Нелинейный фильтр

Нелинейный фильтр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Авторы изобретения

А. В. Симкин и А. И. Бобиков

Рязанский радиотехнический институт (7!) Заявитель (54) НЕЛИНЕЙНЫЙ ФИЛЬТР

Изобретение относится к радиотехническим устройствам и может быть использовано для фильтрации импульсных сигналов, искаженных помехами, с широтно-, время-, частотно- и кодо-импульсной видами модуляции.

Известно устройство для фильтрации импульсных сигналов, искаженных помехами, содержащее нелинейную интегрирующую РС«цепь, принцип действия которо о го основан на изменении параметра è> интегрирующей RC-цепи по параболличес,кому закону а зависимости от выходного напряжения д (1).

Недостатком такого устройства sanaется низкая помехоустойчивость, обусловленная недостаточно высокой эффективностью сглаживания помех,.дробящих полезный сигнал на части, а также недостаточно высокая эффективность подавления выбросов помех в паузе между информационными импульсами.

Целью настоящего изобретения является повышение помехоустойчивости выделения импульсных сигналов на фоне помех, Поставленная цель достигается соединением входа нелинейного фильтра с сщ:нальными входами нелинейных управляемых цепей заряда и разряда интегрирую-. щей емкости и подключением выхода нелинейного фильтра через цепи отрицательной обратной связи к управляющим входам цепей заряда и разряда.

На фиг. 1 приведена структурная,схема устройства на фиг. 2 представлена принципиальная электрическая схема нелинейного фильтра.

Нелинейный фильтр (фиг. 1) состоит из нелинейных управляемых цепей заряда 1 и разряда 2 интегрирующей емкости 3, выход которого через две цепи отрицательной обратной связи 4 и 5 подключен К управляющим входам цепей заряда 1 и разряда 2.

Коэффициент передачи цепи отрицательной обратной связи 4 при возрастании

666651 выходного напряжения U», уменьшается по гиперболическому захону с единичного до нулевого значения, а коэффициент передачи другой цепи отрицательной обратной связи 5 увеличивается по параболическому закону с нулевого до единичs ного значения. Подключение цепи заряда

1 интегрирующей емкости 3 со своей цепью отрицательной обратной связи 4 и одновременное отключение пепи ее разряда 2 происходит, хогда входное на 16 пряжение 0в„ больше выходного 0вых .

Подхлючение цепи разряда 2 интегрируюmeN емкости 3 со своей цепью нелинейной отрицательной обратной связи 5 происходит, когда 0®я - выя, На фиг. 2

1S управляемая цепь заряда 1 интегрирующей емкости 3 образована резисторами

6, 7 и диодом 8, я управляемая цепь разряда 2 этой емкости образована резисторами 9, 10 и диодом 11. Кепи двух отрицательных обратных связей реализованы с помощью трех последовательно включенных каскадов на транзисторах 12, 13„

14 и 15, 16, 17. Подключение и отклюas чение цепи заряди или разряда 1, 2 интегрирующей емкости 3 осуществляют диоды 8 и 11. Диод 18 служит для ограничения входного сигнала сверху. Делитель напряжения на резисторах 19 и 20 совместно со сглаживающей емкостью

21 определяет верхний уровень ограничения входного сигнала. Транзисторы 22 и 23 образуют согласующий эмиттерный повторитель, Напряжение смещения Ос.м положительной полярности задает начальное нулевое значение коэффициента цепи отрицательной обратной связи при заряде интегрирующей емкости 3.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии сигнальные . входы нелинейных управляемых цепей заряда 1 и разряда 2 интегрирующей емкости 3 закрыты. Выход фильтра через 4 цепь отрицательной обратной связи 4, имеющую в этот момент единичный коэффициент передачи, подключен к управляющему входу цепи заряда 1 интегрирующей емкости 3 и отключен от управляющего входа другой цепи разряда 2 этой емкости вследствке того, что коэффициент передачи цепи отрицательной обратной связи 5 в это время равен нулю. На схеме нелинейного фильтра (фиг. 2) едини11ное значение коэффициента передачи цепи нелинейной отрицательной обратной связи обеспечивается эа счет подачи положительного потенциала с эмиттера закрытого транзистора 12 на вход двух последовательно вхлюченных каскадов, собранных на транзисторах 13, 14. Нулевое значение коэффициента передачи другой цепи отрицательной обратной связи получается за счет закрытия трех последовательно включенных каскадов на транзисторах 15, 16, 17.

