Синхронный фильтр

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 19) ( 1; 4(5 и Н 03 Н 19/00 САНИ БРЕТЕН дом с ч а ю повыш каждом г совымщий клюмежду иит умма акт тичныи домучен д управ ключе го си ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К А.ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Вычислительный центр СО АН.СС (53) 621.372,54 (088.8)(56) Авторское свидетельство СССР У 678644, кл. Н.ОЗ Н 7/01, 1976.Авторское свидетельство СССР У 995283, кл. Н 03 Н 19/00, 1980. (54)(57) СИНХРОННЬИ ФИЛЬТР, содержа щий ключи, управляющие входы которых подключены к источнику опорного сигнала, накопительные конденсаторь а также основной активный кС-фильтр имеющий по крайней мере два конденсатора, выход которого подключен к суммирующему входу алгебраическо" мматора, а вход является вхонхронного фильтра, о т л и - щ и й с я тем, что, с целью . ния добротности, параллельно у конденсатору основного актив- С-фильтра, выполненного поло- подключен через соответствуюч накопительный конденсатор, входом синхронного фильтра и ающим входом алгебраического ора включен дополнительный ый полосовой РС-фильтр, иденосновному, параллельно кажонденсатору которого подклюполнительный ключ, причем яющие входы дополнительныхподключены к источнику опорно- нала.гая определяется свободными колебаниями системыс начальным состоянием,задаваемым выравненными потенциаламинакопительных конденсаторов 4 иконденсаторов 3 основного активногополосового ЙС-Фильтра 1, в моментызамыкания ключей 5. Полезный сигналлежит во второй составляющей, поскольку она определяется зарядами на накопительных конденсаторах 4, накоп-,ление которых происходит при присутсигналом. Чтобы выделить полезный сигнал,напряжением и нулевым начальным состоянием Фильтра в моменты замыкания ключей 5. Эта составляющая формируется отдельно замыканием всех конденсаторов 3 дополнительного активного полосового КС -Фильтра 2 дополнительными ключами 6 одновременно с ключаК-Фильтра 2 возникает сигнал, равный первой составляющей выходного сигнала основного активного полосового йС -фильтра .1на входы алгебраического сумматора и является выходным сигналом всегосинхронного фильтра. Одинаковоевыполнение активных полосовыхЫ-фильтров 1 и 2 позволяет скомпенсировать шумы коммутации, возникаюдятся на эти активные полосовыеС-фильтры 1 и 2, Следовательно, привычитании выходных сигналов актив,ных полосовых кС -фильтров 1 и 2 ониполностью компенсируются в алгебраическом сумматоре 7,Поскольку основной активный поло- совой кС -фильтр 1 представляет линейную систему, его выходной сигнал состоит из двух составляющих: одна 55 определяется входйым напряжением и нулевым начальным состоянием фильтра в моменты замыкания ключей 5, а друПри этом для достиження идентичности активных полосовых кС-Фильтров и более точного вычитания сигналов 1 1159156 2Изобретение относится к радиотех.нике и может быть использовано всистемах обработки информации дляселекции электрических сигналов.Целью изобретения является повышение добротности, что позволяетосуществить фильтрацию с большимвременем накопления,На чертеже представлена принципиальная электрическая схема синхрон. 10ного фильтра.Синхронный фильтр содержит основ- ствии на входе фильтра полезногоной и дополнительный активные по- сигнала, совпадающего по частотелосовые ЙС-фильтры 1 и 2, конденса- (или достаточно близкого),с опорнымторы 3, накопительные конденсаторы 154, ключи 5, дополнительные ключи 6,алгебраический сумматор 7, источник необходимо скомпенсировать первую8 опорного сигнала, а также разряд- составляющую, определяемую входнымные ключи 9.Синхронный фильтр работает следующим образом.