SU1543542A1

SU1543542A1 - Адаптивный цифровой фильтр

Info

Publication number: SU1543542A1
Application number: SU874339188A
Authority: SU
Inventors: Алексей Сергеевич Бурый; Владимир Владимирович Васильев; Виталий Иванович Макеев; Сергей Анатольевич Прусенко
Original assignee: Военная академия им.Ф.Э.Дзержинского
Priority date: 1987-12-04
Filing date: 1987-12-04
Publication date: 1990-02-15

Abstract

Изобретение относитс к радиотехнике. Цель изобретени - повышение точности фильтрации. Фильтр содержит блоки элементов И 1,5 и 19, регистры 2, 16 и 20, триггер 3, элементы ИЛИ 4 и 8, вычитатель 6, блок усреднени 7, генератор 9 тактовых импульсов, счетчик 10, блок сравнени 11, формирователь 12 импульсов, блок пам ти 13, умножитель 14, сумматор 15, матричные умножители 17 и 21 и блок элементов задержки 18. В данном фильтре используютс оценки измерений быстрого темпа дл получени оценок измерений на момент времени, формируемый на передающей стороне. Цель изобретени достигаетс путем обеспечени получени оценок измерений при более медленном темпе их поступлени . 2 ил.

Description

§

IE

СП

4 СО

сл

i

3154

Изобретение относитс к радиотехнике и может быть использовано дл фильтрации результатов измерений физического параметра,,

Цель изобретени - повышение точности фильтрации.

На фиг. 1 приведена электрическа структурна схема адаптивного цифрового фильтра; на фиг. 2 - временные Диаграммы, по сн ющие его работу. Адаптивный цифровой фильтр содержи первый блок 1 элементов И, первый регистр 2, триггер 3, первый элемент ИЛИ 4, второй блок 5 элементов И, вы- читатель 6, блок 7 усреднени , второй элемент ИЛИ 8, генератор 9 тактовых импульсов, счетчик 10, блок 11 сравнени , формирователь 12 импульсов, блок 13 пам ти, умножитель 14, сумматор 15, второй регистр 16, первый матричный умножитель 17, блок 18 элементов задержки, третий блок 19 элементов И, третий регистр 20 и второй матричный умножитель 21„

Дл получени алгоритма работы адаптивного цифрового фильтра используетс следующее выражение:

y(tj) y0(tj) + K(t-Hz(tj), (1)

где у (t1 ) - значение оцениваемого

параметра на момент вр$мени ti

w

величина корректирующего сигнала;35

K(f) - коэффициент усилени адаптивного цифрового фильтра на момент времени t

30 го первый блок 1 закрываетс , а второй блок 5 открываетс , обеспечива поступление следующих групп импульсов 2(t:) на первый вход вычитател 6, а через второй элемент ИЛИ 8 - на вход запуска генератора 9, который начинает вырабатывать тактовые

импульсы с периодом , соответствующим темпу работы модели движени . Выход генератора 9 подключен к входам

UZ(tj)

записи регистров 16 и 20 и к счетному

сигнал ошибки между оцен-40 .входу счетчика 1Qo совпадении ко- кой текущего наблюдени и фактическим наблюденидов на выходах первого регистра 2 и счетчика 10 на выходе блока 11 сравне ни по вл етс импульс, который посту- 45 пает на вход формировател 12, сбрасывает в О счетчик 10, закрывает третий блок 19 и поступает на вход останова генератора 9 В блоке 7 усреднени вычисл етс сигнал у (t , t- ). На выходе вычитател 6 формируетс сигнал ошибки (2), который действует на первый вход умножител 14, на второй вход которого поступают значени K(tj) на момент времени tj с выхода блока 13 пам ти, которые перед началом работы записываютс в блок 13 на каждый j-й (,n) момент времени, а снимаютс с его выхода под действием сигналов с выхода блока 11 сравнени .

ем,

ем

&Z(tp Z (tj) - у (tj, tj.,),

Z(tj) , t.,) - (2)

входной сигнал адаптивного цифрового фильтра; i m - любое число усредн емых, значений сигнала; последовательность наблюдений (измерений), усредн емых на передающей стороне, причем г - 1 ,п, а момент усреднени кра

z(tp

тен

t;, т.е. Lj mt; ;

5

те5

y(t,,

.

(tjj, ,) - усредненна оценка кущего наблюдени . Из выражений (1) и (2) видно, что в адаптивном цифровом фильтре используютс оценки измерений быстрого темпа (tp дл получени оценок измерений на момент времени t:, формируемый на передающей стороне.

Адаптивный цифровой фильтр работает следующим образом.