С приходом информационного прямоугольного импульса отрицательной полярности подключается управляемая цепь заряда 1 интегрирующей емкости 3 со своей цепью отрицательной обратной связи

4, и заряд интегрирующей емкости 3 осуществляется по этой нелинейной управляемой цепи. Управляемая нелинейная цепь разряда 2 и цепь отрицательной обратной связи 5 в это время при U >< > Укыхотключены. По мере заряда интегрирующей емкости 3 и возрастания на ней напряжения О вых коэффициент передачи цепи отрицательной обратной связи 4 уменьшается по гиперболическому закону с единичного до нулевого значения, а козффициент передачи другой, отключенной в это время цепи отрицательной обратной связи 5 наоборот увеличивается по параболическому закону с нулевого до единичного значения, За счет такого нелинейного уменьшения. коэффициента передачи цепи отрицательной обратной связи 4 крутизна нарастания переднего фронта импульса на выходе нелинейного фильтра минимальна в начале и максимальна в середине амплитуды информационного импульса. Уменьшение коэффициента передачи цепи нелинейной отрицательной обратной связи по гиперболическому закону осуществляется за счет нелинейных переходных характеристик закрывающихся транзисторов 13 и 14 под действием открывающегося транзистора 12 от возрастания выходного напряжения Увын на интегрирующей емкости 3.

Изменение крутизны нарастания переднего фронта импульса на выходе нелинейного фильтра от минимального значения в начале нарастания до максимального значения в середине амплитуды информационного импульса обеспечивает эффективное подавление коротких выбросов помех в паузе между информационными импульсами.

По окончании действия информационного импульса на входе, когда Овх, Овых, отключается управляемая нелинейная цепь заряда 1 интегрирующей емкости 3 и

66665 1 подключается другая нелинейная управляемая цепь разряда 2 этой емкости со своей цепью отрицательной обратной связи 5. Начало вступления в работу цепи нелинейной отрицательной обратной связи

5 характеризуется единичным значением

5 ее коэффициента передачи, вследствие чего интегрирующая емкость 3 начинает весьма медленно разряжаться по управляемой цепи 2. Затем, по мере уменьшения напряжения U®ык, на интегрирующей емкости происходит уменьшение коэффициента передачи цепи отрицательной обратной связи 5 по параболическому закону с единичного до нулевого значения, что приводит к увеличению скорости разряда интегрирующей емкости, а, следовательно, и к увеличению крутизны .спада выход+ ного напряжения U>six с минимального значения при максимуме выходного напряжения до максимального значения при среднем значении выходного напряжения.

Уменьшение коэффициента передачи цепи отрицательной нелинейной обратной связи по параболическому закону при уменьшении выходного напряжения Овых на ин25 тегрирующей емкости осуществляется с помощью нелинейных переходных характеристик закрывающихся транзисторов 15, 16, 17.

Медленный начальный спад заднего фронта импульса с последующим увеличением. его крутизны спада при уменьшении выходного напряжения нелинейного фильтра способствует эффективному сглаживанию коротких выбросов помех, дробящих информационный сигнал на части, и тем самым увеличивает помехоустойчивость приема импульсных сигналов на фоне помех.

Формула изобретения

Нелинейный фильтр, содержащий нелинейную интегрирующую RC-цепь, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, вход нелинейного фильтра соединен с входами нелинейных управляемых цепей заряда и разряда интегрирующей емкости, а выходчерез цепи отрицательной обратной связи подключен к управляющим входам цепей заряда и разряда.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

И 364114, кл. Н 04 B 15/00, 1970.

666651

Составитель 1-!. Дьякова

Редактор Л. Гельфман Техред Н. Бабурка Корректор Я. нигула

Заказ 3208/45 !ираж 774 Подписное

ЦНИИПИ Государственного. комитета СССР

Ф по делом изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Умтород, ул. Проектная,