UA9377U

UA9377U - Method for synthesizing an analog-digital filter

Info

Publication number: UA9377U
Application number: UAU200502873U
Authority: UA
Inventors: Volodymyr Prokhorovych Dolhin; Ihor Volodymyrovych Dolhin
Original assignee: Univ Sevastopol Nat Technical
Priority date: 2005-03-29
Filing date: 2005-03-29
Publication date: 2005-09-15

Abstract

The proposed method for synthesizing an analog-digital filter implies simulating the transfer characteristic of the filter with the specified fractional rational transfer function. The method is distinctive by generating the output signal of the filter as the sum of the values each of which is determined as the product of the expansion coefficient of the input stepwise signal of the filter, which corresponds to the defined derivative of the output signal, by the value that is determined as the sum of the product of the discrete value of the next higher-order derivative of the output signal by the length of the sampling interval and the discrete value of the current derivative of the output signal, which is determined on the preceding sampling interval. The discrete value of the next higher-order derivative of the output signal of the filter on the defined sampling interval is determined as the sum of the discrete value of the input signal of the filter and the inverse product of the discrete value of the preceding derivative of the output signal by the transmission gain of the filter that corresponds to the higher-order derivative of the output signal.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Корисна модель відноситься до радіотехніки, зокрема, синтезу пристроїв фільтрації сигналу і може бути 2 використана в автоматиці і телемеханіці при рішенні задач корекції систем управління.The useful model refers to radio engineering, in particular, the synthesis of signal filtering devices and can be used in automation and telemechanics when solving control system correction problems.

Відомий спосіб синтезу фільтра |1), заснований на дискретному перетворенні аналогового сигналу.A known method of filter synthesis |1) is based on discrete conversion of an analog signal.

Недоліком його є складність реалізації.Its disadvantage is the complexity of implementation.

Як прототип вибраний спосіб по (а. с. Мо1828551, МПК (з0585/01 Нелинейньй фильтр, БИ Мо26, 1993Г., стр.124). Його недоліком є обмежені функціональні можливості. 70 В основу корисної моделі поставлена задача синтезу фільтра по заданій нормованій дробово-раціональній передавальній функції виглядуAs a prototype, the method according to (a. p. Mo1828551, IPC (z0585/01 Nonlinear filter, BY Mo26, 1993, p. 124) was chosen. Its drawback is limited functionality. 70 The useful model is based on the task of synthesizing a filter according to a given normalized fractional-rational transfer function of the form

МВ) КРУСХр) де т о - оператор дії, п о - власний оператор, пф) - У вві ср)- ар ї-й їн т - порядок оператора дії, п - порядок власного оператора, т по, ад-1, на основі опису реакції фільтра в рекурентній формі чі що зі кб. п (У п й ( че ЖК - Уа Ук ї-0 т І (3) 8 їк - ря ї-й де УК - вихідний сигнал, - чі - молодша |-а похідна вихідного сигналу, м че - старша п-а похідна вихідного сигналу, сMV) KRUSHr) where t o - operator of action, p o - own operator, pf) - In vvi sr)- ar i-y yn t - order of operator of action, n - order of own operator, t po, ad-1, on on the basis of the description of the filter response in the recurrent form or something with kb. n (U n y ( che ZK - Ua Uk y-0 t I (3) 8 ik - rya y-y where УК - the output signal, - чи - the youngest |-th derivative of the output signal, m che - the older n-a derivative of the output signal, p

Хк - вхідний сигнал, ФHk - input signal, F

А - крок дискретизації,A is the discretization step,

Зо К - номер кроку.Zo K - step number.

В описі реакції фільтра (1)-(3) коефіцієнти оператора дії Б; (0-0...т) і власного оператора а, (І-0...п) можуть приймати довільні значення, що дозволяє синтезувати фільтри довільної конфігурації. «In the description of the filter reaction (1)-(3), the coefficients of the action operator B; (0-0...t) and the own operator a, (I-0...n) can take arbitrary values, which allows synthesizing filters of arbitrary configuration. "

