Синхронно-фазовый фильтр

 

37988) ОП ИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз советских

Социалис1ккеских

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 20.VI11.1971 (№ 1691729/18-10) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 20.1Ч.1973. Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 14.VI I I.1973

М. Кл. G Olr 23/00

Комитет оо лелем изобретений и открыти1 ори Совете Министров

СССР

УДК 621.317,76 (088.8) Авторы изобретения

1.1

Л. В. Новиков и Б. С. Смолянский

Ь

Специальное конструкторское бюро аналитического приборостроения

Заявитель

СИ НХРОН НО-ФАЗОВЫЙ ФИЛЬТР

Изобретение относится к технике с пектрального анализа, в частности к синхронно-фазовым фильтрам, осуществляющим узкополосную фильтрацию с одновременным переносом результирующего спектра в произвольную область частот.

Известны синхронно-фазовые фильтры (СФФ), содержащие две ключевые схемы умножителя, управляемые прямоугольньгми напряжениями, сдвинутыми на 90 с помощью фазовращателя, два фильтра нижних частот,,подключенных соответственно к выходам схем умножителя, блок,вторичного преобразования спектра, включающий в себя два умножителя, каждый из которых подсоединен к выходу соответствующего фильтра нижних частот и к источнику гармонического напряжения (частотному синтезатору) непосредственно и через фазов ращатель и сумматор. С целью подавления влияния нечетных гармоник управляющего напряжения с пектр анализируемого напряжения переносят в высокочастотную область с помощью подключенного к входу блока первичного преобразован ия спектра. Напряжения, необходимые для переноса спектра входного напряжения, управления ключами схемы умножения и для вторичного переноса спектра, вырабатываются частотным анализатором. Полоса проспускания такого синхронно-фазового фильтра олределяется полосой пропускания фильтра нижних частот, а частота настройки — частотой управляющего напряжения.

Подобная схема синхронно-фазового филь5 тра обладает высокой избирательностью, простотой перестройки по частотному диапазону и обеспечивает возможность получения результирующего спектра с,п.роизвольной центральной частотой. Однако при изменении

10 частоты настройки полоса с1ропускания фильтра остается неизменной, что ограничивает во зможности его,применения в области спектрального анализа и в других смежных областях техники,.

15,Цель изобретения — изменение полосы пропускания фильтра.

Это достигается тем, что в цепь управления ключами первых схем умножителей вк.чючен широтно-импульсный модулятор, соеди20 ненужный с вторым выходом синтезатора.

Это позволяет регулировать полосу прочу-кания СФФ плавно, по произвольному закону изменением скважности им пульсов широтномодулированного управляюшего напряжения.

25 На фиг. 1 показана схема чредлагаемого синхронно-фазового фильтра; на фи.-. 2, а — г— формы напряжений в различных точках устройства.

Синхронно-фазовый фильтр состоит нз бллЗО ка 7 первичного преобразования спектра, 379881

3 ключевых схем 2 умножения и фильтров 8 нижних частот (ФНЧ), образующих две последовательные цепи, подключенные с одной стороны к выходу блока 1, а с другой соответ ствен но к двум умножителям 4 блока 5 вторично го преобразования спектра. Выходы умножителей подсоединены к сумматору б, выход которого является выходом блока 5. ,Вспомогательное гармоническое напряжение частоты fp, необходимое для переноса апектра ан ализи руемого напряжения, подается в блок 1 от синтезатора 7.

Управляющие напряжение частоты f> поступает со второго выхода синтезатора 7 через широтно-импульсный модулятор 8 на управляющие входы схем 2 непосредственно и через фазовращатель на 90 . Всломогательное напряжение частоты f2, необходимое для вторичного переноса спектра, проходит на умножители 4 блока 5 непосредственного и через фазовращатель 9.

|Предлагаемый фильтр р,аботает следующим о бравом.

Пусть на вход блока 1 подано синусоидальное на пряжение частоты F, (фиг. 2,а). На его .выходе действует напряжение, показанное на фиг. 2,б. Это на пряжение коммутирует ся ключами умножителей (фиг. 2,в). В течение времени 1„ключи .замыкаются с частотой f>, а в течение T — 4 они разомкнуты. В последовательной цепи, образованной ключом, умножителем и фильтром нижних частот, протекает ток, низкочастотная составляющая которого образует на выходе ФНЧ биение частоты

fi — /Π— Fp. Величина этих биений в отличие от известных СФФ определяется не только полосой пропускания ФНЧ AF, но и скважностью т управляющих импульсов у= и Результирующая. ширина полосы пропускания последовательной цепи ключ — ФНЧ равЬР на Л1 р= . Чтобы исключить разряд емкот стей ФНЧ в течение разомкнутого состояния ключа, выход ключа не шунтирован резистором,, т. е. ключ и ФНЧ образуют,последовательную цепь. Благодаря этому коэффициент передачи не зависит от скважности р. Таким образом, в предлагаемом СФФ увеличением или уменьшением скважности у осуществля5 ется сужение или расширение полосы пропуска ния.

Биения на выходе обоих фильтров 8, отличающиеся на 90, умножаются в двух у множителях 4 соответственно н а синус и косинус

10 частоты f2 и суммируются. В результате на выходе блока 5, образуется мон охроматическое напряжение (фиг. 2,г) частоты / +((1— — fp — F ), величина которого определяется степенью совпадения частоты анализируемого

15 напряжения F, .с частотой fy — fp. Чем уже результирующая полоса пропуска ния ФНЧ

ЛРр, тем должно быть более точным это совпадение. При действии на .входе блока 1 н апряже20 ния, представляющего собой случайный широкополосный процесс, выходное напряжение

СФФ оказывается узкополосным случай дым процессом, ширина icIIenpa которого равна

ЛРр, а центральная частота f2. Величина этого

25 напряжения зависит как от спектральной плотности мощности на частоте f — fp, так и от величины ЛРр.

30 Предмет изобретения ,Синхронного-фазовый фильтр, содержащий блок первичного преобразования спектра, соединенный через две ключевые схемы умно35 жения, управляемые прямоугольными напряжениями, сдвинутыми на 90 с помощью фазовращател я, фильтры и вторые ключевые схемы умножен ия с сумматором, синтезатор, связанный с блоком первичного преобразова40 ния, а также со вторыми ключевыми схемами умножения, причем с одной — непосредственно, а с другой — через фазовращатель, отличаюи ийся тем, что, с целью изменения полосы пропускания фильтра, в цепь управления

45 ключами первых схем умножителей включеч широтно-импульсивный модулятор, соединенный с вторым выходом синтезатора.