Трансверсальный фильтр

 

Изобретение относится к радиоэлектронике, предназначено для линейной обработки сигналов и может быть использовано для частотной фильтрации и частотной коррекции с заданной импульсной реакцией. Трансверсальный фильтр состоит из ультразвуковой линии задержки, содержащей электроакустический преобразователь (слой 1 металла, кварцевая пластина 2, слой 3 клея), звуковопровод 4 из плавленого кварца, на параллельные грани которого нанесены проводящие покрытия 5 и 8, соединительные шины 7 и 9, и 10, источники 11 постоянного напряжения, преобразователи 12 и 13 ток-напряжение, дифференциальный усилитель 14, интегратор 15, выполненные на операционных усилителях. Положительным эффектом изобретения является упрощение конструкции фильтра относительно прототипа, увеличение его надежности и срока службы. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ц114 Н 03 Н 15/00 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4292007/24-21 (22) 30.07.87 (46) 15. 10.89. Бюл. 9 38 (7 1) Рудненский индустриальный институт (72) 3.Д.Лернер (53) 621.318 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1325673, кл. H 03 К 5/01, И 03 Í 1/00. (54) TPAHCBEPCAJIbHblA ФИЛЬТР (57) Изобретение относится к радиоэлектронике, предназначено для линейной обработки сигналов и может быть использовано для частотной фильтрации и частотной коррекции с заданной импульсной реакцией. ТрансÄÄSUÄÄ 1515350 А1

2 версальный фильтр состоит из ультразвуковой линии задержки, содержащей электроакустический преобразователь (слой 1 металла, кварцевая пластина

2, слой 3 клея), звуковопровод 4 из плавленого кварца,на параллельные грани которого нанесены проводящие покрытия 5 и 8, соединительные шины

7 и 9, и 10, источники 11 постоянного напряжения, преобразователи 12 и

13 ток — напряжение, дифференциальный усилитель 14, интегратор 15, выполненные на операционных усилителях.

Положительным эффектом изобретения является упрощение конструкции фильтра относительно прототипа, увеличение его надежности и срока службы. 2 ил.

1515350

dx = (2) 50 где х, у, х, у лб х/ч ния х

Изобретение относится к радиоэлектронике, предназначено для линейной обработки сигналов и может быть использовано для частотной фильтРации, частотной коррекции с заданной импульсной реакцией.

Цель изобретения — упрощение устройства и увеличение надежности его и технологичности. 10

На фиг.1 изображена импульсная реакция, подлежащая реализации, на фиг.2 — трансверсальный фильтр с импульсной реакцией g(t) (фиг.1).

Трансверсальный фильтр состоит 15 из ультразвуковой линии задержки, включающей электроакустический преобразователь (слои 1 металла, кварцевая пластина 2, слой 3 клея), звукопровод 4 иэ плавленного кварца на 20 параллельные грани которого нанесены проводящие покрытИя (участки 5 на верхней грани, имеющие форму положительных участков импульсной реакции

g(t), соединенные между собой шиной 25

6, такие же участки на нижней грани, соединенные ппшой 7, участки 8 на верхней грани, имеющие форму отрицательных участков импульсной реакции соединенные шиной 9, и такие же участки на нижней грани, соединенные шиной 10), двух одинаковых источников 11 постоянного напряжения, преобразователей 12 и !3 ток — напряжение, дифференциального усилителя 14 и интегратора 15, выполненных.на операционны)(усилителях.

Криволинейная граница участков проводящего слоя 5 образует кривую, описываемую уравнением 40 у = у(х) = g+(— ) =g+((), (1) v а криволинейная граница участков про

ВодящеГО слоя 8 кривую Описывае 45 мую уравнением х у =у (х) =Ig (— )l пр остр анственные координаты (фиг.2); скорость акустических

55 волн в звукопроводе, время прохождения акустической волной расстояg, ((.) — положительные участки импульсной реакции, g ((.) - отрицательные участки импульсной реакции (фиг.1) ()I — абсолютная величина функции g (-)

Обозначим расстояние между обкладками конденсаторов d, длину звукопровода 1 (фиг.2),. диэлектрическую проницаемость звукопровода Е,х.

