Дискретный заградительный фильтр

114546 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 19) 111) 1) НОЗ Н 19/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЬСТВУ К АВТОРСКОМ,Ф Ь е пе ыво-,о овойяви с ых импульс вхо- ентов ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) 1. Патент США 11 3603898,кл.ф 333-70 А, 1972.2. Авторское свидетельство СССВ 995283, кл. Н. 03 Н 19/00, 1980(54) (57) ДИСКРЕТНЫЙ ЗАГРАДИТ фИЛЪТР, содержащий соединенн вое режекторное звено, состоя из двух конденсаторов, первые ды которых объединены, и ключ элемента, первый буферный усил тель, второе режекторное звен выполненное аналогично первому второй буферный усилитель и в сумматор, первый вход которог ляется входом дискретного заг тельного фильтра, второй вход динен с выходом первого буфер усилителя, а третий вход - с дом второго буферного усилител также генератор управляющих сов, выход которого соединен дами управления ключевых элем первого и второго режекторных звеньев, отличающийсятем, что, с целью повышения точности Фильтрации путем повышения помехозащищенности фильтра, в неговведены первый и второй масштабныеусилители, входы которых подключены к выходам первого и второго буферных усилителей соответственно,а в каждое режекторное звено введен дополнительный ключевой элемент, при этом объединенные первыевыводы конденсаторов являются входом режекторного звена, вторые выводы конденсаторов подключены к переключающим контактам ключевого элемента и дополнительного ключевогоэлемента соответственно, замыкающий и размыкающий контакты первогоключевого элемента объединены и являются первым выходом режекторногозвена, а размыкающий контакт допол.анительного ключевого элемента является вторым выходом режекторногозвена, причем вторые выходы первого и второго режекторных звеньевподключены к выходам первого и второго масштабных усилителей соответственно.114546Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано вустройствах обработки амплитудноимпульсно-модулированных сигналов.Известен дискретный заградитель 5ный фильтр, содержащий Г-образноережекторное звено, буферный усилитель, ячейку аналоговой памяти ивыходной фильтр нижних частот, причем в продольном плече Г"образного режекторного звена включен блокиз четырех коммутируемых конденсаторов, а в поперечном плече - резистор 11.Наиболее близок к предлагаемомудискретный заградительный Фильтр,содержащий последовательно соединенные первое режекторное звено, состоящее иэ двух конденсаторов, первыевыводы которых объединены, и ключевого элемента, первый буферный усилитель, второе режекторное звено,выполненное аналогично первому, второй буферный усилитель и весовойсумматор, первый вход которого является входом дискретного заградительного фильтра, второй вход соединенс выходом первого буферного усилителя, а третий вход в . с выходом вто"рого буферного усилителя, а такжегенератор управляющих импульсов,выход которого соединен с входамиуправления ключевых элементов первого и второго режекторных звеньев,причем. объединенные первые выводыих конденсаторов подключены к входам З 5первого и второго буферных усилителей соответственно, а переключающий контакт ключевого элемента каждого режекторного звена являетсявходом режекторного звена 12.1,Недостатком известных дискретныхзаградительных фильтров являетсянизкая помехозащищенность на частотах, кратных частоте управленияблоком коммутируемых конденсаторов,вследствие высокой пропускающейспособности режекторных звеньевна этих частотах.Цель изобретения - повышение точности Фильтрации путем повышенияпомехозащищенности.Для достижения поставленной целив дискретный заградительный фильтр,содержащий последовательно соединенные первое режекторное звено, Чостоя щее из двух конденсаторов, первыевыводы которых объединены, и кл 1 очевого элемента, первый буферный усилитель, второе режекторное звено, выполненное аналогично первому, второй буферный усилитель и весовой сумматор, первый вход которого является входом дискретного заградительного фильтра, второй вход соеди-, нен с выходом первого буферного усилителя, а третий вход - с выходом второго буферного усилителя, а также генератор управляющих импульсов, выход которого соединен с входами управления ключевых элементов первого и второго режекторных звеньев, введены первый и второй масштабные усилители, входы которых подключены к выходам первого и второго буферных усилителей соответственно, а в каждое режекторное звено введен дополнительный ключевой элемент, при этом объединенные первые выводы конденсаторов являются входом режекторного звена, вторые выводы конденсаторов подключены к переключающим контактам ключевого элемента и дополнительного ключевого элемента соответственно, замыкающий и размыкающий контакты первого ключевого элемента объединены и являются первым выходом режекторного звена, а размыкающий контакт дополнительного ключевого элемента является вторым выходом режекторного звена, причем вторые выходы первого и второго режекторных звеньев подключены к выходам первого и второго масштабных усилителей соответственно.