SU905986A1 - Цифровой фильтр - Google Patents

Description

(54) ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР

1

Изобретение относитс  к радиоприемной технике, в частности к частотно-селективным цеп м с регулируемыми характеристиками и может быть использовано при синтезе цифровых устройств повышенной надежности, в которых высокие требовани  к надежности и времени непрерьшной работы не могут быть удовлетворены применением методов резервировани  изза наличи  сбоев, привод щих к установившимс  ошибкам, а также ограничений на веса, габариты и потребл емую мощность.

Известен самонастраивающийс  фильтр, содержащий сглаживающий узел с регулируемой посто нной времени , вход и выход которого через сумматор подключены к контуру зоны нечувствительности, узел вычислени  модул , а также узел изменени  коэффициента передачи, вход управлени  которого соединен с выходом коитура зоны нечувствительности через последовательно включенное дифференцирующеес  звено, блок задержки и дополнительный узел вычислени  модул , позвол ющий выделить полезный сигнал и защитить его от случайных выбросов (импульсных помех) tl .

Однако фильтр позвол ет сглаживать только импульсные помехи, которые поступают вместе с входным сигналом . Внезапный отказ, возникающий

10 в любой части фильтра, приводит к отказу всего устройства.

Известен также цифровой фильтр, содержащий каскадное соединение умножителей, элементов задержки и

Claims (3)

