Синхронный фильтр

 

СИНХРОННЫЙ ФИЛЬТР, содержащий резистор, к первому выводу которого подключены четыре конденсатора , другие выводы которых через соответствукяц1й ключ соединены с общей шиной, последовательно соединенные задающий генератор и блок управления, каждый из выходов которого подключен к управлякнцему входу соответствукяцего ключа, отличающийся тем, что, с целью подавления и исключения формирования на выходе синхронного фильтра частот, кратных основной тактовой частоте, расположенных в непосредственной близости к основной частоте пропускания, в него введены входной и выходной широкополосные фильтры , выход входного и вход выходного широкополосных фильтров подключены к второму и первому выводам резистора соответственно, а блок управления содержит четьфе элемента И, выходы которых являются его вызсодами, три элемента ИСКЛЮЧАНЦЕЕ ИЛИ и двоичньш счетчик, вход которого и первый вход первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ объединены и являются входом блока управления, при этом первый выход двоичного счетчика Соединен с первым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ и с объединенные ми первыми инверсным и прямым входами первого и второго элементов И, второй выход двоичного счетчика подключен к объединенным второму входу второго и первому входу третьего сл элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, третий инверсный выход двоичного счетчика подключен к второму входу третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого подключен к второму входу первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого подключен к объеди ;о ненным вторым инверсным входам пер00 вого и второго и первым прямым вхо м дам третьего и четвертого элементов И, а выход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, подключен к объединенfC ным вторым прямому и инверсному входам соответственно третьего и четвертого элементов И.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕХ}ЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3703132/24-09 (22) 17.02.84 (46) 23.11.85. Бюл. В 43 (72) А.М.Кувшинов и Е.Г.Шмыков (53) 621.372.544 (088.8) (56) Патент CIIIA II 3550023,кл.328165, опублик. 1970.

Лейнов М.Л. и Желнов В.Н.

Синхронные фильтры и пути их реализации на интегральных микросхемах.—

Электросвязь, 1975, В 1, 65-69. (54) (57) СИНХРОННЫЙ ФИЛЬТР, содержащий резистор, к первому выводу которого подключены четыре конденсатора, другие выводы которых через соответствующий ключ соединены с общей шиной, последовательно соединенные задающий генератор и блок управления, каждый из выходов которого подключен к управляющему входу соответствующего ключа, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью подавления и исключения формирования на выходе синхронного фильтра частот, кратных основной тактовой частоте, расположенных в непосредственной близости к основной частоте пропускания, в него введены входной н выходной широкополосные фильтры, выход входного и вход выходного широкополосных фильтров подключены

„„SU„„1)I 93779 А к второму и первому выводам резистора соответственно, а блок управления содержит четыре элемента И, выходы которых являются его выходами, три элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и двоичный счетчик, вход которого и первый вход первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ объединены и являются входом блока управления, при этом первый выход двоичного счетчика соединен с первым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и с объединенны-. ми первыми инверсным и прямым входами первого и второго элементов И, второй выход двоичного счетчика подключен к объединенным второму входу второго и первому входу третьего элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, третий инверсный выход двоичного счетчика подключен к второму входу третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого подключен к втброму входу первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого подключен к объединенным вторым инверсным входам первого и второго и первым прямым входам третьего и четвертого элементов

И, а выход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, подключен к объединенным вторым прямому и инверсному входам соответственно третьего и четвертого элементов И.

9 2 переходного процесса на входе выходного широкополосного фильтра 13 присутного широкополосного фильтра 13 на выходной клемме 23 наблюдается сигнал вида фиг. 2о. За счет разной скважности на участках 24 и 25 (фиг. 2н) амплитуда сигнала на этих нератора 10 и величиной сигнала по фиг. 2м, а амплитуда 27 равна А (фиг. 2o) определяется паузой между импульсами задающего генератора 10.

Фактически происходит умножение как входного сигнала, так и напряжения, накопленного на конденсаторе на коэффициент, определяемый длительностью импульса задающего генератора 10, или его паузой. При этом когда сигнал в основноМ канале умножается на коэффициент, пропорциональный длительности импульса задающего генератора

10 импульсов, в квадратурном канале сигнал умножается на коэффициент, пропорциональный паузе между импульсами задающего генератора 10, и наоборот.

Производят расчет коэффициентов разложения функции вида (фиг.2©) в ряд Фурье, чтобы оценить коэффициенты подавления нечетных гармоник на выходе синхронного фильтра по отношению к основная частоте, пропускаемой синхронным фильтром. Этими же коэффициентами определяется и коэффициент пропускания синхронного фильтра по входному сигналу на этих же частотах.

