Синхронный самонастраивающийся фильтр

ОПИСАНИЕИЗОБВЕТЕ НИЯК АВТОРСКОМУ СВКДЕТЕЛЬСТВУ 2 О 1467 Союз Советских Социалистических Республик4г ц Зависимое от авт. свидетельства176997Заявлено 06 Х.1966 ( 1074165/26-9) Кл. 213., 22/02 с присоединением заявкиеламткрытий МПК х 4 ОЗЬ ПриоритетОпублцковац Комитет и изобретений ори Совете СССК 621.372.542.21 (088.8) 08.Х.1967. Бюллетеньвания описания З.Х 1.1967 ист Дата опубли Авторизобретени Ю. Н. Грехов явите НХРОННЫЙ САМОНАСТРАИВАЮЩИЙСЯ ФИЛЬТ а входных ат в предефильтр 7 все высшие Предлагаемыи синхронныи самонастраивающийся фильтр позволяет повысить помехоустойчивость и равномерность чувствительности синхронного самонастраивающегося фильтра по основному авт. св.176997 к входным сигналам разных частот путем ослабления высших гармоник в составе прямоугольных импульсов, получаемых от двухполюсных синхронных фильтров, сосредоточенных в одном фильтре, причем два фазовращателя синхронного самонастраивающегося фильтра предлагается выполнить так, чтобы один из них создавал положительный фазовый сдвиг, уменьшающийся по абсолютной величине с ростом частоты выделяемого сигнала, а другой - отрицательный фазовый сдвиг, увеличивающийся по абсолютной величине с ростом частоты выделяемого сигнала.На фиг. 1 изображена блок-схема описываемого фильтра, где обозначены:1. Двухполюсные синхронные самонастраивающиеся фильтры 1 и 2.11. Добавочные сопротивления к двухполюсцым синхронным фильтрам 3, 4, 5, б.11. Фильтр 7, ослабляющий высшие гармонические составляющие в составе последовательности прямоугольных импульсов, получаемой от двухполюсных синхронных фильтров 1 и 2.1 Ч. Фазовращатель 8, создающий положи. тельный фазовый сдвиг, уменьшающийся сувеличением частоты выделяемого сигнала.Ч, Фазовращатель 9, создающий отрицательный фазовый сдвиг, увеличивающийся поабсолютной величине с увеличением частотывыделяемого сигнала.И. Усилители - ограничители 10 и 11.На фиг. 2 изображена векторная диаграмма сигналов в синхронном самонастраиваю щемся фильтре фиг. 1 в установившемся рекиме.Синхронный самонастраивающийся фильтрфиг. 1 рассчитан на ширину спектра входныхсигналов меньше одной октавы. При этом 15 максимальная частота входного сигнала непревышает удвоенного значения минимальнойчастоты входного сигнала опцп (пшпак (2 опцп)Функции, выполняемые элементами фильтра фиг, 1, те ке, что и в фильтре по авт. свид, 20 176997Различие состоит в том, что для ослаблениявысших гармонических составляющих прямоугольных импульсов, получаемых с зажимовдвухполюсных синхронных фильтров 1 и 2, в 25 схему введен фильтр 7, ослабляющиц сигналс частотами о ) о, .Благодаря узкой полосе спектрсигналов частоты о, которые лежлах а.,ь (игде сп и.(2 фп и 30 будет легко выполнен таким, что(7) (8) 1/ф 1 = КУвхщ СОЗ р Уф И/вх сОз ф гармоники, начиная со второй, будут в этом фильтре достаточно сильно ослаблены, а полезный сигнал будет ослаблен незначительно,Кроме того, имеется еще одно отличие, состоящее в том, что фазовращатели 8 и 9 соединены параллельно своими входами. При этом фазовращатель 8 создает положительный фазовый сдвиг р, уменьшающийся с увеличением частоты о 1 выделяемого сигнала, а фазовращатель 9 создает отрицательный фазовый сдвиг ф, увеличивающийся по абсолютной величине с увеличением частоты 1 о выделяемого сигнала.Эти фазовые сдвиги р и 1 р на частоте выделяемого сигнала о, близкой к средней чащщ 1 в; "щвх стоте спектра входных сигналов2 лучше иметь примерно равными р=+45 и ф = - 45.Векторная диаграмма сигналов в синхронном самонастраивающемся фильтре фиг. 1 в установившемся режиме представлена на фиг. 2, В установившемся режиме все сигналы имеют одну и ту же частоту, равную частоте выделяемого сигнала.На векторной диаграмме фиг. 2 и в схеме фиг. 1 приняты следующие обозначения. 