Устройство для фильтрации электрического сигнала

 

Г с: вняя зя

Сетюз Советских

Социалистинеския. 1ееспублин (И) Дополнительное к авт. свил-ву-(22) ЗаявлЕно 06.05.75 (21) 2132374/18-09 с присоединением заявки Ие (23) Приоритет— г (51) М, Кл.

Н 03 и 7/20

ЙауМаретееяяьй каатет

СССР ае делан яеебретеяее я еткритей

Опубликовано 25.06.79. Бюллетень №. 23

Дата опубликования описания 25.06.79 (53) УДК 621.394. .66 (088.8) А. Б. Ананьев, Г. С. Любашевский, Н. И. Скрипка, Б. Д. Тартаковский и В. Г. Теряев (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИЛЬТРАЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО

СИГНАЛА

Изобретение относится к радиотехнике, измерительной технике, электросвязи и может быль использовано для фильтрации узкополосного сигнала без внесения в него дополнительных фазовых сдвигов.

Фильтрация сигнала линейными цепями приво- S дит к искажению фазовой структуры сигнала; искажения определяются фазо-частотной характеристикой системы фильтрации. Однако в ряде важных практических случаев необходимо выделить узкополосный сигнал, не изменив при этом его тв фазу.

Среди устройств, включающих в себя нелинейные элементы, известно устройство, в котором реализуется компенсация фазовых сдвигов, вносимых входным полосовым фильтром (1).

Однако это устройство может работать с сигналом только в отсутствие мешающих колебаний (помех).:Кроме того, оно принципиально теряет информацию о форме сигнала — его частоте, амплитуде, начальной фазе.

Наиболее близким к предложенному является устройство, содержащее полосовой фильтр, квадратор и последовательно соединенные смеситель и фильтр нижних частот (2).

Компенсация фазовых искажений происходит посредством суммирования сигнала на выходе узкополосного фильтра с квадратурной составляющей сигнала, вырабатываемой в контуре автоматического слежения за фазой результирующего сигнала на выходе смесителя.

Это устройство имеет ряд недостатков, ограничивающих его применение в системах автоматического управления, в цепях обратной связи которых используются узкополосные фильтры, и в системах исследования "тонкой структуры" электрических сигналов. К недостаткам относятся, прежде всего, сложность реализации и неоднозначная зависимость амплитуды выходного сигнала от амплитуды фильтруемой компоненты на входе фильтра, а также ошибка компенсации фазы эа счет инерционности в системе автоматического регулирования.

Целью изобретения является повышение точности компенсации фазовых сдвигов при сохраненении линейной связи амплитуды фильтруемой

ЦНИИПИ Заказ 3675/47

Тираж 1059 Подписное

6694 ,3 компоненты на выходе устройства с амплитудой на входе.

Это достигается тем, что в устройстве выход полосового фильтра подключен к первому входу смесителя через дополнительный полосовой фильтр, 5 идентичный первому, и к второму входу смесителя через удвоитель фазы.

На чертеже представлена схема устройства.

Оно содержит полосовой фильтр 1, соединенный с входом удвоители 2 фазы и входом поло- 10 сового фильтра 3, передаточная функция которого идентична передаточной функции фильтра 1.

Выходы удвоители 2 фазы и фильтра 3 соединены с входами смесителя 4, выход которого подключен к фильтру 5 нижних частот. t5

Устройства работает следующим образом.

Допустим, что из колебания, представленного суммой гармонических составляющих: S (t)

М

,= K. Ь„сов(ьэаг1 + y ),требуется выделить е-ую

n=t 20 гармоническую составляющую S„, (t) =Amos(ñ +

+ рпг), сохранив ее фазу. Частота фильтруемой компоненты может лежать в пределах заданного интеРвала ю„,1п 4 саго: ы ах При прохожде„, этого сигнала через полосовой фильтр 1, централь-+ ная частота которого с о оне совпадает с частотой смгнала 8 „,(t), получаем сигнал 81 (t) = Агл.

° Н (ы„) cos (сап, t + у, +4(w ) 1, сдвинутый относительно входного сигнала на угол ф(сонг), Далее сигнал S (t) обрабатывается и двух каналах параллельно. В первом канапе при помощи удвоителя 2 удваивается полная фаза сигнала н после отделения постоянной составляющей получается колебание вида

8г (т) = 9соа Р« щ < + пг + 24(с>щ)), где В = Аг Н (щ) — амплитуда колебаний на выходе удвоителя 2 фазы.

Во втором канале сигнал 8г (t) пропускается через фильтр 3, передаточная функция которого идентична передаточной функции фильтра 1, и в результате получается колебание вида

8з(t) = Ап,Н (с п) соа (t + y„+ 2ф(ы )1. из полученных таким образом сигналов S>(t) и

Ss (t) прн помощи смесителя 4 и фильтра 5 нижних частот выделяется разносящее колебание вида

S„(t) = А Нг (со ) cos (сопг t + y и,), частота и фаза которого совпадает с частотой и фазой входного сигнала S (t) с достаточной для практики точностью (тем более высокой, чем больше соотношение ЬЯ/ 6сд где ЬЯ вЂ” полоса пропускания фильтра S, а Ьсг — полоса пропускания фильтров 1 и 3). Отметим, что прн определенных условиях, наложенных на величины амплитуд, поданных ва входы смесителя 4 сигналов, амплитуда колебаний на выходе смесителя пропорциональна амплитуде сигнала, т. е. величина

Ап,. Таким образом, обеспечивается линейная связь амплитуды колебаний на выходе устройства с амплитудой фильтруемой компоненты сигнала на его входе.

Фор мугама изобретения

Устройство для фильтрации электрического сигнала, содержащее полосовой фильтр н последовательно соединенные смеситель и фильтр нижних частот, отличающееся тем, что, с целью повышения точности компенсации фазовых сдвигов, выход полосового фильтра подключен к первому входу смесителя через дополнительный полосовой фильтр, идентичный нервому, и к второму входу смесителя через удвоитель фазы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР М 390464, кл. 6 01 R 25/00, 12.04.66.

2. Авторское свидетельство СССР ло 182764, кл. Н 03 Н 7/20, 22,07.65.

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