Первоначально на пр мом выходе триггера 3 устанавливаетс О, тогда второй блок 5 закрыт, а первый блок 1 открыт. Входной сигнал Z(t) в параллельном двоичном коде есть по0 следовательность посылок, перва из которых вл етс кодовой (фиг. 2а), соответствующей числу усредненных измерений темпа, поэтому она вначале записываетс в первый регистр 2, за5 тем следуют измерительные сигналы. По заполнении первого регистра 2 через первый элемент ИЛИ 4 на вход установки триггера 3 поступает сигнал, перебрасывающий его в 1, после че0 го первый блок 1 закрываетс , а второй блок 5 открываетс , обеспечива поступление следующих групп импульсов 2(t:) на первый вход вычитател 6, а через второй элемент ИЛИ 8 - на вход запуска генератора 9, который начинает вырабатывать тактовые

.входу счетчика 1Qo совпадении ко-

дов на выходах первого регистра 2 и счетчика 10 на выходе блока 11 сравнени по вл етс импульс, который посту- пает на вход формировател 12, сбрасывает в О счетчик 10, закрывает третий блок 19 и поступает на вход останова генератора 9 В блоке 7 усреднени вычисл етс сигнал у (t , t- ). На выходе вычитател 6 формируетс сигнал ошибки (2), который действует на первый вход умножител 14, на второй вход которого поступают значени K(tj) на момент времени tj с выхода блока 13 пам ти, которые перед началом работы записываютс в блок 13 на каждый j-й (,n) момент времени, а снимаютс с его выхода под действием сигналов с выхода блока 11 сравнени .

л. (, - v - I f

HPCt}, tj.,) N- (tj)

поступающих на управл ющий вход блока 13. K(tj) определ ютс из выражений

K(t)) 6(tpH(tj)N 1(t));

0.(t)fP(tj, tb)e(tj )PT(t , t j.,)(tj)N- (tj)H(tj)jJ (3)

где H(tj)

Л соответственно матрицы измерений и пе-. реходна размером пхг и (гхгД индексы Т и -1 означают операцию транспонировани и обращени матрицы;

ковариационна матрица шумов измерений. С выхода умножител 14 сигнал поступает на второй вход сумматора 15, на первый вход которого подаетс сиг- нал y0(t;) P(t;, tf, )y (t ;, ), который снимаетс с выхода первого матричного умножител 17, на вход которого поступает предыдущее значение оценки y(t ;, ) на (момент времени t ;, , дл чего используетс блок 18 . элементов задержки, осуществл ющий задержку на один такт. С выхода сумматора 15 сигнал поступает на вход второго регистра 16 пам ти . С выхода второго регистра 16 пам ти сигнал поступает на вход блока 18 элементов задержки. С выхода первого матричного умножител 17 сигнал поступает на вход второго матричного умножител 21 С выхода второго матричного умножител 21 сигнал действует на вход третьего регистра 20, с выхода которого информаци снимаетс в момент прихода тактовых импульсов с выхода генератора 9, и поступает на первый вход третьего блока 19, на второй вход которого действует управл ющий импульс с выхода блока 11 сравнени . Третий блок 19 запираетс на продолжительность усреднени (в аппаратурном смысле). С выхода второго регистра 16 снимаетс оценка y(t;), котора при i m соответствует t:.

Таким образом, предлагаемый адаптивный цифровой фильтр обеспечивает получение оценок измерений при более медленном темпе их поступлени о Изобретение обеспечивает расширение функциональных возможностей устройства за счет реализации возможности работы

0

5

с усредненной входной информацией, . что приводит к значительной разгрузке канала св зи

Claims

Формула изобретени

Адаптивный цифровой фильтр, содержащий вычитатель, умножитель, сумматор , первый матричный умножитель, выходы которого соединены с первыми входами сумматора, второй матричный , умножитель и блок сравнени , отличающийс тем, что, с це- g лью, повышени точности фильтрации, введены последовательно соединенные первый блок элементов И, первый регистр , первый элемент ИЛИ и триггер, выход которого соединен с первыми входами первого блока элементов И, вторые входы которого вл ютс входом адаптивного цифрового фильтра, второй регистр, блок элементов задержки , второй блок элементов И, первые входы которого соединены с вто- рыми входами первого блока элементов И, а выходы соединены через последовательно соединенные вычитатель и умножитель с вторым входом сумматора, выход которого подключен к входам второго регистра, выходы которого вл ютс выходом адаптивного цифрового фильтра и соединены.черэз блок элементов задержки с входами- первого матричного умножител , выходы которого подключены к входам второго матричного умножител , последовательно соединенные третий регистр, входы которого соединены с выходами второго матричного умножител , третий блок элементов И и блок усреднени , выход которого соединен с вторым входом вы- читател , формирователь импульсов,

выход которого соединен с входом сбро- i с са триггера, выход которого соединен

с вторыми входами второго блока элементов И, блок пам ти, выход которого еоединен с вторым входом умножител , последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и счетчик, выход которого соединен через блок срав- нени с входом формировател импульсов , вторыми входами третьего блока элементов И, управл ющими входами бло- с ков пам ти и усреднени , входом останова генератора тактовых импульсов и входом сброса счетчика, и второй элемент ИЛИ, вход которого соединен с выходами второго блока элементов

0

5

0

0

И, а выход подключен к входу запуска генератора тактовых импульсов, выход которого соединен с входами записи

второго и третьего регистров, причем второй вход бпока сравнени соединен с выходом первого регистра.

Информационный Кодова сигналпосылка