Синхронный фильтр

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения - уменьшение мощности помех. Синхронный фильтр содержит алгебраический сумматор 1, ключ 2, тактовый г-р 3, резистор 4, переключатель 5, сумматор 6, конденсаторы (К) 7 и 8, интегратор 9 и усилитель 10. Переключатель 5 через резистор 4 периодически подключает К 7 и 8 к входному напряжению, заряжая их. Чтобы выброс на импульсах несущей не участвовал в заряде К 7 и 8, ключ 2 во время паузы между импульсами отключает обе интегрирующие цепи (резистор 4 и К 7, резистор 4 К8) от входного сигнала. Разнополярные текущие напряжения на К 7 и 8 алгебраически суммируются в суматоре 6. Полученное напряжение аддитивной помехи преобразуется по пропорционально-интегральному закону с помощью интегратора 9 и усилителя 10. Замыкается цепь отрицательной обратной связи по аддитивной НЧ-помехе, и ее напряжение на выходе фильтра резко уменьшается. Для увеличения подавления ВЧ-помехи выбирается из заданного соотношения постоянная времени интегрирования обеих интегрирующих цепей. Цель достигается за счет осуществления подавления НЧ-помехи и ВЧ-помехи, устранения влияния ВЧ "выброса" импульсного сигнала, а также постоянной составляющей, присутствующей во входном сигнале. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (192 (И2 (51) 5 Н 03 Н 19/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4368982/24-09 (22) 28.01.88 (46) 07.08.90. Бюл. N- 29 (72) 10.В.Карташев и А.В.Фурман (53) 621.372.54(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(- 637952, кл. Н 03 Н 7/10, 1977. (54) СИНХРОННЬЙ ФИЛЬТР (») Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения — уменьшение мощности помех.

Синхронный фильтр содержит алгебраический сумматор 1, ключ 2, тактовый

r-p 3, резистор 4, переключатель 5, сумматор 6, конденсаторы (К) 7 и 8, интегратор 9 и усилитель 10. Переключатель 5 через резистор 4 периодически подключает К 7 и 8 к входному напряжению, заряжая их. Чтобы выброс на импульсах несущей не участвовал в заряде К 7 и 8, ключ 2 во время пау2 зы между импульсами отключает обе ин-" тегрирующие цепи (резистор 4 и К 7, резистор 4 и К 8) от входного сигнала. Разнополярные текущие напряжения на К 7 и 8 алгебраически суммируются в сумматоре 6. Полученное напряжение аддитивной помехи преобразуется по пропорционально-интегральному закону с помощью интегратора 9 и усилителя 10. Замыкается цепь отрицательной обратной связи по аддитивной НЧ-помехе, и ее напряжение на выходе фильтра резко уменьшается. Для увеличения подавления ВЧ-помехи выбирается из заданного соотношения постоянная времени интегрирования обеих интегрирующих цепей. Цель достигается sa счет осуществления подавления НЧ-помехи и ВЧ-помехи, устранения влияния ВЧ выброса импульсного сигнала, а также постоянной составляющей, присутствующей во входном сигнале. 2 ил.

1584086

Изобретение относится к электро1 измерительной технике и может использоваться в устройствах частотной

1 селекции работающих с малыми уровнями полезных сигналов.

Цель изобретения — уменьшение мощности помех.

На фиг. 1 показана структурная электрическая схема синхронного фильт-tg ра; на фиг. 2 - временные диаграммы,, поясняющие работу синхронного фильтра.

Синхронный фильтр содержит алгеб раический сумматор 1, ключ 2, такто вый генератор 3, резистор 4, пере- 15 ключатель 5, .сумматор 6, первый кон денсатор 7, второй конденсатор 8, интегратор 9, усилитель 10, Синхронный фильтр работает следующим образом. 20

Сигнал прямоугольной несущей, про" модулированный измеряемым параметром, поступает на суммирующий вход алгебраического сумматора 1. Этот сигнал в общем случае представляет собой ад- 25 дитивную смесь полезного сигнала и помех (фиг. 2а).

