Режекторный фильтр

 

Изобретение относится к радиотехнике и измерительной технике и может быть использовано при изменении коэффициента гармоник. Цель изобретения - расширение полосы подавления и уменьшение неравномерности АЧХ в полосе пропускания. Режекторныйфильтрсодержит алгебраический сумматор 1, фазосдвигающую цепь 2, выполненную в виде моста Вина , дифференциальный усилитель 3, цепь 4 обратной связи и дополнительную цепь 5 обратной связи. Работа режекторного фильтра основана на балансе сигналов в фазосдвигающей цепи, представляющей собой мост Вина. 2 ил,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s Н 03 Н 11/12

1 (л)

V 4

О (л

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4771172/09 (22) 19.12.89 (46) 30.05.92, Бюл. М 20 (71) Киевский научно-исследовательский институт радиоизмерительной аппаратуры (72) С. B. Андреев, Н. А. Костюк, Е. А. Ковальчук и А. Ф, Погребной (53) 621.372.54(088.8) (56) Измеритель нелинейных искажений автоматический цифровой Сб — 8. Техническое описание и инструкция по эксплуатации

ЕЯ2.770.020 ТО, 1983, с,-23 — 25. (54) РЕЖЕКТОРНЫЙ ФИЛЬТР

Изобретение относится к радиотехнике и измерительной технике и может быть использовано при измерении коэффициента гармоник.

Известны режекторные фильтры второго порядка на основе 2Т вЂ” моста (см. а. с.

СССР М 1197059, кл. Н 03 11/12, пат. ФРГ

N. 3345718, кл. Н 03 11/12; Мошиц Г.; Хорн

П. Проектирование активных фйльтров.—

М.: Мир, 1984, с. 68; Хьюлсман Л. П., Активные фильтры. — М.: Мир, 1972, с. 29), недостатком которых является необходимость переключения не менее трех элементов (резисторов или конденсаторов) при перестройке частоты режекции.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является режекторный фильтр, содержащий последовательно соединенные сумматор, предварительный усилитель, мост Вина, усилитель гармоник, выход которого является выходом устройства и через цепь обратной связи подключен к первому входу сумматора, второй вход ко(57) Изобретение относится к радиотехнике и измерительной технике и может быть использовано при изменении коэффициента гармоник. Цель изобретения — расширение полосы подавления и уменьшение неравномерности АЧХ в полосе пропускания. Режекторный фильтр содержит алгебраический сумматор 1, фазосдвигающую цепь 2, выполненную в виде моста Вина, дифференциальный усилитель 3, цепь 4 обратной связи и дополнительную цепь 5 обратной связи. Работа режекторного фильтра основана на балансе сигналов в фазосдвигающей цепи, представляющей собой мост Вина. 2 ил. торого является входом устройства (см. Измеритель нелинейных искажениИ автоматический цифровой С6 — 8, Техническое описание и инструкция по эксплуатации

ЕЯ2.770.020.ТО, 1983, с. 23 — 25).

Недостатком такого фильтра является то, что частота полюса передаточной функции совпадает с частотой нуля (частотой режекции), поэтому амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) фильтра является симметричной функцией относительно частоты режекции. В результате для уменьшения неравномерности АЧХ в полосе пропускания увеличивают добротность полюса, и, как следствие, резко сужается полоса подавления в окрестности частоты режекции и, наоборот, при расширении полосы подавления увеличивается неравномерность АЧХ в полосе пропускания. Таким образом, при использовании таких фильтров в измерителях нелинейных искажений (измерителях коэффициента гармоник) для эффективного подавления первой гармоники и сохранения

1737705 высокой точности преобразования высших гармоник соединяют последовательно несколько таких фильтров, что приводит к существенному увеличению аппаратурных затрат, Цель изобретения — расширение полосы под аления и уменьшение неравномерности АЧХ в полосе пропускания.

Поставленная цель достигается благодаря тому, что в режекторный фильтр, содержащий последовательно соединенные алгебраический сумматор, первый вход коToð0ãо является входом режекторного фильтра, мост ВинЯ, Одна диагoHGllb которого соедичена соответственно с выходом алгебОаического сумматора и общей шиной, а вторая диагональ соединена с входами дифференциального усилителя, выход которого через цепь обратной связи соединен с вторь)м входом алгебраического сумматора, .:Очка соединения резистора и конденсатор=. в последовательной RC-цепи моста Вина соединена через дополнительную цепь обратной связи с третьим входом алгебраичеСКОГО C)jÌÌßÒÎÄÇ.

