SU881986A2 - Цифровой фильтр - Google Patents

Description

Изобретение относится к вычислительной техники и может быть исполь· зовано в цифровой измерительной аппаратуре для выделения импульсов, попадающих в полосу пропускания,верхняя граничная частота и ширина которой задается цифровым кодом.

Известен цифровой фильтр, содержащий одновибраторы и элементы И,

Недостатком этого цифрового фильтра является сложность перестройки.

По основному авт.св. № 691871 известен цифровой фильтр, содержащий элемент И-НЕ, дифференцирующий элемент, одновибратор, генератор импульсов,. элементы И, ИЛИ и два делителя у].

Недостатком данного устройства является невозможность автоматического входа фильтра в режим слежения за управляющим сигналом.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет автоматического ввода цифрового фильтра в режим слежения.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство дополнительно введены два компаратора, два элемента И, два регистра, два счетчика, элемент ИЛИ и формирователь пачек импульсов, первые группы входов первого и второго¹ компараторов являются соответственно первой и второй группой входов фильтра, вторая группа входов первого компаратора соединена с выходами первого регистра и объединена с группой входов первого делителя, установочные входы первого регистра соединены с выходами первого счетчика, счетный вход которого соединен с вычитающим входом второго счетчика и выходом формирователя пачек импульсов, группа управляющих входов которого является· третьей группой входов фильтра, а запускающий вход формирователя пачек импульсов соединен с выхо3

881986 дом элемента И-НЕ и инверсными входами первого и второго элементов И, прямые входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго компараторов, вторая группа вводов второго компаратора объединена с группой входов второго делителя и соединена с выходами второго регистра, вспомогательный вход записи которого объединен с входами сброса Первого регистра и первого счетчика, входом записи второго счетчика и соединен с выходом элемента ИЛИ,первый вход которого является управляющим входом цифрового фильтра, а второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом фиксации переполнения второго делителя, выхода второго счетчика соединены с входами установки второго регистра, входы записи первого и второго регистров соединены с выходами соответственно первого и второго элементов И, а входы установки второго счетчика являются четвертой группой входов фильтра.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемоего фильтра.

Цифровой фильтр содержит элемент И-НЕ 1, дифференцирующий элемент 2, одновибратор 3, генератор импульсов 4, элементы И 5-7, ИЛИ 8, делители 9,10, компараторы 11,12, элементы И 13,14, регистры 15,16, счетчики 17,18, формирователь пачек импульсов 19, элемент ИЛИ 20, вход 21 фильтра, выход фильтра 22, группы входов фильтра 23-25 , управляющий вход 26, группа входов 27 фильтра.

Цифровой фильтр работает следую- . щим образом.

В начальный момент работы фильтра на группу входов 23 подается код, определяющий верхнюю граничную частоту, на группу входов 24 подается код, определяющий заданную? полосу пропускания, на группу входов 25, подается код, определяющий заданную скорость входа фильтра в установившийся режим, на группу входов 27 подается код, определяющий нижнюю граничную частоту допустимой частоты прихода входных сигналов.

Для начала работы на вход 26 подается запускающий импульс, который обеспечивает сброс регистра 15, запись в регистр 16 и сброс счетчика 17, а также запись в счетчик 18 кода, определяющего нижнюю граничную частоту. Импульсы с генератора 4 поступают через элемент И 5 на счетный вход делителя 9. Так как на управляющих входах этого делителя нулевой код, подаваемый с регистра

15, то первый же импульс вызывает на выходе этого счетчика появление единичного потенциала, что,в свою очередь, обеспечивает формирование одновибратором 3 импульса, который сбрасывает делитель 10, что вызывает появление на его инверсном выходе единичного потенциала» После этого,делитель 10 начинает заполняться импульсами, поступающими от генератора 4 через элемент И 6 на вход этого де-, лителя. Если во время заполнения делителя 10 появляется входной сигнал на входе-21, дифференцирующий элемент формирует из· этого сигнала импульс, который через элемент И-НЕ проходит на выход 22 фильтра. Этот импульс проходит через' элементы 13,14 на входы записи регистров 15 и 16, а также запускает формирователь импульсов 19, на выходе которого формируется серия импульсов, которые суммируются счетчиком 17 и вычитаются из кода, записанного в счетчик 18. Новые коды, сформированные в счетчиках 18 и 17 записываются в регистры 16 и 15. Таким образом, если в начальный момент код, записанный в счетчик 17 и регистр 15, определяющий верхнюю граничную частоту, равен нечно тоте,

16, и пропускания равную в начальный момент нижней границе полосы.пропускания, т.е. максимальному разреженному периода прихода входных сигналов.

