Синхронно-фазовый фильтр

Синхронно-фазовый фильтр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и радиотехнике и может использоваться в устройствах частотной селекции. Цель изобретения - повышение точности фильтрации путем уменьшения фазовых и частотных искажений. Фильтр содержит два перемножителя 1 и 2, два переключателя 4 и 5, три фильтра 9, 10 и 11, г-р 12 квадратурных напряжений, г-р 13 коммутирующих напряжений. Для достижения цели введены перемножитель 3 и три переключателя 6, 7 и 8. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

15Н 4- Н 03 Н 11/00

"ь " > > ь»

- -. М

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (54) СИНХРОННО-ФАЗОВЬП1 Ф1 ПЬТР (57) И обретение относится к э.тектроизмерительной технике и радиотехнике и может использоваться в устройствах частотной селекции. 11ель изобре— тения — повышение точности фильтрации путем уменьшения фазовых и частотных искажений. Фильтр содержит два пер,— множителя 1 и 2, два переключателя и 5, три фильтра 9, 10 и 11, г-р 12 квадратурных напряжений, "-р 13 :.:,имутирующих напряжений.,>1ля до тижен: я цели введены перем .ожитель 3 и три переключателя 6,7 и 8. 1 ил.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4204113/24 — 09 (22) 03.03.87 (46) 15.12.89.Бюл. № 46 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Физико †механического института им.Г.В.Карпенко (72) А.11.Брискин (53) 621.376(088.8) (56) Авторское свидете IbcTBO СССР

¹ 1327279, кл. H 03 H 11/00, 1986.

„„SU„„1529414 А 1

1Ы 9414

U = (Uh +Uh) (1) венно на выходах первого 9 и второго 10 фильтров (черта над выражением оэначает усреднение во времени) Uo=Ua sin(И,t +9)и

Б =У,сов(ц,t +Q) напряжения на первом и втором выходах генератора 12 квадратурных напряжений

К(- Кэ

= Ц/8 (K + K ) ГU sin (Qt + g) — — — — — U sin Г(() — и) с +

2 (К + К ( (2Ф- ) 5gn в in Q c . (2) Изобретение относится к электроиэмерительной технике и радиотехнике и может использоваться в устройствах частотной селекции.

Цель изобретения — повышение точности фильтрации путем уменьшения haзовых и частотными искажений.

На чертеже приведена структурная электрическая схема синхронно-фазово- 10 го фильтра.

Синхронно-фазовьпл фильтр содержит лервый 1, второй 2 и третий 3 перемножители, первый 4, второй 5, тре тий 6, четвертый 7 и пятый 8 переключатели, первый 9, второй 10 и третий 11 фильтры. нижних частот,генератор 12 квадратурных напряжений и генератор 13 коммутирующих напряжений.

Синхронно-фазовый фильтр работает следующим образом.

В один иэ полупериодов частоты коммутации напряжение, снимаемое с выхода первого перемножителя 1, про. порциональное произведению входного сигнала на напряжение, снимаемое с одного из выходов генератора 12 через второй переключатель 5, .через третий переключатель 6 поступает на вход первого фильтра 9. Одновременно в этот же полупериод частоты коммутации напряжение, снимаемое с выхода третьего перемножителя 3, пропорциональное произведению входного сигнала на напряжение, снимаемое с другого выхода генератора 12 через пятый переключатель 8, через четвертый переключатель 7 поступает на вход второго фильтра 10. В следующий полупериод частоты коммутации на входы фильтров 9 и 10 поступают напряжения, пропорциональные тем же сомножителям, но снимаемые с выходов других пере45 множителей:на первый фильтр 9 — с выхода третьего перемножителя 3, на второй фильтр 10 — с выхода первого перемножителя °

Второй перемножитель 2 в соответствующие полупериоды частоты коммутациИ перемножает напряжения, поступающие через первый переключатель 4 с выходов фильтров 9 и 10 и через второй переключатель 5 с выходов генератора 12 квадратурных напряжений.

Отфильтрованное от высокочастотных продуктов коммутации третьим фильтром

11 нижних частот выходное напряжение второго перемножителя 2 поступает на выход синхронно-фазового фильтра.

В соответствии с описанным алгоритмом напряжение на выходе второго переключателя 5 можно представить в следующем виде:

U = VV.KÄh+ иЦ,К,Ь где напряжения

11„=1 и,К Ь +С U„ K,h h =t/2(1-Sgn,sin A,t) - единичная периодическая фу1(кция

Хэвисайда / первого (+) и второго (-) полупериодов частоты коммутации;

K(,К, К вЂ” обобщенные коэффициенты передачи соответствующих перемножителей.