Суть пропонованої корисної моделі виражається сукупністю наступних істотних відмітних ознак: вихідний в сигнал аналого-дифрового фільтра формується сумою добутків попередніх значень похідних вихідного сигналу фільтра і коефіцієнтів оператора дії з індексами, співпадаючими з порядком похідних, що помножаються. с Значення старшої похідної вихідного сигналу фільтра виходить підсумовуванням вхідного сигналу фільтра з "» інверсними значеннями добутків всіх поточних значень молодших похідних і коефіцієнтів власного оператора, " індекси яких співпадають з порядком похідних, що помножаються. Кожна молодша похідна виходить шляхом підсумовування її попереднього значення, що фіксується елементом пам'яті, з добутком кроку дискретизації на поточне значення старшої на один порядок похідної. ісе) На Фіг. є схема, пояснююча суть пропонованої корисній моделі. Вона складається з трьох субблоків з оо номерами 1, 2 і 3, реалізуючих залежність (1), (2) і (3) відповідно. Субблок 1 призначений для вирахування молодших похідних вихідного сигналу шляхом виконання для кожної з них операцій множення (Ргод) поточного - значення старшої на один порядок похідної на крок дискретизації, складання (ит) результату множення зThe essence of the proposed useful model is expressed by a set of the following essential distinguishing features: the output signal of the analog-differential filter is formed by the sum of the products of the previous values of the derivatives of the output signal of the filter and the coefficients of the action operator with indices that coincide with the order of the derivatives that are multiplied. c The value of the higher derivative of the output signal of the filter is obtained by summing the input signal of the filter with "» inverse values of the products of all current values of the lower derivatives and the coefficients of the eigenoperator, " whose indices coincide with the order of the derivatives that are multiplied. Each younger derivative is obtained by summing its previous value, which is fixed by the memory element, with the product of the discretization step by the current value of the older derivative by one order. ise) In Fig. there is a diagram explaining the essence of the proposed useful model. It consists of three sub-blocks with oo numbers 1, 2 and 3, implementing dependency (1), (2) and (3), respectively. Subblock 1 is designed to calculate the lower derivatives of the output signal by performing for each of them the operations of multiplication (Rhod) of the current - the value of the older derivative by one order per discretization step, adding (yt) the result of multiplication with

І 20 попереднім значенням визначуваної похідної, реєстрованим елементом пам'яті (Мет). Для визначення старшої похідної У" вихідного сигналу фільтра поточне значення кожної похідної (субблок 2) помножається на коефіцієнт а; (1-0...0-1) власного оператора з індексом, рівним порядку похідної, і поступає на інверсний вхід суматора (суматор З!ит У), до прямого входу якого підключений вхідний сигнал фільтра х. Попередні значення похідних помножуються (субблок 3) на коефіцієнти Бо, Бр... Б... Бл оператора дії з індексами, рівними порядкуAnd 20 the previous value of the defined derivative, the registered memory element (Met). In order to determine the highest derivative U" of the output signal of the filter, the current value of each derivative (subblock 2) is multiplied by the coefficient a; (1-0...0-1) of the own operator with an index equal to the order of the derivative, and is fed to the inverse input of the adder (adder Z!yt U), to the direct input of which the input signal of the filter x is connected. The previous values of the derivatives are multiplied (subblock 3) by the coefficients Bo, Br... B... Bl of the action operator with indices of equal order

Со» похідних, що помножуються, і підсумовуються (сумматор З!ит 0), утворюючи вихідний сигнал фільтра У. На Фіг. в позначенні сигналів опущений індекс номера кроку К.So" derivatives that are multiplied and summed up (adder Z!yt 0), forming the output signal of the filter U. In Fig. in the designation of signals, the index of the step number K is omitted.

Пропонований спосіб дозволяє здійснювати синтез фільтрів з довільними значеннями коефіцієнтів його передавальної функції. Введений зворотний зв'язок по старшій похідної У " коректує процес, підвищуючи стабільність роботи аналого-дифрового фільтра. бо Бібліографічний список: 1. Адаптивнье фильтрь!: Пер. с англ. / Под ред. К.Ф.Н.Коузна и П.М.Гранта, - М.: Мир. 1988. -392с.The proposed method allows synthesis of filters with arbitrary values of the coefficients of its transfer function. The introduced feedback on the higher derivative U " corrects the process, increasing the stability of the analog-difference filter. Because Bibliographic list: 1. Adaptive filter!: Trans. from English / Edited by K.F.N. Kouzna and P. M. Granta, - M.: Myr. 1988. -392 p.

Claims

The formula of the invention b5

The method of synthesizing an analog-differential filter, which is based on modeling the response of a filter with a normalized operator fractional-rational transfer function of the form t. claim 21 - I ' MVSU veri TU ar i-i i-i which differs in that the output signal of the filter is obtained by summing the products of the coefficients of the action operator with indices corresponding to the order of the derivatives of the output signal of the filter to the previous values of these derivatives, the value of which is calculated by adding the result of multiplication of the current value older by one 70 order of the derivative and the discretization step with the previous value of the received derivative registered by the memory element, and the value of the older derivative of the filter output signal is calculated by summing the filter input signal with the inverse values of the products of the current values of all the younger derivatives of the filter output signal and the coefficients of the operator whose indices coincide with the order of the derivative being multiplied. that 2 in ich- (ze) (o)

. and? se) (95) -i -4 70 So 60 b5