По мере прихода входных сигналов происходит заполнение счетчика 17 и уменьшение кода, записанного в счетчик 18. Коды из этих счетчиков переписываются в регистры соответственно 15 и 16 до тех пор, пока не сравняются с кодами, определяющими верхнюю граничную частоту и полосу про⁵⁰. пускания и поданными₍на входы 23 и 24. При совпадении кодов компаратора 11 и 12 вырабатывают на выходах сигналы, которые обеспечивают блокировку соответствующих элементов 13 или 14 и, следовательно, дальнейшее изменение кодов в регистрах. В этом случае цифровой фильтр переходит в установившийся режим работы.

нулю, что соответствует бескобольшой верхней граничной часа код, записанный в регистре счетчик 18 определяют полосу

При этом на управляющих входах делителей 9 и 10 заданы коды, определяющие верхнюю граничную частоту и полосу пропускания. Входной сигнал, поданный на вход 21, преобразуется 5 дифференцирующим элементом 2 в импульс, проходящий через элемент И 7, элемент ИЛИ 8 и обнуляющий делитель 9, на прямом выходе которого устанавливается нулевой потенциал, »0 а единичный потенциал инверсного выхода, поступая на вход элемента И 5 разрешает прохождение импульсов от генератора импульсов 4 на счетный вход делителя 9, после его заполце- 15 ния.

На прямом выходе делителя 9 появляется единичный потенциал. При этом запускается одновибратор 3, выходной импульс которого обнуляет де- 20 литель 10, на инверсном выходе которого устанавливается единичный потенциал. Если теперь на вход 21 поступает входной сигнал, он пропускается цифровым фильтром, сбрасывая при этом 25 делитель 9 в состояние нуль. Наличие единичного потенциала на инверсном выходе делителя 10, разрешающее прохождение импульсов от генератора импульсов 4 через элемент И 6 на счет- ₃₀ ный вход делителя 10, продолжается до заполнения этого делителя.

Таким образом, цифровой фильтр пропускает импульсы с частотой от ' ^до ТътГ* ^{Если В течение} ' 35 времени звполнения делителя 10 на входе 21 не появляется входной сигнал, то по истечении этого времени на выходе переполнения делителя 10 появляется сигнал переполнения, который, проходя через элемент 20, возвращает устройство в исходное состояние. В этом случае, который возникает, например,. при скачкообразном изменении фазы входного сигнала, сопровождающее выходом устройства из режима слежения,⁴⁵ начинается новая настройка с посте-, пенным уменьшением полосы пропускания до заданного значения.

Предлагаемый цифровой фильтр-, обес- ⁵⁰ печивает автоматическую привязку интервала времени разрешения пропускания к фазе входного сигнала, т.е. автоматическое слежение за входным сигналом. ⁵⁵

Claims (1)