С учетом приведенных обозначений напряжения на выходе второго перемножителя 2

V, cos (Ы„- Cd,) t + — sin Г(2п — 1) Q 4- (QÄ +Cd) t

n=i

2n — 1

К + К>

6 4

K< — К 2

+-К,+ К

152941

При Q >) Я третий фильтр 11 отфильтровывает составляющие комбинационных частот и на выход устройства поступает напряжение, амплитуда которого пропорциональна амплитуде входного

5 сигнала и совпадающее с ним по частоте и фазе.

При воздействии на вход устройства аддитивной смеси сигнала и помехи на выходе одного иэ переключателей

6 или 7, например 6, образуется напряжение

Исключая очевидный случай (й =Cd о дискретный спектр частот помехи, при которых возникают погрешности устройства, определяется следующими значениями:(2п-1) + u,; (2п-1) — u.,,Cd,— 25 (2п-1) Q.

Величина погрешности зависит от уровня помехи и номера гармоники частоты коммутации.

При сравнении с прототипом в пред30 лагаемом устройстве при том же спектре частот амплитуды помехи, комбинационные составляющие которой попадают в полосу пропускания фильтров 9 и 10, K(-К

35 в — — — — раз меньше, чем у прототи1 3 па. Соответственно улучшаются фильтрую. щие свойства. Погрешности современных аналоговых перемножителей, например 40

525ПС2, не превышают 1-27.. Следовательно, помехоустойчивость предлагаемого устройства 50-100 раз выше соответственно повышается точность выделения измеряемого сигнала. 45

Как следует из выражения (3), амплитуды комбинационных составляющих на выходе второго перемножителя 2 уменьшаются в той же степени что и 50 амплитуды комбинационных составляющих помехи, что позволяет по сравнению с прототипом либо уменьшить постоянную времени третьего фильтра 11, либо расширить частотный диапазон сннхроннофазового фильтра в сторону верхних частот, что является дополнительным положительным эффектом синхронно-(haзового фильтра. (U + t)) 1., (1,,11+ к }> ) После преобразования с учетом т го, что при взаимодействии с опс рным сигналом образуются комбинационные составляющие нулевой частс ты, дс < т,l со но рассмотреть только произведепис 11пмехи и опорного напряжения, Постоянную составляющую этого напряжения можно представить в след,ющем виде:

Ф о р м у л а и з о 6 р е т с и и я

Синхронно-фазовый фильтр, содерж;— ший первый и второй перемножители, первый вход первого перемножителя является входом синхронно-фазовогс фильтра, первый и второй переключатели, первый, второй, третий фильтры нижних частот, выходы пеpRQI

BTopoI 0 фильтров нт>сник чnnTn г динены соответстве «и, с ; 1-вым и вт„ рым входами первогс переключателя, выход которого cob:ntåH с пс:.рви., вx дом второго перемножителя, вь:ход которого соединен с входом трс тьег, фильтра нижних частст, выход к )Tnр го является выходом синхронно-h;;sn ого фильтра, генерато". св, дра турных напряжений, первый и второй выхо,сы которого соединены с соответствующими входами второго переключателя, управляющие входы первого и второго переключателей соединеи.i с выходом генератора коммутирующего напряжения, вторые входы первого и второго везе— множителей соединены с выходом нто— рого переключателя, и т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности фильтрации путем уменьшения фазовых и частотных искажений, введены третий, четвертый, пятый переключатели и третий перемножитель, первый вход которого соединен с первым входом первого перемножителя, а второй вход соединен с выходом пятого переключателя, первый и второй входы которого соединены соответственно с вторым и первым входами второго переключа— теля,выходы третьего и четвертого переключателей соединены соответствен1529414

Составитель Ю,Чернышов

Редактор Л.Пчолинская Техред Л.Сердюкова Корректор И.Иуска

Заказ 7758/54 Тираж 884 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101 но с входами первого и второго фильтров нижних частот, первый вход третьего переключателя соединен с вторым входом четвертого переключателя.и

5 выходом первого перемножителя, а второй вход третьего переключателя. соединен с первым входом четвертого переключателя И выходом третьего перемножителя, причем управляющие входы третьего, четвертого и пятого переключателей соединены с выходом генератора коммутирующее напряжения.