Следящий фильтр

 

О П И С А Н И Е ()978322

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социапистическик

Республик (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26. 03. 79 (2l ) 2741852/18-09 с присоединением заявки Ле (23) Приоритет

Опубликовано 30.11. 82. Бюллетень Xi 44

Дата опубликования описания 30. 11. 82 (51)M. Кл.

03 Н 7/20

3Ъеударстеаивй камитет вв делам изобретений и открытий (5З) УДК621.396.

° 965.8 (088.8) A.Ñ.Ïàòëàõ, В.Н.Турбабин, А.Н.Гальченко 1и А.Л,Крылов

1 1 (I-;, Уфимский авиационный институт им. Серго Орджбййкидзе,-.: . (72) Авторы изобретения (7l ) Заявитель (54) СЛЕДЯЩИЙ ФИЛЬТР

Изобретение относится к приборостроению и измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического управления.

Известен следящий фильтр, содержащий входной и выходной формирователи, активный резонансный контур, фазовый детектор, фильтр нижних частот и регулирующий элемент (13.

Недостаток этого следящего фильтра заключается в невозможности автоматической перестройки его на первую гармонику частоты входного сигнала при захвате второй гармоники частоты входного сигнала.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является следящий фильтр, содержащий последовательно соединенные входной формирователь зд импульсов, полосовой перестраиваемый фильтр и выходной формирователь импульсов, при этом выходы входного и выходного формирователей импуль2 сов соединены со входами Фазового детектора, выход которого через фильтр нижних частот соединен с управляющим входом полосового перестра-иваемого фильтра и выходом шунтирующего ключа, управляющий вход которого подключен к выходу временного дискриминатора, первый вход которого соединен с выходом выходного формирователя импульсов f2).

Недостаток такого устройства заключается в том, что автоматическая перестройка его на первую гармонику частоты входного сигнала, при захвате второй гармоники частоты входного сигнала, возможна лишь при условии, что удвоенная нижняя полоса пропускания следящего фильтра больше или равна верхней полосе пропускания следящего фильтра, т.е. вторые гармоники входных частот следящего фильт ра должны быть обязательно больше верхней частоты полосы пропускания.

Следовательно, недостатком известноходы формирователей 1 и 3 прлмоуголь— ных импульсов, причем выход Фазового детектора 4 через Фильтр 5 нижних частот соединен с управляющим входом полосового фильтра 2. Выход выходного формирователя 3 импульсов подключен к временному дискриминатору б, к одному из входов которого подключен также выход входного Формирователя

1 импульсов, а выход временного дискриминатора б через шунтируощий ключ

7 связан с управляющим входом полосового перестраиваемого фильтра 2.

Временный дискриминатор б представляет собой цепь последовательно сбединенных элементов: счетного триггера 8, вход которого связан с входным формирователем 1 импульсов, пер вого элемента 9 совпадения, второй вход которого подключен к выходному формирователю 3 импульсов, статического триггера 10, второй вход которого связан со, вторым выходом счетного триггера 8, и второго элемента

11 совпадения, второй вход которого подключен к выходу выходного формирователя 3 импульсов, а выход соединен с управляюцим входом шунтирующего ключа 7, подключенного к фильтру 5 нижних частот и к полосовому перестраиваемому фильтру 2.

Следящий фильтр работает следующим образом.

Входной формирователь 1 прямоугольных импульсов. формирует прямоугольные импульсы входной частоты, которые поступают на полосовой перестраиваемый фильтр 2 с управляемой резонансной частотой, на первый вход фазового детектора 4 и на вход счетного триггера 8. С выходного формирователя 3 прямоуголь ных импульсов импульсы поступают на второй вход фазового детектора 4, на первый вход элемента 11 совпаден „ и на второй вход элемента 9 совпадения. На управляюций вход полосового фильтра 2 с фильтра 5 нижних частот подается напряжение, пропорциональное рассогласованию фазы выходно

ro сигнала от входного, выделенное фазовым детектором 4, которое настраивает полосовой фильтр 2 на входную частоту. С первого выхода счетного триггера 8 импульсы длительностью, равной периоду входной частоты, поступают на первый вход элемента 9 сов= падения, на второй вход которого поступают импульсы с выходного формиро3 978322 4 го следящего фильтра является узкий диапазон его работы.

Цель изобретения - расширение рабо чего диапазона частот следящего фильтра.

Поставленная цель достигается тем, что в следующем фильтре, содержащем последовательно соединенные выходной формирователь импульсов, полосовой перестраиваемый фильтр и выходной 1О

l формирователь импульсов, при этом выходы входного и выходного формирователей импульсов соединены с входами фазового детектора, выход которого через фильтр нижних частот соединен с управляющим входом полосо вого перестраиваемого фильтра и выходом шунтирующего ключа, управляющий выход которого подключен к выходу временного дискриминатора первый вход которого соединен с выходом выходного формирователя импульсов, временной дискриминатор снабжен вторым входом, который соединен с выходом входного формирователя импул ьсо в.