На фиг, 1 представлена структурная схема предлагаемого дискретного заградительного фильтра; на Фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу; на фиг. 3 - амплитудно-частотная характеристика (АЧХ).Дискретный заградительный фильтр, содержит первое 1 и второе 2 режекторные звенья, первый 3 и второй 4 буферные усилители, масштабные усилители 5 и 6, весовой сумматор 7, генератор 8 управляющих импульсов, каждое из режекторных звеньев 1 и 2 содержит два конденсатора 9 и 10, ключевой элемент 11 и дополнительный ключевой элемент 12.Дискретный заградительный фильтр работает следующим образом.В первый полупериод работы генератора 8 управляющих импульсов один иэ конденсаторов, например 1 О, 3 114 находится в режиме выборки, другой; например 9, - в режиме запоминания. При этом конденсатор 10, находящийся в режиме выборки, заряжается до напряжения, величина которого определяется не только текущим значением входного напряжения, но и значением входного напряжения в предшествующие такты работы генератора 8 управляющих импульсов, что обусловлено тем, что на второй вывод указанного конденсатора 10 через замкнутый в текущий полупериод ключевой элемент 12 подано выходное напряжение буферного усилителя 3, умноженное на постоянный коэффициент, задаваемый масштабным усилителем 5. Конденсатор 9, через другой замкнутый ключевой элемент 11, оказывается последовательно соединенным с входом буферного усилителя 3. Выходное напряжение буферного усилителя 3 при этом отличается от входного напряжения. на величину за. ряда конденсатора 9. Во второй полупериод работы генератора 8 управляющих импульсов конденсатор 10 переключается в режим запоминания, а конденсатор 9 - в режим выборки. Поскольку в режиме запоминания конденсатор 9 подключен к высокоомному входу буферного усилителя 3, а в режиме выборки - к ниэкоомному выходу масштабного усилителя 5, то амплитудные искажения амплитудно- импульсно-модулированного сигнала на выходе дискретного заградительного фильтра будут минимальными, а при правильном. выборе его элементов искажения будут полностью отсутствовать.Реакция на прямоугольный скачок напряжения показана на фиг. 2 На фиг. 2, и е показано изменение напряжения на конденсаторах 9 и 10, на фиг. 2 ъ- вид реакции на скачок (фиг. 2 Ф ), приложенный к входу режекторного звена. Кривые построены для случая, когда коэффициент передачи,мааитабного уси- лителя Ь равен 0,5.Частотные характеристики дискретного заградительного фильтра определяются коэффициентами передачи К масштабных усилителей 5 и 6. Передаточная функция Н (Е) режекторного звена 1 (2), имеет вид:5461 4рц) Т1- кГи)Тгде 2=1Т - период работы генератора 8, ,ы - круговая. частота.Применяя метод билинейного 2-преобразования, можно Н (2) привести к передаточной функции Н (Р), записанной через комплексную переменную р= и) 2 Р Н р) 2 1-К Т 1+К 1+КР + 15 Из запйсанного видно, что режекторное звено эквивалентно дифференцирующей цепи с коэффициентом передачи по постоянному току К .,и частоетой среза ы Ко 1+К 25 1 - К 2/Т агсй 8 ----1 + КПоскольку режекторное звено является дискретным фильтром и рабо- ЗО тает только с выборками иэ входногосигнала, то ее передаточная функция Н (.р) носит периодический характер и имеет нуль передачи не только на частоте;Ф= О, но и на частотах, кратных частоте коммутацииы = 2 КМ/Т. На этих же частотахбудет иметь нули передачи и весьдискретный заградительный фильтр.Это существенно повышает его поме О хозащищенностьПримерный видамплитудно-частотной характеристикиодного из режекторных звеньев изображен на фиг. 3.1Таким образом, выбирая коэффициент передачи масштабных усилителей5, 6 и коэффициенты весового суммирования весового сумматора 7 можнозадавать положение частот наибольшего затухания и форму АЧХдискрет ного заградительного фильтра, приэтом нет амплиФудных искажений вход.ного сигнала, и имеет место толькопреобразование составляющих спектра согласно заданным характеристикам дискретного заградительногофильтра.145461 Фс 4 Редактор Л, Пчелинская шк Заказ 11 ВНПодписноеССР Филиал ППП "Патент", г, Ужгород. ул. Проектная ИИПИ Госуд по делам3035, Москва оставитель А. Меньшиковаехред Л.Коцшбняк Корректор Враж 872ственного комитетаобретений и открытиЖ, Раушская наб