Под воздействием опорного сигнала ключи 5 кратковременно по срав"нению с периодом собственных колебаний подключают конденсаторы 3 основно- дго активного полосового КС-Фильтра 1 ми 5. При объединении входов активк накопительным конденсаторам 4 на ных полоеовых йС-Фильтров 1 и 2, авремя, необходимое для полного вырав- также выполнении активных полосовыхнивания потенциалов на них. В резуль С-фильтров одинаковыми, на выходетате заряды конденсаторов 3 распредедополнительного активного полосовоголяются -между накопительными конденсаторами 4 в определенной пропорции скоэффициентом пропорциональности,постоянным для всех подключаемых парконденсаторов, При подаче выходных сигналов акПри повторении этого процесса с тивных полосовых ЙС-Фильтров 1 и 235частотой опорного сигнала, лежащейв полосе пропускания осйовного актив на его выходе образуется сигнал,ного полосового ЙС-фильтра 1, проис- равный второй составляющей, которыйходит накопление зарядов на накопи 40тельных конденсаторах 4 для сигналов,достаточно близких по частоте опорному сигналу. Выходной сигнал основно"го активного полосового С-фильтра 1определяется входным напряжением и45щие в результате управления ключаминачальным состоянием фильтра, задавае и 6. Поскольку активные полосовыемым выравненными потенциалами нако- РС-фильтры 1 и 2 одинаковы, то ипительных конденсаторов 4 и кондея- помехи (наводки) от сигналов управсаторов 3 основного активного поло" ления ключами 5 и б одинаково навосового КС -Фильтра 1, в момент замыкания ключей 5.50ного активногополосового С -фильтра 1;- коэффициент пропорциональности,- емкость накопительного конденсатора 4;с- емкость конденсатора 3 основно.го активного полосового 1 Сфильтра 1Кь - коэффициент уси-ления на резонансной частотеИз формулы передаточной функции синхронного фильтра следует, что полоса пропусканиястановится враз уже, чем полоса пропусканияосновного активного полосового ЙС - . фильтра 1, а резонансная частота й)п определяется выражением нз которого следует, что частота опорного сигнала у лежит в полосеспропускания синхронного фильтра, если Й:М лежит в полосе пропусканияосновного . активного полосового КС -фильтра 1. Отсюда следует, что сигнал , совпадающий по частоте с опорным сигналом, полностью пропускается синхронным фильтром. Таким образом, синхронный фильтр при небольшом числе коммутируемых конденсаторов позволяет получить высокую добротность, что обеспечивает время накопления более 10 ч, при этом,поскольку реальное значение М .может достигать значений до 10 - 10 добротность синхронного фильтра достигает значений 10 и более. 3 ,159156в алгебраическом сумматоре они выполнены на операционных усилителях,добротность активных полосовых КСфильтров должна быть не менее десяти, а в качестве накопительных конденсаторов и ключей должны бытьиспользованы элементы с малыми токами утечки.Кроме того; параллельно накопительным конденсаторам 4 могут быть 16включены разрядные ключи 9, при замыкании которых происходит разряднакопительных конденсаторов 4 ипереход синхронного фильтра в нулевое состояние, необходимое, напри" 1мер, в подготовке фильтра в рабочеесостояние при его включении, таккак переходные процессы длятся порядка времени накопления, а выжидать это время не всегда представляется возможным.Пусть передаточная функция основного активного полосового кСфильтра 1 равна( ) сб255%3д 2 ггде , я, К - соответственно полоса пропускания,резонансная частотаи коэффициент усиле-ния основного активного полосовогоЮ-фильтра 1,тогда при добротности Я = в) 10ИФи частоте опорного сигнала я , лежасфщей в полосе его пропускния, передаточная .фкнкция синхронного фильтрастановится близкойк передаточнойфункции полосового инвариантногофильтраКЯ=2 Х (цва с 1 1 ЫЕ ф ф4 1 г1 уб5+5 й, 45где, - частота свободныхФ колебаний оенов.Техред И. Гергель Заказ 3607/55 Тир КИПИ Государ по делам изо Иосква, Жписно, 1130 лиал ППП "Па нт", г. Ужгород, ул. Проект едактор И.Рыбченк ж 872 венного етений Раушска митета СССРткрцтийаб., д. 4/5 ектор А.Зимокосо