На фиг. . представлена структурная схема режекторного фильтра; на фиг. 2— принципиальная схема режекторного фильтра на операционных усилителях с первым вað è àdíHòTîoì ;м оос тТа В )и4нHаa; на фиг, 3 — принципиальная схема режекторного фильтра на операционных усилителях со вторым вариантом моста Бина; на фиг. 4 — амплитудночастотные характеристики фильтров.

Режекторный фильтр (см. фиг. 1) содержит последовательно соединенные алгебраический сумматор 1, первый вход которого является входом устройства, мост

Вина 2, одна диагональ (г, б — для первого варианта моста Бина и б, г — для второго ва риа нта моста В и на) которого соединена соответственно с выходом алгебраического сумматора 1 и общей шиной, а другая диагональ а, Ь соединена с входом дифференциального усили еля 3, выход которого через цепь 4 обратной связи соединен с вторым входом алгебраического сумматора

1. Точка соединения а резистора и конденсатора в последовательной RC-цепи моста

Вина 2 соединена через дополнительную цепь 5 обратной связи с третьим входом алгебраического сумматора 1.

При реализации режекторного фильтра на операционных усилителях (У) (см. фиг, 2 и 3) У вЂ” алгебраический сумматор 1, R4— цепь 4 обратной связи, Уз -дифференциальный усилитель 3, У2, Вз — дополнительная цепь 5 обратной связи.

Передаточная функция предлагаемого фильтра имеет вид

2+„,2

К(Г) = К

p + р+.г и соответствует передаточной функции режекторного фильтра второго порядка общего вида. Модуль комплексного коэффициента передачи, т, е, амплитудно-частотная характеристика

+o C0o

15 <0 w)= ка )1)

Параметры Ko, Q, в,, юр определяющие вид АЧХ для прототипа и двух вариантов предлагаемого фильтра, представлены в табл. 1.

Из табл. 1 видно, что для фильтра-про1 тотипа гф =Q)p = —, т. е. полюс и нуль г совпадают, поэтому АЧХ имеет вид, представленный на фиг. 4 (кривая а), где макси30 мальная погрешность gM;imp в полосе пропускания высших гармоник для такого фильтра имеет место на частоте второй гармоники 2г )о, Для предлагаемого фильтра (оба варианта)

:) р O (do поэтому можно получить такую АЧХ режекторного фильтра (линии 2, 3), чтобы погрешность на частоте второй гармоники

2No равнялась нулю и при этом максимальная погрешность ума«в полосе пропускания высших гармоник оказывается приблизительно на частоте 2, 6 о>р, а ее значение меньше, чем у прототипа при од45 новременном расширении полосы подавления Жо (кривая б), или при сохранении полосы подавления увеличивается подавление первой гармоники (уменьшается значение К (he@ ) коэффициента передачи в полосе подавления) (кривая в). Это подтверждается результатами расчетов АЧХ по формуле (1), приведенными в табл. 2, Например, погрешность ум„, в полосе пропускания высших гармоник для АЧХ в по сравнению с АЧХ а (прототип) в 16 ра3 меньше при одинаковых полосах подавления, Или, например, погрешность умакс для

АЧХ б в 3,5 раза меньше и одновременно в

2 раза расширяется полоса подавления Ао

1737705

Таблица 1

Таблица 2

15 (или при фиксированной полосе подавления — в два раза увеличивается подавление в этой полосе первой гармоники).

Формула изобретения

Режекторный фильтр, содержащий последовательно соединенные алгебраический сумматор, первый вход которого является входом режекторного фильтра, мост Вина, одна диагональ которого соединена соответственно с выходом алгебраического сумматора и общей шиной, в другая диагональ соединена с входами дифферены, = —, т = RC — для всех фильтров.

1 циального усилителя, выход которого через цепь обратной связи соединен с вторым входом алгебраического сумматора, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения полосы подавления и уменьшения неравно5 мерности амплитудно-частотной характеристики в полосе пропускания, точка соединения резистора и конденсатора.в последовательной RC-цепи моста Вина соединена через дополнительную цепь обратной

10 связи с третьим входом алгебраического сумматора.

1737705

Фмз. 2

ВХ.

Фиг.,7

1737705

50

Составитель С, Андреев

Редактор Т. Орловокая Техред М.Моргентал Корректор О. Кундрик

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. УжгороД, ул,Гагарина, 101

Яг..аз 1905 Тираж Подписное

:;Н11ИГ Ы Государственного комитета rlo изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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