Так как функция вида (фиг.2о) нечетная и обладает симметрией 1Н рода (при выбрачном начале координат в точке 28), то разложение не содержит четных гармоник, а коэффициенты нечетных гармоник таковы: где1с=О, 1, 2, ...; Т=2,"

1 119377

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для выделения сигнала известной частоты из вует сигнал вида фиг. 2м, определяе- смеси сигнала с шумом в системах авто- мый напряжением на конденсаторах 4 матики и связи. и 5.

Цель изобретения — подавление и Конденсаторы 2 и 3 накапливать заисключение формирования на выходе ряд от воздействия сигнала фиг. 2 м синхронного фильтра частот, кратных: не будут, так как воздействие сигнатактовой частоте, расположенных в ла на их заряд в среднем за период непосредственной близости к основной 1,1 равно нулю. После прохождения выходчастоте пропускания.

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

Синхронный фильтр содержит резис- участках различная. Амплитуда 2Ь тор 1, четыре конденсатора 2-5, четы- равна А„ (фиг. 2o) и определяется ре ключа 6-9, задающий генератор 10, длительйостью импульса задающего геблок 11 управления, входной и выходной широкополосные фильтры 12 и 13, блок 11 управления содержит первый, второй, третий и четвертый элементы

И 14-17, первый, второй и третий элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 18-20, двоич. ный счетчик 21.

Синхронный фильтр работает следующим образом.

Из входного сигнала на входной клемме 22 с помощью входного широкополосного фильтра 12 удаляются высокоза частотные составляющие с частотами, соответствующими частоте задающего генератора 10, и гармоник выше 5-ой основной частоты коммутации. Этим снижается проникновение импульсов на этих частотах на конденсаторы 2-5 синхронного фильтра.

Включающие ключ б импульсы, попуча емые на выходе элемента И 14, показаны на фиг. 2ы. На фиг. 26, ь, ъпривед ны В ча щ е уль . На ах 7- 40

9 соответственно. Эти импульсы получают из сигнала (фиг.26) на третьем инверсном выходе двоичного счетчика

21, сигнала (фиг.2e) на втором выходе двоичного счетчика 21, сигнала

45 (фиг.2х) на первом выходе двоичного счетчика 21 с основной частотой коммутации, сигнала (фиг.2;) на выходе второго элемента ИСКЛЮЧА16ЦЕЕ ИЛИ 19, сигнала (фиг. 2 ) на выходе третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 20„ сигнала (фиг. 2и1) на выходе задающего генератора 10, сигнала (фиг. 2 ) на выходе первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 18.

Если на ВХОД синхрОннОГО фильтра ПО- я Ь Г (),Ы(2М+1) дать сигнал синусоидальной формы вида 1 " T

2н+1 фиг. 2м, синфазный с сигналом коммутации (фиг. 2у), то после окончания

1193779

А при 0<х 6

Тг

Е(х) Т ,А при — — <х <

4 2 т(5 (А (1 — сов(Ъ+1)х d x +

1 о

2 К+1 Л

+ А зхп(21+1)х et х) = TIJOU

1О

4 — А (1 — eos(2k+I) — — )

j(i (2k+1) 4

Так как для третьей и пятой гармоник значения коэффициентов в квадратных скобкахс одинаковы для b3 и

3, а перед А> стоит знак минус, поэтому можно соответствующим выбором отношения, уменьшить значения Ъ

Аз 30

1 и Ъ до нуля, если

+ А2 cos(2k+1)

4 1 f2 .Ъ = — — (А (12

4 6

ЪЗ = — — A(1

5Л " 2

4 Г V2

Ь

5 1 2 А (1+ —— соз(21+1) Г2

)+ A2 (2 2 1 — 
Гг ) Az

= 1+юг

8 предлагаемом синхронном фильтре длительность импульса задающего генератора 10 задает коэффициент А

1 (пропорциональна ему), а пауза между импульсами А2.

Скважность импульсов задающего генератора 10 должна быть

3 7 10 14 17 а З .р 4 р С по грешностью меньше 0,57. зна ение скважности 17/5 соответствует требуемому (2 + 12) .

Aq +Ay Ag

1+ — - = 2+,Ã2.

А А

1 в этом случае ближайшие (2-,3-.,4-, 5- и 6-я) гармоники к основной частоте пропускания будут давиться синхронным фильтром по входу и будут отсутствовать в выходном сигнале.

С использованием двоичных счетчиков для построения задающего. генера» тора 10 в качестве значения скважности необходимо взять целочисленные значения числителя и знаменателя.

Близкие значения к требуемой скважности будут иметь отношения

1193779

0 У/ц фиг.2

% у Г

Заказ 7323/57 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород,.ул.Проектная,4

Составитель A.Ìåíüøèêîâà

Редактор Е.Папп Техред С.Мигунова Корректор С.Черни