1. Изобретение относитс  к вычислительной техники и может быть испол зовано в цифровой измерительной апп ратуре дл  выделени  импульсов, попа дающих в полосу пропускани ,верхн   гранична  частота и ширина котЪрой задаетс  цифровым кодом. Известен цифровой фильтр, содержа щий одновибраторы и элементы И Недостатком этого цифрового фильт ра  вл етс  сложность перестройки. По основному авт.св. № 691871 известен цифровой фильтр, содержащий элемент И-НЕ, дифференцирующий элемент , одновибратор, генератор импуль сов, элементы И, ИЛИ и два делител  0 . Недостатком данного устройства  вл етс  невозможность автоматического входа фильтра в режим слежени  за управл ющим сигналом. Цель изобретени  - расширение фун кциональных возможностей за счет автоматического ввода цифрового фильтра в режим слежени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известное устройство дополнительно введены два компаратора, два элемента И, два регистра, два счетчика , элемент ИЛИ и формирователь пачек импульсов, первые группы входов первого и второго компараторов  вл ютс  соответственно первой и второй группой входов фильтра, втора  группа входов первого компаратора соединена с выходами первого регистра и объединена с группой входов первого делител , установочные входы первого регистра соединены с выходами первого счетчика, счетный вход которого соединен с вычитающм входом второго счетчика и выкодом формировател  пачек импульсов, группа управл ющих входов которого  вл ет с  третьей группой входов фильтра , а запускающий вход формировател  пачек импульсов соединен с выхо3 дом элемента И-НЕ и инверси ми входа ми первого и второго элементов И, пр мые входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго компараторов, втора  группа взводов второго компаратора объединена с группой входов второго делител  и соединена с выходами второго регистра, вспомогательный вход запис которого объединен с входами сброса рервого регистра и первого счетчика входом записи второго счетчика и соединен с выходом элемента ИЛИ,первый вход которого  вл етс  управл ющим входом цифрового фильтра, а вто рой вход элемента ИЛИ соединен с выходом фиксации переполнени  второго делител , выходы второго счетчика соединены с входами установки второго регистра, входы записи первого и второго регистров соединены с выходами соответственно первого и второг элементов И, а входы установки второ го счетчика  вл ютс  четвертой группой входов фильтра. На чертеже изображена блок-схема предлагаемоего фильтра, Цифровой фильтр содержит элемент И-НЕ 1, дифференцирующий элемент 2, одновибратор 3, генератор импульсов 4, элементы И 5-7, ИЛИ 8, делители 9,10, компараторы 11,12, элементы И 13,14, регистры 15,16, счетчики 17,18, формирователь пачек импульсов 19, элемент ИЛИ 20, вход 21 фильтра выход фильтра 22, группы входов филь ра 23-25 , управл ющий вход 26, груп па входов 27 фильтра. Цифровой фильтр работает следующим образом. В начальный момент работы фильтра на группу входов 23 подаетс  код, определ ющий верхнюю граничную частоту , на группу входов 24 подаетс  код, определ ющий заданную полосу пропускани , на группу входов 25 подаетс  код, определ ющий заданную скорость входа фильтра в установившийс  режим, на группу входов 27 подаетс  код, определ ющий нижнюю граничную частоту допустимой частоты прихода входных сигналов. Дп  начала работы на вход 26 подаетс  запускающий импульс, который обеспечивает сброс регистра 15, запись в регистр 16 и сброс счетчика 17, а также запись в счетчик 18 кода , определ ющего нижнюю граничную частоту. Импульсы с генератора 4 64 поступают через элемент И 5 на счетный вход делител  9. Так как на управл ющих входах этого делител  нулевой код, подаваемый с регистра 15, то первый же импульс вызывает на выходе этого счетчика по вление единичного потенциала, что,в свою очередь , обеспечивает формирование одновибратором 3 импульса, который сбрасывает делитель 10, что вызывает по вление на его инверсном выходе единичного потенциала. После этого,делитель 10 начинает заполн тьс  импульсами , поступающими от генератора 4 через элемент И 6 на вход этого де-. лител . Если во врем  заполнени  делител  10 по вл етс  входной сигнал на входе-21, дифференцирующий элемент формирует из- этого сигнала импульс ,который через элемент И-НЕ проходит на выход 22 фильтра. Этот импульс проходит через элементы 13,14 на Входы записи регистров 15 и 16, а также запускает формирователь импульсов 19,-на выходе которого формируетс  сери  импульсов, которые суммируютс  счетчиком 17 и вычитаютс  из кода, записанного в счетчик 18. Новые коды, сформированные в счетчиках 18 и 17 записываютс  в регистры 16 и 15. Таким образом, если в начальный момент код, записанный в счетчик 17 и регистр 15, определ ющий верхнюю граничную частоту, равен нулю, что соответствует бесконечно большой верхней граничной частоте , а код, записанный в регистре 16, и счетчик 18 определ ют полосу пропускани  равную в начальный момент нижней границе полосы.