Фильтр
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 1104657
Авторы: Александров, Васильев, Трегуб, Франков
Текст
СОЮЗ СОВЕТСНИХсаввам кнаРЕСПУБЛИК за) Н 03 Н 1702 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1. Левин В.А. и др. Радиотехнические системы фильтрации с возвратным гетеродинированием. М "Советское радио" , 1979, с. 20, рис. 1.4,2, Поверхностные акустические волны. Под ред А,Олинера. М., "Мир", 1981, с. 182, рис. 432 (прототип). (54)(57) ФИЛЬТР, содержащий входной и выходной смесители, первый и второйдисперсионные фильтры, первый ключ, последовательно соединенные первый формирователь импульсов, к выходу которого подключен элемент задержки, и первый линейно-частотно-модулиро-ванный (ЛЧМ) гетеродин, а также вто-. рой ЛЧМ гетеродин, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью уменьшения нелинейных искажений, в него введены последовательно соединенные первый генератор контрольного сигнала, первый сумматор, первый амплитудный детектор, первый узкополосный фильтр и делитель частоты, выход которого подключен к входу первого формирователя импульсов, первый дополнительный смеситель, включенный между выходом первого ЛЧМ гетеродина и гетеродинным входом входного смесителя, второй вход которого подключен к выходу первого генератора контрольного сигнала, последователь 801104657 А но соединенные регулируемый элемент задержки и Формирователь импульсов с регулируемой длительностью, включенные между выходом первого формирователя импульсов и управляющим входом первого ключа, второй сумматор, включенный между выходом входного смесителя и входом первого дисперсионного фильтра, первый режекторный Фильтр, включенный между выходом первого дисперсионного фильтра и входом первого ключа, третий сумматор, включенный между выходом ключа и входом второго дисперсионного фильтра, второй узкополосный фильтр, включенный между выходом первого дисперсионного Й фильтра и вторым входом третьего сумматора, третий узкополосный фильтр, включенный между выходом первого дисперсионного фильтра и третьим входомР% третьего сумматора, последовательно соединенные второй амплитудный детекаий тор, четвертый узкополосный фильтр, ч1 в второи формирователь импульсов и второй ключ, управляющий вход которого С подключен к выходу элемента задержки, 4 а выход - к входу второго ЛЧМ гетеро- ,4 Ь дина, второй режекторный фильтр, вклю- ,ЯД ченный между выходом второго диспер- Д сионного фильтра и входом выходного смесителя, а также второй дополнительный смеситель, включенный между выходом второго ЛЧМ гетеродина и гетеродинным входом выходного смеси- ,фЬ теля, и второй генератор контрольного сигнала, подключенный к второму входу первого сумматора.второй смеситель обрабатываемого сигнала и радиоимпульса со второго ЛЧМгетеродина Если эти моменты временине совпадают, то возникают искажениявыходного сигнала, которые проявляются в виде паразитной фазовой манипущей частоты.Время задержки сигнала в первом и втором дисперсионных фильтрах зависит от температуры окружающей срешение нелинейных искажений,Поставленная цель достигается тем,что в Фильтр, содержащий входной ивыходной смесители, первый и второй дисперсионные фильтры, первый ключ,последовательно соединенные первыйФормирователь импульсов, к выходукоторого подключен элемент задержки,и первый ЛЧМ гетеродин, а также второй ЛЧМ гетеродин, введены последовательно соединенные первый генераторконтрольного сигнала, первый сумматор, первый амплитудный детектор,первый узкополосной фильтр и делительчастоты, выход которого подключен квходу первого формирователя импульсов, первый дополнительный смеситель,включенный между выходом первого ЛЧМгетеродина и гетеродинным входом входного смесителя, второй вход которого ра контрольного сигнала, последовательно соединенные регулируемый элемент задержки и Формирователь импульсов с регулируемой длительностью,включенные между