Режекторный фильтр

О П И С А Н И Е (и)803104ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликОпубликовано 07.02.81. Бюллетень5Дата опубликования описания 17.02.81 по делам иаооретеиий и открытий(54) РЕЖЕКТОРНЫЙ ФИЛЬ ФИзобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для режектирования гармонического сигнала с неизвестной частотой в аддитивной смеси с широкополосными сигналами, разделения узкополосного и широкополосного сигналов компенсационным способом, а также для оптимального выделения гармонического сигнала из аддитивной смеси с шумами.Известно устройство для обнаружения и измерения инфра низкочастотных сигналов на фоне периодической помехи 111, в котором осуществляется периодическое (на время существования периодической помехи) режектирование периодической помехи. Устройство содержит предварительный усилитель, режекторный ключевой фильтр, индикатор полезного сигнала, генератор импульсов управления, формирователь синхроимпульсов детектор помехи, пороговый элемент, полосовой фильтр помехи. Недостатком устройства является низкое качество режектирования периодической помехи, вызывающее искажение полезного сигнала, обусловленное неточностью настройки режекторного фильтра по частоте и полосе пропускания на периодическую помеху. Известен также режекторный фильтр,содержащий последовательно соединенные два интегратора, а также вычитатель, причем между вторым интегратором и входами вычнтателя включены соответственно первый перемножитель, другой вход которого подключен к выходу первого интегратора, и последовательно соединенные третий интегратор, и второй перемножитель, другой вход которого подключен к входу первого интегратора 2.1 О Недостатком известного устройства является неоптимальное режектирование гармонического сигнала с неизвестной частотой, которое не обеспечивает высокую помехоустойчивость и приводит к частичной недокомпенсации гармоеского сигнала в аддитивной смеси с широкополосными шумами, кроме того, в устройстве не предусмотрена возможность выделения на разные выходы широкополосного п(1) и гармонического х (1) сигналов.2 о Целью изобретения является повышениепомехоустойчивости устройства.Для этого в режекторный фильтр, содержащий вычитатель, два интегратора и пере- множитель, первый вход которого соединен5 О ,й :ЕО рп 3 О Формула изобретения с выходом первого интегратора. введены сумматоры, дополнителыЕЕ 5 интегратор, квадратор и инвертор, при этом выход вычитателя соединен с первыми входами сумматоров и с входом дополнительного интегратора, выход которого через последовательно соединенные квадратор и инвертор подключен к второму входу перемножителя, выход которого через последовательно соединенные первый сумматор, второй интегратор и второй сумматор соединен с входом первого интеГрятора, перВый Вхе ьычитател 5 ЯВЛ 5 нтся входом устройства, а второй вход подключен к выходу первого интеграто 1 эя.На чертеже представлена структурная электрическая схема режекторного филыра,Устройство содержит вычитатель 1, последОВателЕпно соединенные инеГратор 2 и 5 е. ремножитель 3, выход которого соединен с первым входом сумматора 4, второй Еход которого подключен к выходу вычитателя 1, а выход соединен с входом интегратора 5, выход которого соединен с первым входом сумматора 6, друОЙ Выход которого подключен к выходу вычитателя 1, а выход соединен с Входом интегратора 2, причем первый вход вычитателя 1 соединен с выходом интегратора 2, а выход подключен к входу интегратора 7, выход которого соединен с входом квадратора 8, ВЕХод которого чеоез инвертор 9 соединен с вторым входом перемножителя 3.Устройство работает следующим образом.Аддитивная смесь гармонического х(1) с неизвестной частотой и широкополосного п(т) (или помех) сигналов х + ипоступает на вход вычитятеля 1, на второй вход которого подается сигнал х с выхода интегратора 2, причем замкну,"ое кольцо последовательно соединенных интегратора 2, перемножителя 3, сумматора 4, интегратора 5, сумматора 6 служит для формирования гармонического сигнала х (1). На выходе вычитателя 1 формируется разность х(1)- - х + и.Введение Обратных связей; выход вычитателя 1 - вторые входы сумматоров 4 и 6 обеспечивает оптимальное по критерию минимума дисперсий ошибок х(1) = х -- х(1) управление кольцом формирования сигнала х, Последовательно соединенные интегратор 7, квадратор 8, инвертор 9, причем вход интегратора 7 соединен с выходом вычитателя 1, а выход инвертора 9 соединен с вторым входом перемножителя 3, определяот неизвестную частоту и формируют напряжение, пропорциональное значению яобан подаваемое через инвергор 9 на пере- множитель 3. При х -- х) на выходе вычитателядействует сигнал и (1),В отличии от прототипа в предложенном устройстве имеется обратная связь оптимального управления кольцом формирования х(Я что позволяет существенно улучшить качество режектирования гармонического сигнала, в данном случае прототип не имеет управл 5 Еющих обратных связей и режектирует сигнал неоптимально, поэтому качество режектирования сигналов прототипом и предлагаемым устройством соотносятся как неоптимальный и оптимальный алгоритмы обработки сигналов,Предложенное устройство обладает большим выигрышем у, по отношению сигнал/помеха Р,/Р на выходе устройства к отношению сигнал/помеха Р,/Р, на входе (выход интегратора 2) . Для флуктуационных шумов и широкополосных равномерно распределенных сигналов выгрыш предложенного устройства Т = -ф - , а выигрыш пдототипа Та = лаЕ - , где л, и Ла - полоса пропускания в области режектирования соответственно предлагаемого устройства и прототипа; ЬГ - полоса частот входного сигнала. Для прототипа Ь 12 = 10 Гц, для предлагаемого устройства Ь 1 = 1,0 Гц, следовательно, помехоустойчивость предлагаемого устройства по сравнению с прототипом, оценивается выигрышем, определяется отношением выигрышей 3" к и 3/й = -л= 10, т. е, предлагаемое устройство ооладает более высокой (в 100 раз) помехоустойчивостью, чем прототип.Кроме того, предлагаемое устройство позволяет выделять гармоническое колебание и имеет два выхода: выход й и выход х(т), что существенно при использовании данного устройства, например, для решения задачи разделения гармонического и широкополосного сигналов,Режекторный фильтр, содержащий вычитатель, два интегратора и перемножитель, первый вход которого соединен с выходом первого интегратора, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены сумматоры, дополнительный интегратор, квадратор и инвертор, при этом выход вычитателя соединен с первыми входами сумматоров и с входом дополнительного интегратора, выход которого через последовательно соединенные квадратор и инвертор подключен к второму входу перемножителя, выход которого через последовательно соединенные первый сумматор, второй интегратор и второй сумматор соединен с входом первого интегратора, первый вход вычитателя является входом устройства, а второй вход подключен к выходу первого интегратора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР322858, кл. Н 04 В 15/00, 1971,2. Авторское свидетельство СССР566306, кл. Н 04 В 1/10, 1975.ь Т. А ойкас ась едакт аказ 1 Г. Петрова 275/69 ВНИИП по 113035,Филиал ППСоставител Техред А. Б Тираж 999 Государственног елам изобретени сква, Ж - 35, Р сПатент, г. Уж еваКорректор М. ДемПодписноеСССРийд. 4/5роектная, 4 о комитета и и открыт ушская на ород, ул. П