Самонастраивающийся резонансный фильтр
0 П И С А Н И Е 382064
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Ссввтскиа
Социалистическиа
Республик
Зависимое от авт. свидетельства ¹
М. Кл. G 05b 13/02
Заявлено 18.VI.1971 (№ 1669929. 18-24) с присоединением заявки ¹
Приоритет
Опубликовано 22.Ч.1973. Бюллетень № 22
Дата опубликования описания 20.VI I I.1973
Комитвт по делатз изобретениЯ и открытий при Совете Министров
СССР
УДК 62-50(088 8) Авторы изобретения А. М. Шубладзе, А. Д. Браславский, Н. Н. Миловидов и А. П, Окунев
Ордена Ленина институт проблем управления (автоматики и телемеханики) Заявитель
САМОНАСТРАИВАЮЩИЙСЯ РЕЗОНАНСНЫЙ ФИЛbTP
Предлагаемое устройство может быть применено в системах автоматического управления и относится к классу самонастраивающихся фильтров. Устройство предназначено для выделения синусоидального сигнала неизвестной амплитуды, частоты и фазы из суммы его с сигналом произвольного вида. Требуемое качество фильтрации в этих условиях достигается за счет адаптации параметров устройства к изменяющимся параметрам входного полезного сигнала.
Известны самонастраивающиеся резонансные фильтры, содержащие сумматор и два последовательно соединенных интегратора, выход первого интегратора через пропорциональное звено соединен с первым входом сумматора.
Недостаток известных самонастраивающихся фильтров — малая точность работы при изменении частоты входного сигнала.
Отличием предлагаемого самонастраивающегося фильтра является то, что он содержит первый блок умножения, соединенный входом с выходом сумматора, а выходом — со входом первого интегратора; второй блок умножения, соединенный выходом со вторым входом сумматора, входом — с выходом второго интегратора; последовательно соединенные первый дифференциатор, первый релейный элемент, блок логического умножения знаков и третий интегратор, выход которого соединен с управляемыми входами двух блоков умножения; последовательно соединенные вторые дифференциатор и релейный элемент, выход которого соединен с одним из входов блока логического умножения знаков, а вход второго дифференциатора соединен с третьим входом сумматора.
Схема предлагаемого самонастраивающего1О ся резонансного фильтра приведена на чертеже.
Фильтр содержит резонансное колебательное звено второго порядка, построенное из двух интеграторов 1 и 2, двух блоков умно15 жения 3 и 4, сумматора б на три входа и пропорционального звена б, и канал настройки коэффициентов усиления двух множительных устройств. Канал содержит две цепи из последовательно соединенных дифференциатороч
2о 7 и 8 и релейных элементов 9 и 10, устройство 11 логического умножения знаков и ин-егратор 12, выход которого является выходом канала настройки.
Принцип работы предлагаемого самонаст25 раивающегося резонансного фильтра основан на использовании частотно-дискриминирующих свойств разности фаз входного и выходного синусоидального сигнала резонансного фильтра. При частоте входного сигнала W, Зо равной резонансной частоте фильтра Ф,с, сдвиг
382064 фаз ч =90, при W, Вф едвиг фаз q, .90 и при и „.,-) Wq сдвиг фаз р)90 . Если затухание в фильтре мало, то фазочастотная vaрактеристика фильтра близка к релейной:
0 при W»(W, 90 при W,,= К,р
180 при W,,-) W, Информация, заключенная в разности фаз входцого и выходного сигналов фильтра, преобразуется двумя релейными элементами 9, 10 и устройством логического умножения знаков в напряжение, изменяющееся от — U до
+U, которое подается на интегратор 12. В процессе самонастройки выходное напряжение интегратора 12 изменяется от некоторого
Uira*r — начального до Upe, — резонансного, при котором резонансная частота фильтра совпадает с частотой входных колебаний. Два дифференциатора 7 и 8 предназначены для устранения влияния постоянной составляющей в спектре входного сигнала на работу реле. Выходом фильтра является выход первого интегратора 1, и его передаточная функция имеет вид:
Р
+ ô(Ð) =
Р+ Рт1 где К вЂ” коэффициент усиления множительного звена по первому входу. При W„-=
= W t, коэффициент К= и,|„т. е. в результате настройки остаются постоянными как коэффициент усиления фильтра, равный (WI,(jW„,)), так и его коэффициент а затухания = —, 2
В случае, когда входной сигнал фильтра представляет сумму синусоидального полезного сигнала и помехи, выходное напряжение интегратора, управляющего множительными устройствами, в среднем изменяется в нужную сторону и свойство самонастройки сохраняегся. Полоса частот захвата полезного синусоидального сигнала практически не ограничена и определяется множительными устройствами.
Предлагаемый самонастраивающийся резонансный фильтр может быть использован для
10 выделения синусоидального сигнала изменяющейся частоты и амплитуды из суммы его с помехой произвольного вида.
15 Предмет изобретения
Самонастраивающийся резонансный фильтр, содержащий сумматор и два последовательно соединенных интегратора, выход первого ин20 тегратора через пропорциональное звено соединен с первым входом сумматора, отличаюи ийся тем, что, с целью увеличения точности работы фильтра, он содержит первый блок умножения, соединенный входом с выходом сум25 матора, а выходом — со входом первого интегратора, второй блок умножения, соединенный выходом со вторым входом сумматора, входом — с выходом второго интегратора, последовательно соединенные первый дифферен30 циатор, первый релейный элемент, блок логического умножения знаков и третий интегратор, выход которого соединен с управляемыми входами двух блоков умножения, последовательно соединенные вторые дифференциа35 тор и релейный элемент, выход которого соединен с одним из входов блока логического умножения знаков, а вход второго дифференциатора соединен с третьим входом сумматора.
3Й2064
Редактор Б. Нанкина
Заказ 2190/15 Изд. Ко 1621 Тираж 780 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография пр. Сапунова, 2
Составитель А. Лащев
Техред Е. Борисова
Корректоры: Е. Давыдкина и М. Коробова