При этом временной дискриминатор состоит из счетного триггера, вход которого является вторым входом временного дискриминатора, первого элемента совпадения, статического триггера и второго элемента совпадения, вйход которого является выходом временного дискриминатора, причем первый выход счетного триггера соединен

Л с первым входом первого элемента совпадения, второй выход счетного триггера соединен с вторым входом статического триггера, первый вход которого соединен с . выходом пер- 4О вого элемента совпадения, а выход статического триггера соединен с первым входом второго элемента совпадения, при этом вторые входы первого и второго элементов совпадения представляют собой первый вход временного дискримина-! тора.

На фиг.! представлена структурная схема следящего фильтра; на фиг.2 - диаграмма его работы., Следящий фильтр содержит последоваткльно соединенные входной формирователь 1 прямоугольных импульсов, полосовой перестраиваемый фильтр 2 с управляемой резонансной частотой и выходной формирователь 3 прямоугольных импульсов, фазовый детектор

4 ко входам которого подключены вы978322 6 вателя 3 импульсов. В момент прихода импульса с выходного формирователя

3 элемент 9 совпадения срабатывает, и сигнал с его выхода поступает на первый вход статического триггера 10.

Так как статический триггер 10 срабатывает по заднему фронту импульса, т.е. в момент пропадания импульса с выхода выходного формирователя 3, то элемент 11 совпадения не срабатывает 1О из-за отсутствия импульса на его первом входе. В следующий период входной частоты статический триггер

l0 переключается в исходное положение.

Чри настройке следящего фильтра 1$ на вторую гармонику частоты входного сигнала, что имеет место при резком изменении входного частотного сигнала, в момент включения, при кратковременном пропадании питания, с вы- ходного формирователя 3 в течение периода входной частоты поступит два импульса. В момент окончания действия первого импульса с выходного формирователя 3 срабатывает 23 статический триггер 10, и сигнал с его выхода поступит на второй вход элемента 11 совпадения. В момент прихода второго импульса с выходного

Формирователя 3 на первый вход эле- щ мента ll совпадения происходит срабатывание элемента 11 совпадения, и сигнал с его выхода поступает на управляющий электрод шунтирующего ключа 7, который обнуляет сигнал на выходе фильтра 5 нижних частот,что приводит к перестройке полосового фильтра 2 с управляемой резонансной частотой к нижней границе рабочего диапазона следящего фильтра. После окончания действия сигнала с выхода элемента 11 совпадения напряжение на выходе фильтра 5 нижних частот начнет возрастать с постоянной времени фильтра 5 нижних частот от нуля до напряжения, соответствующего настрой.-. ке полосового фильтра 2 на первую гармонику частоты входного сигнала.

Поскольку обнуление сигнала на выхо-, де фильтра 5 нижних частот происходит по переднему фронту сигнала с выхода элемента 11 совпадения, то длительность импульса с выхода элемента 11 совпадения не сказывается на эффекте перестройки.

Введение в устройство счетного

5$ триггера, статического триггера и. второго элемента совпадения обеспечивает. расширение диапазона работы следящего фильтра за счет того, что длительность импульса, которая зависит от входной частоты, формируется в счетном триггере и сравнивается с периодом частоты на выходе выходного формирователя прямоугольных импульсов.

Формула изобретения

Следящий фильтр, содержащий последовательно соединенные входной формирователь импульсов, полосовой перестраиваемый фильтр и выходной формирователь импульсов, при этом выходы входного и выходного Формиро. вателей импульсов соединены с входами фазового детектора, выход которого через фильтр нижних частот соединен с управляющим входом полосового перестраиваемого фильтра и выходом шунтирующего .ключа, управляющий вход которого подключен к выходу временного дискриминатора, первый вход которого соединен с выходом выходного формирователя импульсов, о т л и ч аю шийся тем, что,с целью расширения рабочего диапазона частот, вре" менной дискриминатор снабжен вторым входом, который соединен с выходом входного формирователя импульсов.

2. Фильтр по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что временной дискриминатор состоит из счетного триггера, вход которого является вторым входом временного дискриминатора, первого ,элемента совпадения, статического триггера и второго элемента совпадения, выход которого является выхо-. дом временного дискриминатора, причем первый выход счетного триггера соединен с первым входои первого элемента совпадения, второй выход счетного триггера соединен с вторым входом статического триггера, первый вход которого соединен с выходом первого элемента совпадения, а выход статического триггера соединен с первым входом второго элемента совпадения, при этом вторые входы первого и второго элементов совпадения представляют собой первый вход временного дискриминатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Automatical1у tuned filter

uses SC operat1опа1. Amplifiеrs, ЕОМ/ ЕЕ, Fabruaru,l, 1972. GOORDON

ОЕВОО.and ROGER c. HEDLUnD.

2. Авторское свидетельство ССCP

11 720697, кл. Н 03 Н 7/20, 1977 (прототип).

978322

Т„/

Т„е"

Составитель И. Горелова

Редактор А.Власенко Техред С.Мигунова Корректор С.Шекмар.

Заказ 9239/73 Тираж 959 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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