Режекторный фильтр

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ц 5 Н 03 Н 11/12 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР линейных искажений авровой Сб - 8. Техническоерукция по эксплуатации83, с, 23 - 25. 4) РЕЖЕКТОРНЫЙ ФИЛЬТР Изобретение относится к радиотехнике и измерительной технике и может быть использовано при измерении коэффициента гармоник.Известны режекторные фильтры второго порядка на основе 2 Т - моста (см. а. с. СССР М 1197059, кл, Н 03 11/12, пат. ФРГ М 3345718, кл. Н 03 11/12; Мошиц Г.; Хорн П. Проектирование активных фйльтров. - М.: Мир, 1984, с. 68; Хьюлсман Л. П., Активные фильтры. - М.: Мир, 1972, с. 29), недостатком которых является необходимость переключения не менее трех элементов (резисторов или конденсаторов) при перестройке частоты режекции.Наиболее близким по технической сущности к предложенному является режекторный фильтр, содержащий последовательно соединенные сумматор, предварительный усилитель, мост Вина, усилитель гармоник, выход которого является выходом устройства и через цепь обратной связи подключен к первому входу сумматора, второй вход ко(21) 4771172/09 (22) 19.12.89 (46) 30.05.92, Бюл. (71) Киевский науч ститут радиоизме (72) С, В. Андреев, чук и А. Ф, Погреб (53) 621.372.54(088 (56) Измеритель н томатический циф описание и инст ЕЯ 2.770,020 ТО, 1 о-исследовательскии инительной аппаратуры . А. Костюк, Е. А, Коваль- ой 1737705 А 1(57) Изобретение относится к радиотехнике и измерительной технике и может быть использовано при изменении коэффициента гармоник. Цель изобретения - расширение полосы подавления и уменьшение неравномерности АЧХ в полосе пропускания, Режекторный фильтр содержит алгебраический сумматор 1, фазосдвигающую цепь 2, выполненную в виде моста Вина, дифференциальный усилитель 3, цепь 4 обратной связи и дополнительную цепь 5 обратной связи. Работа режекторного фильтра основана на балансе сигналов в фазосдвигающей цепи, представляющей собой мост Вина. 2 ил. торого является входом устройства (см. Измеритель нелинейных искажений автоматический цифровой С 6 - 8, Техническое описание и инструкция по эксплуатации ЕЯ 2.770,020.ТО, 1983, с. 23 - 25).Недостатком такого фильтра является то, что частота полюса передаточной функции совпадает с частотой нуля (частотой режекции), поэтому амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) фильтра является симметричной функцией относительно частоты режекции. В результате для уменьшения неравномерности АЧХ в полосе пропускания увеличивают добротность полюса, и, как следствие, резко сужается полоса подавления в окрестности частоты режекции и, наоборот, при расширении полосы подавления увеличивается неравномерность АЧХ в полосе пропускания. Таким образом, при использовании таких фильтров в измерителях нелинейных искажений (измерителях коэффициента гармоник) для эффективного подавления первой гармоники и сохранениявысокой точности преобразования высшихгармоник соединяют последовательно несколько таких фильтров, что приводит к существенному увеличению аппаратурныхзатрат,Цель изобретения - расширение полосы подавления и уменьшение неравномерности АЧХ в полосе пропускания.Поставленная цель достигается благодаря тому, что в режектооный фильтр, содержащий последовательно соединенныеалгебраический сумматор, первый вход которого является входом режекторного фильтра, мост Вина, Одна диаГональ котороГОсоедичена соответственно с выходом алгебОаического сумматора и общей шиной, авторая диагональ соединена с входами дифференциального усилителя, выход которогочерез цепь Обратной связи соединен с вторь)м входом алгебраического сумматора,.:Очка соединения резистора и конденсатора в последовательной ЯС-цепи моста Винасоединена через дополнительную цепь обратной связи с третьим входом алгебраического сумматора.