1) Увх - входной квазигармонический сигнал, выделяемый синхронным самонастраивающимся фильтром: амплитуда, а а - угловая частота входного квазигармонического сигнала, выделяемого синхронным самонастраивающимся фильтром. 2) Е/ф, и Оф, - сигналы первых гармоник соответственно на зажимах двухполюсных синхронных фильтров 1 и 2. 3) 1/, и 1/г - сигналы в управляющих цепяхдвухполюсных синхронных фильтров 1 и 2. 4) 1/вых - сигнал первой гармоники на выходе суммирующей цепи, образуемой сопротивлениями 4 и б.В установившемся режиме сигнал Ьвх со входа синхронного самонастраивающегося фильтра передается в суммирующую точку сопротивлений 4, б, образуя сигнал Гых с некоторым коэффициентом передачи; К 1 =выхУ/вхЭтот коэффициент передачи Кдля схемы фиг. 1 лишь мало зависит от частоты ог выделяемого сигнала в связи с тем, что сумма углов р+ф в диапазоне частот выходных сигналов почти постоянна и мало отличается от 90 оПоэтому можно приближенно считать этот коэффициент К 1 постоянной величиной. В самом деле угол р с ростом частоты о 1 увеличи. вается примерно на ту хке величину, на которую уменьшается угол ф и сумма величин р+1 р останется почти неизменной, т. е, близкой к 90.Коэффициент передачи суммирующей цепи,образуемой сопротивлениями 4 и б, обозна 5 чим К 2,Коэффициент передачи фильтра 7 для чаСТОТ Ощв (И(О)щвх МОЖНО ПРИНЯТЬ ПОСТОЯНной величиной, равной К,Коэффициенты передачи фазовращателей10 8 и 9 будут функциями частоты сигнала( = К 1(оз) и К 5(и)Коэффициенты передачи усилителей-ограничителей 10 и 11 (в линейном режиме до ограничения сигнала) можно считать постоянны 15 ми величинами К, и К,.Функции всех узлов синхронного самонастраивающегося фильтра известны и принятыобозначения параметров, характеризующихэти функции в установившемся режиме выделения сигнала Овх. Поэтому можно количественно выразить преобразование сигналаГх в сигнал 1/1 и Гз следующими формула- ми 25 1/: /вх ККзК 4(а) Коз 1 п(юг+ щ)(2) 30где амплитуды сигналов 1/1 и У 2 равны соот- ветственно й.=Увх К Кз К 4 Й Кв (З) , -,. К;. К,(.,).К (4) Фазы сиг 1 алов Уф, и Уф, совпадают сфазами сигналов О, и О 2, А амплитуды сигналов Уф, и Уф, представляют собой амплитуды составляющих сигнала С/,х, совпадающих по фазе с сигналами О, и О 2, умноженные на коэффициент передачи К этих составляющих до зажимов двухполюсных синхрон ных фильтров 1 и 2, т, е,: Оф, - К Увхщ СОЗ р З 1 П(о 1+ р) (5) Оф, - (К Увхщ соз ф) з 1 п(а 1+ ф), (6) 50где амплитуды сигналов Уф, и Уф, равны Суммарная среднеквадратичная величина амплитуд управляющих сигналов 1/1 и У 2 -60 2 у 2/1 т+гщ МОжЕт ПрИ СООтВЕтСтВуЮщЕМ выборе функций Кл(к) и К;(ол) мало зависеть от частоты выделяемого сигнала ол. В самом деле, суммарная среднеквадратичная величи на амплитуд этих управляющих сигналов, ес 65 ли принять Ко = К 7, будет равна;) 2 Из атой формулы мокино видеть, что величина у2" будет мало зависеть от и,2если подобрать функции К 4(ю) и К;(в) так, чтобы величина УК(а)+ К,. (оо)1 мало зависела от частоты сг, Это условие на практике с достаточной точностью приближения может быть выполнено.УдОВЛЕтВОрЕНИЕ уСЛОВИяК (а)+ К; (о 1)1 = - сопз 1 практически обеспечивает хорошую равномерность чувствительности синхронного самонастраивающегося фильтра к сигналам разных ч астот.Высокая помехоустойчивость предлагаемого синхронного самонастраивающегося фильтра обусловлена высоким значением величинф 1 т ф 2 ти " . В самомИю 1 о)( о- игл б ф 2 т ф 1 т"о(Гф 2 т о 1 оо Ы о) 11 о известные практпческие схемы фазовра щателей согласно п, и. 111 и 1 могут обеспегфг тчивать высокие значения производных2 ти - , - в области частот ю, при 15 Нф Иваокоторых значегшя углов ср и ф близки и 45. Предмет изобретенияСинхронный самонастраивающийся фильтр 20 по авт. св.17 б 997, от.гпцтошикл тем, что,с целью повышения помехоустойчивости, выход двухполюсного синхронного фильтра соедине с фильтром подавления высших гармоник сигнала, выход которого соединен с па раллельно включенными фазовращателями.