Синхронно-фазовый фильтр

".Ь4 2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССРУ 1327279, кл. Н 03 Н 11/00, 1986.(54) СИНХРОННО-ФАЗОВЬП 1 Ф 1 ПЬТР (57) Изобретение относится к э.тектроизмерительной технике и радиотехнике и может использоваться в устройствах частотной селекции, 11 ель изобре - тея - повышеие точности Фильтрации путем уменьшения Фазовых и частотных скажеий. Фильтр содержит два пер, - мцожителя 1 и 2, два переключателя и 5, три Фильтра 9, 10 и 11, г-р 12 квадратурных цапряжеий, "-р 13 ,имутирующих напряжений, 1 ля дотижецця цели введены перем;житель 3 и т 1 ц переключателя 6,7 и 8, 1 ил,1529414 Б - (135 +БЬ)К (1) венно на выходах первого 9 и второго 10 фильтров (чертанад выражением оэначает усреднение во времени) 0=У в 1 п (И с + 9 ) иБ,"=У, сов(ц,с +(,1 напряженияна первом ивтором выходах генератора 12 квадратурных напряжений К(- Кэ= Ц/8 (К+ К ) У вдп (Ыс +Ц) ----- У вдп (Я - ЬИ) с +й ( эК + Кэ2( (1 Бцп ваап Рс, (2) Изобретение относится к электроиэмерительной технике и радиотехникеи может использоваться в устройствахчастотной селекции.Цель изобретения - повышение точности фильтрации путем уменьшения фазовых и частотный искажений,На чертеже приведена структурнаяэлектрическая схема синхронно-Фазового фильтра.Синхронно-фазовьпл фильтр содержитлервый 1, второй 2 и третий 3 перемножители, первый 4, второй 5, третий 6, четвертый 7 и пятьпл 8 переключатели, первый 9, второй 10 итретий 11 фильтры. нижних частот,генератор 12 квадратурных напряжений игенератор 13 коммутирующих напряжений,20Синхронно-фазовый фильтр работает следующим образом,В один иэ полупериодов частоты коммутации напряжение, снимаемое с выхода первого перемножителя 1, про порциональное произведении входного сигнала на напряжение, снимаемое с одного из выходов генератора 12 через второй переключатель 5, через третий переключатель 6 поступает на вход первого фильтра 9. Одновременно в этот же полупериод частоты коммутации напряжение, снимаемое с выхода третьего перемножителя 3, пропорциональ. ное произведению входного сигнала на напряжение, снимаемое с другого выхода генератора 12 через пятый переключатель 8, через четвертый переключатель 7 поступает на вход второго фильтра 1 О, В следующий полупериод частоты коммутации на входы фильтров 9 и 10 поступают напряжения, пропорциональные тем же сомножителям, но снимаемые с выходов других пере 45 множителей:на первый фильтр 9 - с выхода третьего перемножителя 3, на второй фильтр 10 - с выхода первого перемножителяВторой перемножитель 2 в соответствующие полупериоды частоты коммута- циИ перемножает напряжения, поступающие через первый переключатель 4 с выходов фильтров 9 и 10 и через второй переключатель 5 с выходов генератора 12 квадратурных напряжений, Отфильтрованное от высокочастотных продуктов коммутации третьим фильтром 11 нижних частот выходное напряжение второго перемножителя 2 поступает на выход синхронно-фазового фильтра,В соответствии с описанным алгоритмом напряжение на выходе второго переключателя 5 можно представить в следующем виде:Н = 1 Л), К Ь + НЦ 2 К 1где напряжения 2 Ь =1/2(1-8 дп,в 1 п й ) - единичнаяпериодическая фу 1(кция Хэвисайдаl первого (+) и второго (-) полу- периодовчастоты коммутации;К - обобщенныекоэФФициенты передачи со- ответствующих перемножителей,С учетом приведенных обозначений напряжения на выходе второго перемножителя 2У, сов (Ы- Ио) с +- в 1 п Г(2 п - 1) Я . (Я 4.С сЛ:12 п - 1 К+ КП6 4К - К 2К,+ К 152941 При Я ) И третий фильтр 11 отфильтровывает составляющие комбинационных частот и на выход устройства поступает напряжение, амплитуда которого пропорциональна амплитуде входного5 сигнала и совпадающее с ним по частоте и фазе.