выходом первого формирователя импульсов и управляющимвходом первого ключа, второй сумматор, включенный между выходом входного смесителя и входом первого дисперсионного фильтра, первый режекторный фильтр, включенный между выходом дом первого ключа, третий сумматор,включенный между выходом ключа и вхо 1 1104657 аИзобретение относится к радиотех- . ственно, а на второй - через элементнике и может быть использовано в ра- задержки. Точность восстановлениядиоэлектронных средствах различного сигнала зависит от того,. наскольконазначения, например в радиоприемных точно совпадают моменты прихода наустройствах.Известна система фильтрации свозвратным гетеродинированием и восстановлением несущей частоты, содержащая два смесителя, вспомогательныйгетеродин и фильтр основной селекции,10С помощью первого смесителя и вспо- ляции сигнала и изменении его несумогательного гетеродина Фильтруемыйсигнал переносится в полосу пропускания фильтра основной селекции, выполненного, например, на поверхностных акустических волнах. Отфильтро- ды. Изменения температуры приводятванный сигнал переносится на исход- к появлению искагений сигналов наную несущую частоту с помощью второ- выходе фильтра 2 .го смесителя и вспомогательного ге- Недостатком известного устройстватеродина. Частота вспомогательного является наличие искажений полезногетеродина определяет центральную го сигнала при изменениях температучастоту всей системы и может перест- ры окружающей среды.раиваться. Амплитудно-частотная ха-. Целью изобретения является уменьрактеристика системы фильтрации определяется амплитудно-частотной характеристикой фильтра основной селекции 1 3.Недостатком такой системы является сложность оперативной перестройки амплитудно-частотной характерис 30тики.Наиболее близким к изобретениюявляется фильтр, содержащий входнойи выходной смесители, первый и второйдисперсионные фильтры, первый ключ,последовательно соединенные первыйФормирователь импульсов, к выходукоторого подключен элемент задержки,и первый линейно-частотно-модулированный (ЛЧМ) гетеродин, а также второй ЛЧМ гетеродин 2.40С помощью первого смесителя ЛЧМгетеродина и дисперсионного фильтраосуществляется преобразование Фурье подключен к выходу первого генератовходного сигнала. Сигнал,.соответствующий преобразованию Фурье, строби 45руется во времени с помощью первогоключа. Временное положение, длительность и форма строба определяют, какие частотные составляющие сигналапропускаются или режектируются, Затемс помощью вторых дисперсионного фильтра, смесителя и ЛЧМ гетеродина выполняется обратное преобразование фурьеи отфильтрованный сигнал восстанавливается. Оба ЛЧМ гетеродины запускаютпеРвого диспеРсионного фильтРа и вхося импульсами, поступающими от источника импульсов, причем на первый гетеродин импульсы поступают непосред- дом второго дисперсионного фильтра,второй узкополосный Фильтр, включенный между выходом первого дисперсион-,ного фильтра и вторым входом третьего сумматора, третий узкополосныйфильтр, включенный между выходом первого дисперсионного фильтра и третьим входом третьего сумматора, последовательно соединенные второй амплитудный детектор, четвертый узкополосный фильтр, второй формировательимпульсов и второй ключ, управляющийвход которого подключен к выходу элемента задержки, а выход - к входувторого ЛЧМ гетеродина, второй режек торный фильтр, включенный между выходом второго дисперсионного фильтра и входом выходного смесителя, атакже второй дополнительный смеситель,включенный между выходом второго ЛЧИ Огетеродина и гетеродинным входом выходного смесителя, и второй генератор контрольного сигнала, подключенный к второму входу сумматора.