N-канальный фильтр

 

1. N-КАНАЛЬНЫЙ ФИЛЬТР, содержащий объединенные по входу два канала, выходы которых подключены к входам выходного сумматора, причем каждый из каналов содержит входной модулятор и последЬва.тельно соединенные фильтр нижних частот , выполненный на операционном усилителе, в цепи отрицательной обратной связи которого включена параллельная RC-цепь, инве ртирующий вход операционного усилителя соединен с резистором, другой вы вод которого является входом фильтра нижних частот, а выход операционного усилителя является выходом фильтра нижних частот, и выходной модулятор, отличающийся. тем, что, с целью снижения уровня паразитного сигнала с частотой модуляции , в каждом канале между выходом входного модулятора и входом фильтра нижних частот введены последовательно соединенные дополнительные сумматор и первые резистор и конденсатор, а также второй дополнительный резистор, включенный между выходом фильтра нижних частот и точкой соединения первых дополнительных резистора и конденсатора; причем второй и третий входы дополнительного сумматора каждого канала подключены к выходам входного модулятора и фильтра нижних частот соседнего канала соответственно, при зтом выходной (А С модулятор каждого канала выполнен на двух электронных коммутаторах на два положения, входы которого подключены к инвертирующему входу и выходу операционного усилителя фильтра нижних частот, а выходык выходам выходного сумматора. 2. Фильтр по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью обесСП 00 печения постоянства относительной полосы пропускания при изменении частоты модуляции, между выходами выходного модулятора каждого ка нала включен второй дополнительный конденсатор.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

36511 Н 03 Н 19/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21) 3457870/18-09 (22) 18. 06.82 (46) 07.11.83. Бюл. Р 41 (72) В.В.Христич и В.II.Tåïèí (71) Таганрогский радиотехнический институт им. В.Д.Калмыкова (53) 621.372.543(088.8) (56)1. Патент СР% 9 3659212, кл. 328-167, 1972.

2. Держанский Ф.Б., Кустов О.В.

Исследование одного метода реализации линейных четырехполюсников второго. порядка. †Электросвя

1972, Р 5 (прототип). (54) (57) 1. N-КАНАЛЬНЫЙ ФИЛЬТР, содержащий объединенные по входу два канала, выходы которых подключены к входам выходного сумматора, причем каждый иэ каналов содержит входной модулятор и последовательно соединенные фильтр нижних частот, выполненный на операционном усилителе, в цепи отрицательной обратной связи которого включена параллельная RC-цепь, инвертирующий вход операционного усилителя соединен с резистором, другой вы вод которого является входом фильт-. ра нижних частот, а выход операционного усилителя является выходом фильтра нижних частот, и выходной модулятор, отличающийся

ÄÄSuÄÄ 1653277 А тем, что, с целью снижения .уровня паразитного сигнала с частотой модуляции, в каждом канале между выходом входного модулятора и входом фильтра нижних частот введены последовательно соединенные дополнительные сумматор и первые резистор и конденсатор, а также второй дополнительный резистор, включенный между выходом фильтра нижних частот и точкой соединения первых дополнительных резистора и конденсатора; причем второй и третий входы дополнительного сумматора каждого канала подключены к выходам входного модулятора и фильтра нижних. частот соседнего канала Е соответственно, при этом выходной модулятор каждого канала выполнен иа двух электронных коммутаторах на два положения, входы которого подключены и инвертирующему входу и выходу операционного усилителя Я фильтра нижних частот, а выходык выходам выходного сумматора.

2. Фильтр по и. 1, о т л и ч а — ( ю шийся тем, что, с целью обеспечения постоянства относительной Ql полосы пропускания при изменении { ф частоты модуляции, между выходами выходного модулятора каждого канала включен второй дополнительный вс 1 конденсатор.

1053277

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в устройствах частотной селекции.

Известен И -канальный фильтр, состоящий из двух каналов, первого выходного сумматора для суммирования сигналов с выходов каналов и второго сумматора для суммирования входного сигнала с сигналом с выхода первого, сумматора. Каждый канал состоит из входного и выходного модуляторов и фильтра нижних частот, включающего в себя резисторы, конденсаторы, катушку индуктивности и операционные усилители (ОУ) Ll g.

