Нелинейный фильтр

 

О П И С А Н И Е, " ) 47078

ИЗОБРЕТЕН ИЯ|

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 01.03.74 (21) 2002897/18-24 (51) .Ч. Кл. 6 05b 5/01 с присоединениеч заявки №

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 62.502(088.8) Опубликовано 15.05.75. Бюллетень ¹ 18

Дата опубликования описания 05.08.75 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Е. И. гуревич и А, Я. Городецкий

Особое конструкторское бюро технической кибернетики

Ленинградского ордена Ленина политехнического института им. М, И. Калинина (54) НЕЛИНЕЙНЪ|Й ФИЛЬТР

ГосУдаРственный комитет (32) Приоритет

Предлагаемый нелинейный фильтр может быть использован в качестве нелинейного корректирующего устройства в системах автома1нческого управления техническими объектами, а также в качестве управляемой инерционности в электронных устройствах (фазосдвигающие устройства, управляемые фильтры нижних частот и т. д.).

Известны инерционные звенья с управляемой постоянной времени, содержащие интегрирующий конденсатор.

В известных устройствах управление постоянной времени осуществляется за счет изменения частоты работы двухполюсного переключателя, периодически подключающего зарядный конденсатор сначала к входному сн.налу, а затем к выходному конденсатору устройства.

Однако известное устройство обладает недостатками, сужающими диапазон изменения постоянной времени: используются конденсаторы, обладающие нестабильностью и утечкой; ,напряжение на выходе устройства имеет ступенчатый характер, причем длительность ступеньки увеличивается с увеличением требуемой постоянной времени, что приводит к чистому запаздыванию процесса; в случае применения релейного переключателя частота переключения .не может быть ьысокой; в случае применения полупроводникового

5 переключателя необходимо учитывать остаточное напряжение открытого и утечку закрытого ключа.

Цель предлагаемого изобретения заключается в создании лишенного указанных недо10 статков устройства — нелинейного фильтра с управляемой в широком диапазоне постоянной времени.

В предлагаемом устройстве эта цель дости;ас-ся тем, что в нелинейный фильтр вводят

15 генератор гармонического сигнала с регулигуемсй амплитудой и сумматор, причем выход г". оратора гармонического сигнала с регулируемой амплитудой подключен к одному входу сумматора, другой вход сумматора соеди20 нсн с входом фильтра, а выход сумматора через разностный каскад цепи отрицательной обратной связи подключен ко входу нелиней ного элемента с релейной характеристикой.

На чертеже представлена блок-схема прсд25 лагаемого нелинейного фильтра.

В состав фильтра входят соединенные последовательно разностный каскад 1, нелинейный элемент 2 с релейной характеристикой и интегратор 3, выход которого служит выхо30 дом нелинейного фильтра и в качестве обрат

470781

К, /в ах

К, вЂ, - р Ау

1 - - р

2В

v„„

Предмет изобретения

Составитель И. Шелипова

Техред О. Гуменюк

Редактор Е. Семанова

Корректор Н. Учакина

Заказ 1861/11 Изд. № 1473 Тираж 869 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 ной связи подключен .ко входу 4 разностного каскада 1. На другой вход 5 разностного каскада подан сигнал с выхода сумматора б, ко входу 7 которого подключен генератор гармонического си нала 8 с регулируемой амплитудой. На вход 9 сумматора подан входной сигнал U„.

Работа предлагаемого нелинейного фильтра происходит следующим образом.

На вход нелинейного фильтра подаются основной сигнал U, и гармонический сигнал с управляемой амплитудой

А, sin t.

При этом соблюдается условие А„)U„. Нелинейный элемент фильтра имеет релейную характеристику с уровнем насыщения, равным B.

Ввиду того, что после прохождения интегратора высшие гармоники сигнала практически подавляются (условие фильтра), можно считать, что периодическая составляющая сигнала на входе нелинейного элемента равняется входному гармоническому сигналу, В .результате гармонической линеаризации нелинейног0 элемента его коэффициент передачи по основному сигналу становится равным Ки—=

2В (Для простоты описания постоянная А, интегрирования принята,равной 1 с). В результате получается соотношение между выходным и входным сигналами нелинейного фильтра

Как следует из выражения, нелинейный фильтр представляет собой эквивалентное

:инерционное звено с зависящей от амплитуды гармонического сигнала постоянной времени.

Диапазон изменения постоянной времени может быть сделан сколь угодно большим и фактически ограничивается уровнями напряжения питания и гармонического сигнала.

Нелинейный фильтр, содержащий последо20 вательно соединенные нелинейный элемент с релейной характеристикой и интегратор, охваченные цепью отрицательной обратной овязи, о тлич ающи и ся тем, что, с целью расширен|ия диапазона регулировки постоянной вре25 мени, он содержит генератор гармонического сигнала с регулируемой амплитудой и сумматор, причем выход генератора гармонического сигнала с,регулируемой амплитудой подключен к одному входу сумматора, другой вход

30 сумматора соединен со входом фильтра, а выход сумматора через разностный |каскад цепи отрицательной обратной связи подключен ко входу нелинейного элемента с релейной характеристикой.