На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предложенного фильтра на фиг. 2 и 3 - частотно-временные диаграммы (ЧВД) сигналов в различных точках предложенного устройства,Фильтр содержит входной смеситель 1, выходной смеситель 2, первыйЛЧМ гетеродин 3, второй ЛЧИ гетеродин 4, элемент 5 задержки, первыйдисперсионный фильтр 6, второй дисперсионный фильтр 7, первый ключ 8,первый генератор 9 контрольного сигнала, второй генератор 10 контрольного сигнала, третий смеситель 11,первый сумматор 12, второй сумматор 13, первый амплитудный детек 40тор 14, первый узкополосный фильтр 15,делитель 16 частоты, первый формирователь 17 импульсов, первыи режекторный фильтр 18, третий сумматор 19,второй узкополосный фильтр 20, тре 45тнй узкополосный фипьтр 21, второйамплитудный детектор 22, четвертыйузкополосный фильтр 23, второй формирователь 24.импульсов, второй ключ 25,пятый узкополосный фильтр 26, четвертый смеситель 27, второй режекторныйфильтр 28, регулируемый элемент 29задержки, формирователь 30 импульсовс регулируемой длительностью.Предлагаемый фильтр работает следующим образом.Входной сигнал поступает на сигнальный,вход входного смесителя 1,Допустим, что входной сигнал имеет прямоугольный спектр в полосе частот 4 Г: ЧВД такого, сигнала приведена на фиг. 2 а.На гетеродинный вход входного смесителя 1 поступает последовательность ЛЧМ радиоимпульсов, ЧВД этой последовательности приведена на фиг. 2 в. ЛЧМ радиоимпульсы формируются первым ЛЧИ гетеродичом 3, на запускающий вход которого поступают импульсы запуска (фиг. 26) с выхода первого формирователя 17 импульсов, Девиация частоты ЛЧИ радиоимпульсов И выбирается из условия ЬГ3 йЕ. С выхода первого ЛЧМ гетеродина 3 радиоимпульсы поступают на сигнальный вход третьего смесителя 1 1. На гетеродинный вход третьего смесителя 11 поступает непрерывный гармонический сигнал частоты Х с выКС 1 хода первого генератора 9 контрольного сигнала. Преобразованные по часто.те ЛЧМ радиоимпульсы с выхода третьего смесителя 11 поступают, на гетеродинный вход первого смесителя 1. Входной сигнал в входном смесителе 1 получает ЛЧМ (фиг. 2 г) и поступает на второй сумматор 13, Надругой вход второго сумматора 13 с выхода первого сумматора 12 поступает сумма двух непрерывных гармонических контрольных сигналов частот Е с. и Р с котосрые формируются в первом генераторе 9 и во втором генераторе 10 контрольного сигнала. С выхода второго сумматора 13 сумма преобразованного полезного и контрольных сигналов поступает на первый дисперсионный фильтр 6Рассмотрим прохождение через устройство полезного сигнала и суммы контрольных сигналов.Полезный сигнал на входе первого дисперсионного фильтра 6 имеет ширину спектра й = ЬГ + а 1 . Полоса про пускания д, первого дисперсионного фильтра 6 выбирается из условия Ь ), а крутизна линейной дисперсионной характеристики - равной по величине скорости перестройки частоты ЛЧМ радиоимпульсов и противоположной ей по знаку. Сигнал на выходе первого дисперсионного фильтра 6 представляет собой преобразование фурье реализации входного сигнала, выделенной гетеродинным ЛЧМ радиоимпульсом. Зависимость спектральной плотности этой реализации от частоты11046 сводится к зависимости комплексной амплитуды сигнала на вьпГоде первого дисперсионного фильтра б от времени, линейно связанного с частотой.Амплитудно-частотный спектр реали 5 зации может быть определен в результате амплитудного детектирования сигнала на выходе первого дисперсионного фильтра 6 (фиг. 2 д), а фазочастотный спектр - в результате фазового 10 детектирования.Сигналы различных частот присутствуют на выходе первого дисперсионного фильтра 6 в разные моменты времени. Поэтому для режектирования участ ка спектра сигнала достаточно закрыть первый ключ 7 на время, соответствующее времени нахождения сигналов режектируемых частот на выходе первого дисперсионного фильтра бНа первый ключ 8 полезный сигнал поступает с выхода первого дисперсионного фильтра 6 через первый режекторный фильтр 18, который режектирует контрольные сигналы частотко и Гкс . 25 Первый ключ 8 управляется сигналом, поступающим с выхода формирователя 30 импульсов .