При воздействии на вход устройства аддитивной смеси сигнала и помехи на выходе одного иэ переключателей 6 или 7, например 6, образуется напря- жение Исключая очевидный случай д :Ыодискретный спектр частот помехи, прикоторых возникают погрешности устройства, определяется следующими значениями:(2 п)+ С 3, (2 п)с - ЯЮ, - 25(2 п) Я,Величина погрешности зависит отуровня помехи и номера гармоники частоты коммутации,При сравнении с прототипом в пред 30 лагаемом устройстве при том же спектре частот амплитуды помехи, комбинационные составляющие которой попадают в полосу пропускания фильтров 9 и 10,К( - К35 в ---- раз меньше, чем у прототиК(+ Кпа. Соответственно улучшаются фильтрую щие свойства. Погрешности современных аналоговьгх перемножителей, например 40 525 ПС 2, не превышают 1-22. Следовательно, помехоустойчивость предлагаемого устройства 50-100 раз выше соответственно повышается точность выделения измеряемого сигнала, 45 Как следует из выражения (3), амплитуды комбинационных составляющих на выходе второго перемножителя 2 уменьшаются в той же степени что и 50 амплитуды комбинационных составляющих помехи, что позволяет по сравнению с прототипом либо уменьшить постоянную времени третьего фильтра 11, либо расширить частотный диапазон сннхроннофазового фильтра в сторону верхних частот, что является дополнительным положительным эффектом синхронно-фазового фильтра,П (1.1 + Ю 10 (1;,11+ к 11 ) После преобразования с учетом т - го, что при вэаимодействцц с Опорным сигналом образуются комбццаццоццые составляющие нулевой частоты, дстц-ОчЦО РаССМОтРЕтЬ ТОЛЬКО ПРОЦЗВЕДЕЦЦс ПО- мехи и опорного напряжения. Постоянную составляющую этого напряжения можно представить в следжщем виде: формула изобретсццяСинхронно-Фазовый Фильтр, содерж; - ший первый и второй перемножцтели, первый вход первого перемножителя является входом синхронно-Фазовогс 1 фильтра, первый и второй переключатели, первый, второц, третий фильтры нижних частот, выходы первого второго фильтров ццпсих часто Г дИНЕНЫ СООТВЕТСТВСццс С 1 сЕ 1 ВЫМ и ВТ, рым входами первогс переключателя, ВЫХОД КОтОрОГО Сос.;"цЕН С Пс:.рВЮ, ВХ дом второго перемцожцтеля, выхсд кс . торого соединен с входом трс тьег, ФИЛЬтра НИЖНИХ ЧаСтОТ, ВЫХОД К 1 тмрсго является выходом синхронно-Фвзо 1 ОГО фИЛЬтра, ГЕНЕратор Кц,сдратурцИХ НаПРЯжЕНИй, ПЕРВЫЙ И ВтОРОй ВЫХО,сЫ которого соединены с соответствующими входами второго переключателя, управляющие входы первого и второго переключателей соединены с выходом генератора коммутирующего напряжения, вторые входы первого и второго перев множителей соединены с выходом нторого переключателя, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности фильтрации путем уменьшения фазовых и частотных цскажеций, введены третий, четвертый, пятый переключатели и третий перемцожцтель, первый вход которого соедцнен с первым входом первого перемцожителя, а второй вход соединен с выходом пятого переключателя, первый и второй входы которого соединены соответственно с вторым и первым входами второго переключа - теля,выходы третьего и четвертого переключателей соединены соответствец1529414 Составитель Ю,ЧернышовРедактор Л.Пчолинская Техред Л.Сердюкова Корректор И.Иуска Заказ 7758/54 Тираж 884 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул, Гагарина, 101 но с входами первого и второго фильтров нижних частот, первый вход третьего переключателя соединен с вторым входом четвертого переключателя,и5 выходом первого перемножителя, а второй вход третьего переключателя соединен с первым входом четвертого переключателя И выходом третьего пере- множителя, причем управляющие входы третьего, четвертого и пятого переключателей соединены с выходом генератора коммутирующее напряжения.