На фиг. . представлена структурнаясхема режекторного фильтра; на фиг, 2 -принципиальная схема режекторного фильтра на операционных усилителях с первымвариантом моста Вина; на фиг, 3 - принципиальная схема режекторного фильтра наОперационных усилителях со вторым вариантом моста Бина; на фиг. 4 - амплитудночастотные характеристики фильтров.Режекторный фильтр (см, фиг. 1) содержит последовательно соединенные алгебраический сумматор 1, первый входкоторого является входом устройства, мостВина 2, одна диагональ (г, б - для первоговарианта моста Бина и б, г - для второгова риа нта моста В и на) которого соединенасоответственно с выходом алгебраическогосумматора 1 и общей шиной, а другая диагональ а, Ь соединена с входом дифференциального усилиеля 3, выход которогочерез цепь 4 обратной связи соединен свторым входом алгебраического сумматора1, Точка соединения а резистора и конденсатора в последовательной ВС-цепи мостаВина 2 соединена через дополнительнуюцепь 5 обратной связи с третьим входомалгебраического сумматора 1.При реализации режекторного фильтрана операционных усилителях (У) (см. фиг, 2и 3) У 1 - алгебраический сумматор 1, Р 4 -цепь 4 обратной связи, Уз -дифференциальный усилитель 3, У 2, Вз - дополнительнаяцепь 5 обратной связи.Передаточная функция предлагаемогофильтра имеет вид 2+,2 К(Р) К Р + о г+ ( + и соответствует передаточной функциирежекторного фильтра второго порядка общего вида. Модуль комплексного коэффициента передачи, т, е, амплитудно-частотная характеристикасо ЖоИо15и)=к. " " (1)Параметры Ко, О, во,юр определяющие вид АЧХ для прототипа и двух вариантов предлагаемого фильтра, представлены в табл, 1.Из табл. 1 видно, что для фильтра-про 1тотипа юр =во = - , т, е, полюс и нульгсовпадают, поэтому АЧХ имеет вид, представленный на фиг, 4 (кривая а), где максимальная погрешность умакс в полосе пропускания высших гармоник для такого фильтра имеет место на частоте второй гар- МОНИКИ 2 й)о, ДЛя ПрвдЛаГаЕМОГО фИЛЬтра оба варианта)35йр ) Жо,поэтому можно получить такую АЧХ режекторного фильтра (линии 2, 3), чтобы погрешность на частоте второй гармоники 2 О)о равнялась нулю и при этом максиМдЛЬНая ПОГРЕШНОСТЬ макс В ПОЛОСЕ ПРО- пускания высших гармоник оказывается приблизительно на частоте 2, 6 соо, а ее значение меньше, чем у прототипа при од новременном расширении полосы подавления йо (кривая б), или при сохранении полосы подавления увеличивается подавление первой гармоники (уменьшается значение К ( Ьм ) коэффициента передачи в полосе подавления) (кривая в), Это подтверждается результатами расчетов АЧХ по формуле (1), приведенными в табл. 2,Например, погрешность .умакс в полосе пропускания высших гармоник для АЧХ в 55 по сравнению с АЧХ а (прототип) в 16 разменьше при одинаковых полосах подавления, Или, например, погрешность умакс для АЧХ б в 3,5 раза меньше и одновременно в 2 раза расширяется полоса подавления Ьд(или при фиксированной полосе подавления - в два раза увеличивается подавление в этой полосе первой гармоники),Формула изобретения Режекторный фильтр, содержащий последовательно соединенные алгебраический сумматор, первый вход которого является входом режекторного фильтра, мост Вина, одна диагональ которого соединена соответственно с выходом алгебраического сумматора и общей шиной, в другая диагональ соединена с входами дифферен - , Т = ВС - для всех фильтров1 циального усилителя, выход которого через цепь обратной связи соединен с вторым входом алгебраического сумматора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения полосы подавления и уменьшения неравно мерности амплитудно-частотной характеристики в полосе пропускания, точка соединения резистора и конденсатора.в последовательной КС-цепи моста Вина соединена через дополнительную цепь обратной 10 связи с третьим входом алгебраическогосумматора./7 Ягаз 1905 Тираж Подписное .;Н 1 ИГ Ы Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5