Однако в данном фильтре напряжение дрейфа любого из четырех ОУ фильтра нижних частот приводит к появлению на выходе выходного модулятора и всего устройства паразитного сигнала с частотой модуляции.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является

8-канальный фильтр, содержащий объ„единенные по входу два канала, выходы которых подключены к входам выходного сумматора, причем каждый . иэ каналов содержит входной модулятор и последовательно соединенные фильтр нижних частот, выполненный на операционном усилителе, в цепи отрицательной обратной связи которого включена параллельная

RC-цепь, инвертирующий вход операционного усилителя соединен с ре зистором, другой вывод которого является входом фильтра нижних частот, а выход операционного усилителя является выходом фильтра нижних частот, и выходной модулятор, при этом выход входного модулятора подключен к входу фильтра нижних частот (2 g.

Однако в известном фильтре в качестве модуляторов использованы ключевые паремножители, состоящие из электронных ключей и инверторов на Оу. Дрейф нуля любого Оу в этой схеме (за исключением ОУ в выходном сумматоре) приводит к появлению на выходе фильтра паразитного сигнала с частотой модуляции, величина которого измеряется единицами-десятками милливольт, что является недостатком этого фильтра.

Цель изобретения — снижение уровня параэитного сигнала с частотой модуляции и обеспечения постоянства относительной полосы пропускания при изменении частоты модуляции.

Для этого в N-канальный фильтр, содержащий объединенные по входу два канала, выходы которых подключены к входам выходного сумматора, причем каждый из каналов содержит входной модулятор и последовательсоединенные фильтр нижних частот, выполненный на операционном усилителе, в цепи отрицательной обратной связи которого включена параллельная R<-цепь, инвертирующий вход операционного усилителя соединен

5 с резистором, другой вывод которого является входом фильтра нижних частот, а выход операционного усилителя является выходом фильтра нижних частот, и выходной модулятор, 10 в каждом канале между выходом входного модулятора и входом фильтра нижних частот введены последовательно соединенные дополнительwe сумматор и первые резистор и конденсатор, а также второй дополнительный резистор, включенный между выходом фильтра нижних частот и точкой соединения первых дополнительных резистора и конденсатора, причем второй и третий входы дополнительного сумматора каждого канала подключены к выходам входного модулятора и фильтра нижних частот соседнего канала соответственно, при этом выходной модуля25 тор каждого канала выполнен на двух электронных коммутаторах на два .положений, входы которого подключены к инвертирующему входу и выходу операционного усилителя

ЗО фильтра нижних частот, а выходык входам .выходного сумматора. Кроме того, с целью обеспечения постоянства относительной полосы пропускания при .изменении частоты мо35 дуляции, между, выходами выходного модулятора каждого канала включен второй дополнительный конденсатор.

На чертеже приведена электрическая функциональная схема пред4() ложенного М-канального Фильтра.

N-канальный фильтр содержит два канала, каждый из которых состоит из входного модулятора 1, дополнительного сумматора 2, первого дополнительного резистора 3, первого дополнительного конденсатора 4, фильтра нижних частот (ФНЧ) 5, выходного модулятора 6, второго дополнительного конденсатора 7, второго дополнительного резистора 8, и выходной сумматор 9; фильтр нижних частот (ФНЧ) 5 содержит операционный усилитель (ОУ) 10, резистор 11, параллельную RC-цепь, состоящую из резистора 12 и конден55 сатора 13; выходной модулятор состоит из двух электронных коммутаторов 14 на два положения.

N-канальный фильтр работает следующим образом.

60 Конденсатор 4 исключает влияние дрейфа нуля сумматора 2. и входного модулятора 1 на величину напряжения на входе выходного модулятора 6, тогда как влияние дрей65 фа нУля ОУ 10 ФНЧ 5 на величину

3.1053277 паразитного сигнала устраняется благодаря тому, что входные зажимы выходного модулятора 6 подсоединены соответственно к выходу и инвертирующему входу ОУ 10 ФНЧ 5.