U@,=и „,„+g,(t)+ f,(t)+((с), где U „ — сигнал прямоугольной несущей; 30

$ (t).- низкочастотная помеха (десятки герц); 1() - высокочастотная помеха (десятки килогерц); (>(t) - выброс на импульсах несущей, обусловленный переходными процессами в измерительном тракте и, в част-.. ности, в линиях связи с датчиком. 40

В установившемся режиме, в результате периодического подключения первого 7 и второго 8 конденсаторов с помощью переключателя 5.через резистор

4 к входному напряжению, они заряжаются до некоторых установившихся текущих значений. Образуется отдельно интегрирующая цепь для огибающей положительных импульсов (резистор 4, первый конденсатор 7) H интегрирующая 5О цепь для огибающей отрицательных импульсов (резистор 4, второй конденса" тор 8). Постоянные времени этих цепей выбираются о таким расчетом, чтобы не исказить полезную информацию, передаваемую огибающей несущей. Тактовый генератор 3 управляет работой ключа 2; во время паузы между импульсами (фиг. 2б,в) он отключает обе интегрирующие цепи от входного сигнала.

Длительность паузы рассчитывается заранее так, что выброс на импульсах несущей не участвует в заряде первого 7 и второго 8 конденсаторов, для этого обычно достаточно выбрать длительность паузы 20-30 мкс.

Разнополярные текущие напряжения на первом 7 и втором 8 конденсаторах алгебраически суммируются в сумматоре 6, нри этом результате суммирования есть напряжение адпитивной помехи. Это напряжение преобразуется по пропорционально-.интегриальному закону с помощью параллельно включенных интегратора 9 и усилителя 10 и вычитается в алгебраическоь1 сумматоре 1 иэ входного. сигнала. Замыкается цепь отрицательной обратной связи по аддитивной низкочастотной помехе и ее напряжение на выходе синхронного фильтра резко уменьшается.(фиг. 2г).

Таким образом, сигнал на выходе .сво" боден от всех трех видов помех (,(t) (() и (() . Для измеряемого сигнала (огибающей несущей) и высокочастотной помехи ((t) передаточная функция синхронного фильтра определяется выражением и (р)= — ——

Т +1 э где Т1=КС;

R — сопротивление резистора 4;

С " емкость конденсатора 7 или 8; к

Для низкочастотной помехи $„(t) (до сотен герц) передаточная функция имеет вид.

„ () Т„(р)

Р Т р1+2(Тк р+1 где Т.„=1 Т Т„;

1+К Г, = †-) — — коэффициент демпфирова2 1Т ния;

К - коэффициент усиления усилителя 10;

Т вЂ” постоянная времени интегрирования интегратора 9.

Изменяя коэффициент усиления К,и

Т, отношение — независимо друг от дру 1

ra, можно добиться максимального ос. — ...лабления помехи g,,(t) в заданном диапазоне частот.

Для увеличения подавления высокочастотной помехи величина Тд должна

6 6

Формула изобретения

4Ьа2

Составитель Ю.чернышов д р .Бланар Техред Л.Сердюкова Корректор А.0сауле

Заказ 2263 Тираж 652 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

f13035 Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1О1

5 158408

Ф быть максимальной, однако при увеличении Т полоса прозрачности для измеряемого сигнала (огибающей) смещается в область низких частот. Поэтому величина Тг выбирается из соотношения

Т = — — <(0,1 — 0,2)

2 fã где f „ — верхняя граница частотного диапазона измеряемого сигнала.

Коэффициент усиления усилителя 10 определяет величину резонансного пика на частоте f+, его можно онределить из соотношения К=2 — — 1, Ег Т„ где выбирается в пределах 0,2-0,7.

Синхронный фильтр осуществляет по- 20 давление низкочастотной помехи 50 Гц в f50 pas высокочастотной помехи

50 кГц в 10 раз при частоте модулирующего сигнала 5 кГц и, кроме того, практически полностью устраняются 25 влияние .высокочастотного выброса импульсного сигнала и постоянная составлякицая, присутствукнцая во входном сигнале.

Синхронный фильтр, содержащий резистор, первый и второй конденсаторы, первые выводы которых соединены, а вторые выводы соединены соответственно с первым и вторым выходами переключателя и с входами сумматора, второй вывод резистора является выходом синхронного фильтра, тактовый генератор, первый выход которого соединен с управляющим входом переключателя, отличающийся тем, что, с целью уменьшения мощности помех, введены интегратор, усилитель, входной алгебраический сумматор, ключ, выход входного алгебраического сумматора соединен с входом ключа, а вычитающнй вход — с выходами интегратора и усилителя, входы которых соединены с выходом .сумматора, а выход ключа соединен с первым выводом резистора, второй вывод которого соединен с входом переключателя, управляющий вход ключа соединен с вторым выводом тактового генератора, первые выводы конденсаторов соединены с общей шиной.