Тогда при отсутствии входного напряжения (Vbx О) емкость конденсатора, подводами к которому являются шины 6 и 7, равна: (Е х(х)

1 ! о (g+(х/v) д х (3)

a ) д х () а емкость конденсатора, подводами к которому являются шины 9 и 10,равна:

Р

= S .х (* )

2 Д fg(x /ч) (d x (4) сх (хх о

Под воздействием U <Ä кварцевая пластина 2 совершает колебания вида сжатие — растяжение в вертикальном направлении. Эти колебания возбуждают в эвукопроводе поперечные волны, в результате чего размер звукопрово" да d становится зависящим от переменных.1 и х:

d = Й + йс1 = do + К,U „(-х/v). (5) Здесь учтено, что в линии отсутствуют отраженные волны, конец звукопровода нагружен согласованной с ним акустической нагрузкой; поверхность звукопровода покрашена.

Ввиду малости и d по сравнению с

Й, можно записать

1/d=(1/d,) б1-Кф „„(t-x/v)), (6) где К „и К 2 — коэффициенты пропорциональности. С учетом равенства (6) выражения (3) и (4) можно переписать в виде

t в

С io+K> -() О вх(б)" > з

C2=C2o+Kb ) Ig () t U()„(t )(4((8) о где С,, С 2,, К, и t > — константы, 1/ч — время задержки волны линией.

Ч„=С,Е, q =С В. (9)

Трансверсальный фильтр, содержащий линию задержки, блок взвешивания и сумматор, параметры которьм непрерывно распределены вдоль линии, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, в него введены две пары источников постоянного напряжения и преобразователей ток — напряжение, дифференциальный усилитель и интегратор, при этом линия задержки, блок взВЕшивания и сумматор выполнен в виде входного электроакустического преобразователя, присоединенного к торцу звукопровода в виде прямоугольного параллелепипеда, на верхнюю и

20 нижнюю грани которого нанесены на два проводящих покрытия, одно из которых имеет форму, совпадающую с формой положительных участков заданной импульсной реакции фильтра, а другое — от25 и ат р ц ельных, причем оси времени импульсной реакции фильтра соответствуют ребра параллелепипеда, параллельные направлению распространения акустической волны, с нанесенными

3р вдоль них токопроводящими шинами, выходы преобразователей ток — напряжение соединены через соединенные последовательно дифференциальныи усилитель и интегратор с выходной ной, неинвертирующие входы преобразователей ток — напряжение соединены с общей шиной, и отрицательными выводами источников постоянного напряжения, а инвертирукщие Входы и поло4р жительные Выводы истОчникОВ постОян ного напряжения каждой пары соединены с токопроводящими шинами соответствующих боковых граней.

Входные токи усилителей 12 и 13 соответственно равны:

° с ч1 ° (2

dt 2 (10) Выходные напряжения пропорциональ ны входным токам, т.е.

4, у

Выхо но д е напряжение дифференциаль15 ного усилителя 14 равно:

Напряжение е на выходе интегрирующего усилителя 15 (оно же же напряжение на вьмоде трансверсального фильтра) равно

ФЭ

Ц„,„(Е) = К ) g+(C)U>„(t-i)d7.—

c, .о

К $ g (1) П (л) л

1Э к g(i)U„(t-с)и. .(13)

Полагая коэффициент пропорциональности К в выражении (13) равным 1, получим интеграл Дюамеля. Это означает, что описанное устройство я— л явяется трансверсальным фильтром с .импульсной реакцией g(t) .

Положительным эффектом изобретения является упрощение трансверсального фильтра относительно прототипа (исключение иэ его состава электродвигателя, движущихся и трущихся частей магниторезистора), увеличение надежности, срока службы.

Заряды на конденсаторах С С равны соответственно: и

Ф о м р ула из обре тения