пропускани , т.е. максимальному разреженному периода прихода входных сигналов. По мере прихода входных сигналов происходит заполнение счетчика 17 и уменьшение кода, записанного в счетчик 18. Коды из этих счетчиков переписываютс  в регистры соответственно 15 и 16 до тех пор, пока не сравн ютс  с кодами, Определ юи1ими верхнюю граничную частоту и полосу про пускани  и поданными на входы 23 и 24. При совпадении кодов компаратора 11 и 12 вырабатывают на выходах сигналы, которые обеспечивают блокировку соответствующих элементов 13 или 14 и, следовательно, дальнейшее изменение кодов в регистрах. В этом случае цифровой фильтр переходит в установившийс  режим работы. При этом на управл ющих входах делителей 9 и 10 заданы коды, определ ющие верхнюю граничную частоту и полосу пропускани . Входной сигнал, поданный на вход 21, преобразуетс  дифференцирующим элементом 2 в импульс , проход щий через элемент И 7, элемент ИЛИ 8 и обнул юпщй делитель 9, на пр мом выходе которого устанавливаетс  нулевой потенциал, а единичный потенциал инверсного выхода , поступа  на вход элемента И 5 разрешает прохождение импульсов от генератора импульсов 4 на счетный вход делител  9, после его заполнени . На пр мом выходе делител  9 по вл етс  единичный потенциал. При этом запускаетс  одновибратор 3, выходной импульс которого обнул ет делитель |0, на инверсном выходе которого устанавливаетс  единичный потен циал. Если теперь на вход 21 поступает входной сигнал, он пропускаетс  цифровым фильтром, сбрасыва  при это делитель 9 в состо ние нуль. Наличие единичного потенциала на инверсном выходе делител  10, разрешающее прохождение импульсов от генератора иипульсов 4 через элемент И 6 на счетный вход делител  10, продолжаетс  до заполнени  этого делител . Таким образом, цифровой фильтр частотой от пропускает импульсы с д°-1ф г . пчп„.., гл.- Если В течение Tn() времени заполнешГ  делител  10 на входе 21 не по вл етс  входной сигна то по истечении этого времени на выходе переполнени  делител  10 по в л етс  сигнал переполнени , который, проход  через элемент 20, возвращает устройство в исходное состо ние, В атом случае, который возникает, напр мер, при скачкообразном изменении фа зы входного сигнала, сопрово ф анхцее выходом устройства из режима слежени начинаетс  нова  настройка с посте-, пенным уменьшением полосы пропускани до заданного значени . Предлагаемый цифровой фильтр-- обес печивает автоматическую прив зку, интервала времени разрешени  пропускани  к фазе входного сигнала, т.е. автоматическое слежение за входным сигналом. Формула изобретени  Цифровой фильтр, по ант,ев, № 691871, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет автоматического ввода цифрового фильтра в режим слежени , в него дополнительно введены два компаратора, два элемента И, два регистра два счетчика, элемент ИЛИ и формирователь пачек импульсов, первые группы входов первого и второго компараторов  вл ютс  соответственно первой и второй группой входов фильтра, втора  группа входов первого компаратора соединена с выходами первого регистра и объединена с группой входов первого делите-л , установочные входы первого регистра соединены с выходами первого. счетчика, счетный вход которого соединен с вычитающим входом второго счетчика и выходом формировател  пачек-импульсов, группа управл ющих входов которого  вл етс  третьей группой входов фильтра, а запускающий вход формировател  паЧек импульсов соединен с выходом элемента И-НЕ и инверсными входами первого и второго элементов И, пр мые входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго компараторов, втора  группа входов второго компаратора объединена с группой входов второго делител  и соединена с выходами втрго регистра, вспомогательный вход записи которого объединен с входами сброса первого регистра и первого счетчика, входом записи второго счетчика и соединен с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого  вл етс  управл ющим входом цифрового фильтра, а второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом фиксации переполнени  второго делител ,выходы второго счетчика соединены с входами установки второго регистра, входы записи первого и второго регистра соединены с выходами соответственно первого и второго элементов И, а входы установки второ- го счетчика  вл ютс  четвертой группой входов фильтра. Источники информации, рин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 691871, кл, G 06 F 15/36, 1977прототип ).

   гИ