Синхронный режекторный фильтр

 

ИЮ (11) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН д) Н 03 Н 19/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTHA

ОПИСАНИЕ ИЗ06РЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ э у . (21) 3581490/18-09 (22) 12.04.83 (46) 30.09.84. Бюл. 1Ф 36 (72) И.В. Кабашкин (71) Рижский Краснознаменный институт инженеров гражданской авиации им. Ленинского комсомола (53) 621 ° 375. 543. 31 (088. 8) (56) 1. Щекотов A.I0. Следящий режекторный фильтр на частоту сети и ее гармоник. — "Приборы и техника эксперимента", 1978, В 4, с. 175-178.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 896757, кл. Н 03 Н 19/00, 1980 (прототип) .

: (54) (57) СИНХРОННЫЙ РЕЖЕКТОРНЫЙ

ФИЛЬТР, содержащий операционный усилитель, неинвертирующий вход которого является входом синхронного режекторного фильтра, а в цепи ртрицательной обратной связи его включен синхронно коммутирующий

КС-фильтр, отличающийся тем, что, с целью повышения точности настройки, введены последовательно соединенные и включенные между входом синхронного режекторного .фильтра и управляющим входом синхронно коммутируемого R4 -фильтра детектор средневыпрямленного значения, компаратор, формирователь импульсов и умножитель, причем второй вход компаратора подключен к входу синхронного режекторного фильтра, при Я этом коэффициент умножении умножителя равен числу коммутируемых цепей синхронно коммутируемого ць -фильтра.

4 1116

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для подавления гармонических помех.при измерении малых сигналов на фоне значительно превосходящих их по уровню промьпнленных помех, например при диагностирозании электрических машин.

Известен синхронный режекторный фильтр, содержащий резистор и группу коммутируемых конденсаторов, соединенных в виде Г-образного звена 1.1).

Однако известный синхронный режекторный фильтр. характеризуется низким коэффициентом подавления на частотах режекции, уменьшаюшимся для высоких гармоник помехи, что обусловлено ростом погрешности дискритизации высших гармоник.

Наиболее близким к предлаraемому является синхронный режекторный 20 фильтр, содержащий операционный усилитель, неинвертирующий вход которого является входом синхронного режекторного фильтра, а в цепи отрицательной обратной связи его включен син25 хронно коммутируемый ЦС -фильтр, генератор коммутации, выход которого соединен с управляющим входом синхронно коммутируемого R C -фильтра и через последовательно соединенные первый фазовый детектор, фильтр нижних частот, пороговое устройство — к первому входу элемента ИЛИ, а через последовательно соединенные фазовращатель, вторые фазовый детектор, фильтр нижних частот и порого35 вое устройство — с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу ключа, включенного в цепи отрицательной

40 связи операционного усилителя, другие входы фазовых детекторов подключены к выходу операционного усилителя {23.

Однако этот режекторный фильтр не обладает возможностью автоматичес45 кого слежения за изменением частоты.

Иежду тем, основная область использования рассматриваемого класса фильтров — подавление промышленных помех, в частности, с частотой промышленной сети. Поскольку Допускается изменение указанной частоты в определенных пределах, в известном синхронном режекторном фильтре будет наблюдаться относительная расстройка фильтра и частоты, на которую он должен быть настроен. Учитывая высокую добротность синхронных режек536 2 торных фильтров, частота помехи может выйти за полосу режекции, что приведет к фактическому прекраще. нию выполнения им своих функций.

Цель изобретения — повышение точности настройки.

Поставленная цель достигается тем, что в синхронный режекторный фильтр, содержащий операционный усилитель, неинвертирующий вход которого является входом синхронного режекторного фильтра, а в цепи отрицательной обратной связи его включен синхронно коммутируемый

PC ильтр, введены последовательно соединенные и включенные между входом синхронного режекторного фильтра и управляющим входом синхронно коммутируемого RC -фильтра детектор средневыпрямленного значения, компаратор, формирователь импульсов и умножитель, причем второй вход компаратора подключен к входу синхронного режекторного фильтра, при этом коэффициент умножения умножителя равен числу коммутируемых цепей синхронно коммутируемого

RC -фильтра.

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема предлагаемого синхронного режекторного фильтра, на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Синхронный режекторный фильтр содержит операционный усилитель синхронно коммутируемый RC-фильтр, состоящий из резистора 2 коммутируемых конденсаторов 3, ключей 4 и распределителя 5, детектор 6 средневыпрямленного значения, компаратор

7, формирователь 8 импульсов, умножитель 9.

Синхронный режекторный фильтр работает следующим образом.

На неинвертирующий вход операционного усилителя 1 поступает исходное напряжение, содержащее исследуемое напряжение и помеху. Помеха с выхода синхронного режекторного . фильтра выделяется синхронно коммутируемым R0 -фильтром и подается на инвертирующий вход операционного усилителя 1. В установившемся режиме напряжение помехи, воздействующее на инвертирующий и неинвертирующий входы операционного усилителя 1, равны, что приводит к компенсации помехи на выходе синхронного режекторного фильтра.

1116

Исходный сигнал (фиг.2й) поступает на вход компаратора 7, на второй вход которого подается средневыпрямленное значение исходного сигнала (фиг.25), выделенное детектором 6 средневыпрямленного значения. На выход компаратора 7 проходит только сигнал, превосходящий средневыпрямленное значение; т.е. сигнал, следующий с частотой помехи, зна- 10 чительно превосходящий по уровню измеряемые сигналы (фиг.20). Образующиеся на выходе компаратора 7 импульсы нормализуются с помощью формирователя 8 импульсов (фиг.21,) и подают- 1 ся на умножитель 9, который производит умножение частоты следования импульсов на коэффициент умножения, равный числу коммутируемых конденсаторов в синхронно коммутируемом 20

RC "фильтре (фиг.2 ) . Импульсы с выхода умножителя 9 поступают на распределитель 5, осуществляющий последовательную коммутацию коммутируемых конденсаторов 3 с помощью подачи на 2 управляющие входы ключей 4 коммутирующих сигналов (фиг.2 e,æ,u 1.

536 4

За счет соответствия коэффициента умножения умножителя 9 числу коммутируемых конденсаторов 3 последние всегда коммутируются с частотой выделенного компаратором 7 сигнала, т ° е. с частотой помехи, следовательно, синхронный режекторный фильтр всегда настроен на частоту помехи независимо от ее флуктуаций. Таким образом, сигнал помехи сам производит настройку на собственную частоту независимо от ее величины и характера изменения во времени, чем и обуславливаются все преимущества предлагаемого синхронного режекторного фильтра.

Изобретение позволяет производить точную настройку на частоту помехи и следить за этой частотой независимо от характера ее изменений во времени. Кроме того, синхронный режекторный фильтр характеризуется возможностью режекции помех с заранее неизвестной частотой, а также возможностьюиспользования его без предварительной перестройки для режекции помех, имеющих различные частоты.

1116536

Тираж 861 . Подписное

ВНИИПИ .Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4

Редактор Н. Киштулинец

ФФ

Заказ 6945/44

Составитель А. Меньшикова

Техред М.Тепер Корректор В. Бутяга