Поскольку конденсатор 4 не пропуска- 5 . ет не только напряжение дрейфа предшествующих усилйтелей, но и постоянное напряжение, полученное в результате преобразования амплитудночастотной характеристики (АЧХ) 10

Н-канального фильтра на частоте модуляции образуется провал. Чтобы исключить эту неравномерность, АЧХ смещается относительно -частоты модуляции таким образом, чтобы эта частота не попала в полосу пропус-. кания. Смещение АЧХ реализуется за счет включения в каждый канал дополнительного сумматора 2 с тремя входами, которые соединены соответ-. ственно с выходами входных модуляторов 1 обоих каналов и с выходом Оу 10 ФНЧ 5 соседнего канала.

Реализация требуемых коэффициентов функции передачи Й-канального фильт- .

25 ра способствуют резисторы 3 и 8.

С целью обеспечения постоянства относительной полосы пропускания

N-канального фильтра при изменении частоты модуляции на выходе выходного модулятора 6 включен конденсатор 7, который совместно с электронными коммутаторами 14 выходного модулятора .6 эквивалентен по своим Функциям резистору 12 в цепи обратной связи Оу 10. Входной 35 сигнал поступает на входные модуляторы 1, где умножается на модули рующее напряжение, поступающее на другие входы входньм модуляторов

Преобразованный сигнал с выхода 4О входного модулятора 1 поступает на один из входов дополнительного сумматора 2 этого и соседнего каналов, а.затем с выхода дополнительного сумматора 2 через резистор 3 и конденсатор 4 — на вход ФНЧ 5. С вМхода

ОУ 10 ФНЧ 5 сигнал поступает на один из входов дополнительного сум матора 2 соседнего, канала и через

) резистор 8 и конденсатор 4 — на вход ФНЧ 5 этого же канала. Сигнал с конденсатора 13 ФНЧ 5 подается на выходной модулятор б, где ум- ножается на модулирующее напряжение, и затем поступает на выходной сумматор 9, где суммируется с таким же сигналом соседнего канала.

Поскольку предложенный фильтр является линейным устройством, его работа может быть описана зависимостью между выходным и входным на 60 пряжениями

00 09

8 p ), соэЧ 2И мэЧ 2И-4щ у;2 .} . (21+ Ц(2(с+(-4в) "(вх (Р 4п 7" м ) "э (р-1 с 7м (2и+1) api)(-1} ср

"э(}=

p+4+} (-1! ВЬ Р .а С„ а с С1 а С=

С вЂ” 4С + — С - -+С }+—

Р, 2 Р, 1Р, г Р, м. с„ ь=

С вЂ” +С 1+—

2 2

1R 2 Р

К где

С„- емкость конденсатора 4;

С - емкость конденсатора 13;

R1 — сопротивление резистора 12;

R — сопротивление резистора 3; сопротивление резистора 8; эРс, — коэффициент передачи сумматора

24-го канала с выхода входного модулятора 1 этого же кана ла; коэффициент передачи сумматора с

24-го канала с выхода входного модулятора 1 соседнего! канала;

:Ж вЂ” коэффициент передачи сумматора

Ь

21-го канала с выхода ФНЧ 5 соседнего канала, Выражение для Озьщ„получено для случая, когда модулирующая Функция имеет вид

7 "=- -, q) (" -7 } 7" ° "

1 jTi .) 21+1 где = 1,2; Ч =(» -B )/2 8 "иw с„- длительность импульса модулирующего напряжения;

w частота модуляции.

Как видно из выражения для H (P) частота нуля и частота полюса не совпадают, что позволяют получить требуемую неравномерность в полосе пропускания. В то же время, поскольку исключено влияние дрейфа нуля усилителей, уровень паразитного сигнала может быть снижен до 100—

10 мНВ, т.е. примерно на два порядка по сравнению с известными

Б-канальными фильтрами.

1053277

Составитель A.Ìåíüøèêoâà

Редактор H.Ïóøíåíêoâà ТехредС.Мигунова Ко ектор A.Äçÿòêî

PP

Заказ 8900/56 Тираж 936 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7.-35, Раушская наб., д. 4/5

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