15 сумматоров, адаптивный к изменению уровн  входного сигнала за счет включени  не менее одного детектора, выходной сигнал которого сравниваетс  с опорным сигналом дл  получеК ни  управл ющего сигнала, регулирующего усиление умножителей, при этом адаптаци  заключаетс  в сохранении посто нным коэффициента передачи 3. на центральной частоте при изменении входного сигнала 21. Однако известное устройство не . имеет защиты от внезапных отказов, поэтому возникновение внезапного отказа в любой части фильтра приводит к отказу всего устройства. Наиболее близким к изобретению  вл етс  цифровой фильтр, который содержит .N канонических фильтров, каждый из которых состоит из сумматоров , умножителей и элементов задержки , образующих каскадное соединение канонических фильтров первого или второго пор дка, включенных по рекурсивной или нерекурсивной схеме позвол ющий получить минимальные шумы квантовани  ГЗ. Однако известный цифровой фильтр удовлетвор   высоким требовани м по затуханию вне полосы пропускани  и снижению шумов квантовани , имеет низкую надежность в работе, поскольку в нем учитываетс  возможность возникновени  внезапных отказов и не прин ты меры по устранению их последствий, поэтому при отказе одной секции независимо от ее места расположени  отказывает все устройство в целом. В этом цифровом фильт ре дл  получени  максимальной надеж ности не используетс  имеюща с  в не вном виде структурна  избыточность . Целью изобретени   вл етс  повышение надежности работы устройства. Цель достигаетс  тем, что в цифровой фильтр, содержащий N канониче ких фильтров, введены N ключей, первый выход каждого из которых под ключен ко входу соответствующего ка нонического фильтра, второй выход - к выходу этого же каноническо го фильтра, а сигнальный вход каждо го ключа, кроме первого, подключен к выходу предащущего канонического фильтра, переключатель, сигнальный вход которого подключен к входной шине, а выход - к сигнальному входу первого ключа, последовательно соед ненные блок анализа эталонных кодов блок управлени  и блок коммутации, вклвоченные между выходом N-ro канонического фильтра и первыми управл  щими входами ключей и переключател  устройство блокировки, включенное между другим выходом блока управле:ни  и вторыми управл ющими входами 6 ключей, и блок пам ти, включенный между другим входом блока анализа эталонных кодов и третьим выходом блока управлени , причем второй выход блока пам ти соединен со вторым управл ющим входом переключател  . Блок анализа эталонных кодов содержит элемент сравнени , входы которого  вл ютс  входами указанного блока, а выход подключен ко входу блока подсчета числа устраненных отказов, выход которого  вл етс  выходом блока анализа эталонных кодов. На чертеже представлена структурна  электрическа  схема цифрового фильтра. Цифровой фильтр содержит N канонических фильтров - - 1-N первого или второго пор дка, включенных по рекурсивной или нерекурсивной схеме, каждый из которых, например, состоит из сумматоров 2-1 - 2-N и 3-1 - 3-N, элементов задержки 4-1 4-N и 5-1 - 5-N, умножителей 6-1 6-N , 7-1 - 7-N, 8-1 -« 8-N и 9-f 9-N . На входе цифрового фильтра включен переключатель 10 режима работы , выход которого соединен с сигнальным входом ключа 11-1. Кроме того, на входе каждого канонического фильтра включен ключ 11-1, где i t,...,N, который позвол ет отключать соответствующий канонический фильтр. Выход N-ro канонического филаьтра соединен с первым входом блока 12 анализа эталонных коДов, KOTopbrfi содержит элемент сравнени  13 эталонных кодов и блок 14 подсчета числа устраненных отказов, вход которых соединен с. выходом элемента сравнени  13, входы которого  вл ютс  входами блока 12. Второй вход блока 12 соединен с первым выходом блока пам ти 15, а выход блока 12 соединен с входом блока управлени  16, вход блока пам ти 15 соединен с первым выходом блока управлени  16, а второй выход блока пам ти 15 соединен с управл ющим входом переключател  10. Другие выходы блока управлени  16 соединень соответственно со входами блока коммутации 17 и устройства блокировки 18. Выходы блока коммутации 17 соединены с управл ющими входами ключей 11-1 - 11-N и переключателей 10, выходы устройства блокировки 18 соединены с другими управл ющими входами ключей 11-1 - 11-N. Цифровой фильтр работает следующим образом. При включении режима Контроль по сигналу с блока управлени  16, блок коммутации 17 через переключатель 10 переключает вход цифрового фильтра с измерительного на конт-. рольный/С блока пам ти 15 на вход цифрового фильтра подаетс  входной эталонный код. Выходной код цифрово го фильтра поступает в блок анализа 12 на первый вход элемента сравнени 13, на второй вход поступает с блока пам ти 15 эталонный выходной код, соответствующий всем N исправным каноническим фильтрам 1-i. В случае отсутстви  отказов в цифровом ла первом и втором входе элемен та сравнени  13 коды совпадают и на выходе элемента сравнени  13 формируютс  два сигнала: один посту пает на вход блока 14 подсчета числ устраненных отказов и подтверждает нулевое состо ние блока подсчета числа устраненных отказов, а второй сигнал подаетс  на блок управлени  16, который переводит цифровой фильтр в режим работы. В случае отказа в каком-либо каноническом фильтре 1-i код на перво входе элемента сравнени  13 не совп дает с эталонным выходным кодом, соответствующим N исправным. Элемен сравнени  13 вьщает сигнал несовпадени , который поступает на вход блока управлени  16. Последний по этому сигналу замен ет эталонный код на втором входе элемента сравнени  13, соответствующий N исправн фильтрам 1-i, на эталонный выходной код, соответствующий N-1 исправным фильтрам 1-i. После замены кодов блок управлени  16 выдает сигнал на блок коммутации 17, по которому через ключ 11-1 происходит отключение первого фильтра 1-1. Навход цифрового фильтра с блока пам ти 15 подаетс  эталонный входной код. С выхода циф рового фильтра на первый вход элемента сравнени  13 поступает код, соответствующий N неисправным фильт рам 1-i, сравниваетс  с эталонным выходным кодом, соответствующим N-1 исправным фильтрам 1-i. При поступ|Лении с элемента сравнени  13 на 66 блок управлени  16 сигнала о несовпадении с блока управлени  16 на блок коммутации 17 подаетс  сигнал на включениз первого фильтра 1-1 и отключение второго фильтра 1-2 и т.д. Эти замкнутые циклы повтор ютс  итеративно дл  каскадно соединенных канонических фильтров 1-i. При включении i-ой секции с выхода цифрового фильтра на первый вход элемента сравнени  13 поступает код, соответствующий N-1 исправным фильтрам 1-i, который сравниваетс  с кодом, поступающим на второй вход элемента сравнени  13, тоже соответствующего N-1 исправным фильтрам 1-i. При совпадении кодов элемент сравнени  13 выдает два сигнала: один на блок 14 подсчета числа устраненных отказов, который переходит в следующее состо ние , равное числу устраненных отказов , в данном примере в первое состо ние, второй сигнал вьщаетс  на блок управлени  16, по которому на устройство блокировки 18 выдаетс  сигнал о блокировке ключа 11-i, отключающего фильтр 1-i. Блок управлени  16 подает сигнал на переключатель 10 о переключении цифрового фильтра в режим Работа. Таким образом, цифровой фильтр обеспечивает повышение надежности при возникновении внезапных отказов. ° Формула изобретени  1. Цифровой фильтр, содержащий N канонических фильтров, о т л и чающийс , тем, что, с целью повьшени  надежности работы, в него введены N ключей, первый выход каждого из которых подключен ко входу соответствующего канонического фильтра , второй выход - к выходу этого fee канонического фильтра, а сигнальныи вход каждого ключа, кроме первого , подключен к выходу предыдущего канонического фильтра, переключатель, сигнальный вход которого подключен к входной шине, а выход - к сигнальному входу первого ключа, последовательно соединенные блок анализа эталонных кодов, блок управлени  и блок коммутации включенные между выходом N-ro канонического фильтра и первыми управл ющими входами ключей и переключател , устройство блокировки, включенное между другим выходом блока управлени  и вторыми управл ющим входами ключей, и блок пам ти, вклю ченш й между другим входом блока анализа эталонных кодов и третьим выходом блока управлени , причем второй выход блока пам ти соединен с вторым управл ющим входом переклю чател . 2. Фильтр поп.1,отличаю щ и и с   тем, что блок анализа эталонных кодов содержит элемент сравнени , входы которого  вл ютс  входами указанного блока, а выход 68 подключен к входу блока подсчета числа устраненных отказов, выход которого  вл етс  выходом блока анализа эталонных кодов. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №586615, кл. Н 03 Н 7/10, 1978.

2.За вка Великобритании №1463757, кл. Н 3 Н 7/10, 1977.

3. За вка ФРГ 2540565, кл. Н 03 Н 11/00, 1978 Гпрототип).