ. В исходном состо нии в реверсивный счетчик 29 записан ноль. Импульсные сигналы, которые по вл ютс  на входе блока 8 в случае устойчивого отказа или в случае сбо , через первый элемент запрета 27 поступают на суммарный вход реверсивного счетчика 29, содержимое которого при этом увеличиваетс  на единицу. Учитыва , что веро тностный период по влени  импульсов на выходе первого блока 3 сравнени , вызванных сбо ми, во много раз больше веро тностного

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

периода по влени  импульсов, вызванных отказом (практически один импульс в каждом цикле контрол ), то на вычитающий вход реверсивного счетчика 29 через второй элемент запрета 28 поступают импульсы усред нени  с периодом TnT«Tv Ti6, где Ту - период следовани  импульсов усреднени ; Тот - веро тностный период возникновени  импульсов на выходе первого блока-3 сравнени  вследствие отказа; Ten - аналогичный период вследствие сбо . На практике наиболее приемлемый период следовани  импульсов Ту следует выбирать из соотношени 

Тот- Тсб.

Таким образом, если реверсивный счетчик 29 измен ет свое состо ние под действием импульсов, вызванных единичными сбо ми, то импульсы через второй э.- .е/иент запрега 28 установ т реверсивный счетчик 29 вновь в нулевое состо Е1ие. Код нул  с выхода реверсивного счетчика 29 поступает iia вход дешифратора 30 и на его втором выходе по вл етс  единичный потенциал, который, поступа  на инверсный вход второго эле мента запрета 28, запрещает прохождение импульсов на вычитающий вход реверсивного счетчика 29. Этим предотв)ащаетс  его отрицательное переполнение.

В случае, если реверсивный счетчик 29 измен ет свое состо ние под действием импульсов с выхода первого блока 3 сравнени , по вление которых обусловлено отказом какого-либо блока цифрового нерекурсивного фильтра 11, то, несмотр  на поступающие на вычитающий вход реверсивного счет чика 29 импульсы ycpeд leни , число, co.iep- жащеес  в реверсивном счетчике 29, будет увеличиватьс . Это св зано с тем, что частота импульсов, поступающа  на суммирующий вход реверсивного счетчика 29, больше частоты импульсов, поступающих на его вычитающий вход. Заполнение реверсивного счетчика 29 приведет к по влению единичного потенциала lia выходе его старшего разр да, что будет сигнализировать об отказе цифрового нерекурсивного фильтра 11.

Учитыва , что накоп.тение информации в накапливающих сумматорах 12 и 2 производитс  по двум независимым трактам, выход из стро  любого блока, принимающего участие в вычислении, приведет к несовпадению в момент контрол  значений сигналов на выходах накапливающих сумматоров 12 и 2.

Claims (3)

1. Устройство дл  контрол  цифровых нерекурсивных фильтров, содержащее последовательно соединенные умножитель, вход которого  вл етс  входом дл  подключени  к информационному входу цифрового нерекурсивного фильтра, накапливающий сумматор , первый блок сравнени  и блок обнаружени  отказов, выход которого  вл етс  выходом устройства дл  контрол  цифровых

нерекурсивных фильтров, последовательно соединенные счетчик и дешифратор, а также первый элемент И и элемент запрета, инверсный вход которого объединен с первым входом первого элемента И и  вл етс  вхо- дом подключени  тактового сигнала цифрового нерекурсивного фильтра, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей путем обеспечени  контрол  цифровых нерекурсивных фильтров с последовательным накоплением выходных отсчетов , введены второй элемент И и второй блок сравнени , первый вход которого соединен с выходом счетчика, второй вход  вл етс  входом подключени  сигнала к выходу номера такта цифрового нерекурсивного фильтра, управ:1 юпхий вход об1 единен с нер- вым входом первого элемента И, а выход соединен с тактовым входом наканливающе- го сумматора, управл ющий вход которого объединен с первым входом второго элемента И и соединен с выходом дешифратора, при этом вх(Х 1, счетчика  вл етс  входом номера такта цифрового перекурсивного фильтра , второй вход умножител   вл етс  входом дл  подключени  к входу коэффициен- T(jB цифрового перекурсивного фил1)тра, второй вход второго элемента И  вл етс  входом подключени  сигнала состо ни  циф- poBoi o нерекурсивного фильтра, пр мой вход элемента запрета подключен к входу второю э.лемепта И, а выход соединен с управл ющим входом первого блока сравнени , второй сигнальный вход которого  вл етс 

5

0

5

0

входом подключени  выходного сигнала цифрового нерекурсивного фильтра, второй вход первого элемента И соединен с выходом второго элемента И, а выход соединен с вторым входом блока обнаружени  отказов.

2. cтpoйcтвo по п. 1, отличающеес  тем, что блок обнаружени  отказов содержит последовательно соединенные реверсивный счетчик и дешифратор, первый элемент запрета, инверсный вход которого соединен с первым выходом дешифратора, пр мой вход  вл етс  первым входом блока обнаружени  отказов , а выход соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, выход старшего разр да которого  вл етс  выходом блока обнаружени  отказов, а также последовательно соединенные счетчик, вход которого  вл етс  вторым входом блока обпару- жени  отказсзв, и второй элемент запрета, инверсный вход KOTopoi o соединен с вторым выходом дешифрагора, а выход соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика.

3.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что накапливающий сумматор содержит пос- ледовательпо соединенные блок элементов запрета, инверсный вход которого  вл етс  управл ющим входом накапливаюп1его сумматора , комбинационный сумматор, вто)ой вход которого  вл етс  сигналь}1ым входом накапливаюнхего сумматора, и регистр, тактовый вход которого  вл етс  тактовым входом накап:1ивак)|пег(. сумматора, а вы.од соединен с пр .мым входо.м бл(жа элемептов зац)ета.

Физ