с регулируемой длительностью. Последний запускается импульсом запуска лервого ЛЧМ гетеродина, задержанным регулируемым элементом 29 задержки (фиг. 2 е). Ширина режектируемого участка спектра определяется длительностью импульса Тс формирователя 30 импульсов с регулируемой длительностью. Средняя частота режектируемого участка определяется временем задержки Тз регулируемого элемента 29 задержки. С выхода первого ключа 8 сигнал (фиг. 2 ж) посту 40 пает на второй дисперсионный фильтр 7 через третий сумматор 19, Параметры первого и второго дисперсионных фильтров одинаковы, а знаки крутизны дисперсионных характеристик проти 45 воположны. На выходе второго дисперсионного фильтра 8 полезный сигнал снова получает ЛЧМ (фиг. 2 з) и через второй режекторный фильтр 28, полностью идентичный первому режекторному фильтру 18, поступает на сигналь 50 ный вход второго смесителя 2. На гетеродинный вход выходного смесителя 2 поступает последовательность ЛЧМ радиоимпульсов, сформированная вторым ЛЧМ гетеродином 4 (фиг. 2 к) и преобразованная по частоте в четвертом смесителе 27, Второй ЛЧМ гетеродин 4 запускается импульсами запус 57 ака с выхода второго ключа 25. ГГараметры последовательностей ЛЧМ радиоимпульсов, формируемых первым и вторым ЛЧМ гетеродинами идентичны. В выходном смесителе 2 происходит демодуляция поступающего на него полезного сигнала и он восстанавливаетсядо первоначального состояния, Однако в спектре полезного сигнала отсутствуют режектированные спектраль -ные составляющие. Таким образом, впредлагаемом устройстве осуществляется фильтрация полезного сигнала.От точности совпадения начальных фази моментов прихода полезного сигналаи ЛЧМ радиоимпульсов на выходной смеситель 2 зависит точность восстановления полезного сигнала,Для фазировки и выравнивания времени прихода сигналов на входе выходного смесителя 2 в предлагаемом устройстве используются контрольныесигналы, которые формируются первыми вторым генераторами контрольногосигнала.Сумма контрольных сигналов с выхода первого сумматора 12 поступаетна первый амплитудный детектор 14,на выходе которого первый узкополосный фильтр 15 выделяет огибающую упомянутой суммы, которая представляет собой гармонический сигнал частоты о =кскс (фиг За)к сг ксС помощью делителя 16 частоты частота последнего сигнала делится вМ раз с тем, чтобы его период совпадал с необходимым периодом повторе -ния импульсов запуска ЛЧМ гетеродинов (фиг. Зб), В момент перехода сигна -лом через нулевое значение первыйформирователь 17 импульсов вырабатывает видеоимпульсы длительности1/ о (фиг. Зв).Передним фронтом этого импульса запускается первый ЛЧМгетеродин,Сумма контрольных сигналов с выхода первого сумматора 12 поступаетна один из входов второго сумматора 13 и с выхода последнего вместес полезным сигналом поступает на первый дисперсионный фильтр 6. Частоты 1 с иконтрольных сигксналов выбираются равными верхней и нижней частотам полосы пропускания первого и второго дисперсионных фильтров. Разность частот контрольных сигналоввыбирается из условий 1 Оа ас тем, чтобы легко мож -но было разделить полезный сигнал и сумму контрольных сигналов.На выходе первого дисперсионного фильтра 6 контрольные сигналы вьделяются вторым узкополосным фильтром 20 5 и третьим узкополосным фильтром 21 и в третьем сумматоре 19 снова складываются с полезным сигналом, прошедшим через первый режекторный фильтр 18 и первый ключ 8.Создание отдельных цепей для прохождения контрольных сигналов необходимо для исключения влияния стробирования сигналов в первом ключе 8 на работу цепей фазировки и выработки сигналов запуска второго ЛЧМ гете- родина 4.С выхода третьего сумматора 19 полезный сигнал и сумма контрольных сигналов поступают на второй дисперсионный фильтр 7. На выходе второго дисперсионного фильтра 7 с помощью второго амплитудного детектора 22 и четвертого узкополосного фильтра 23 выделяется огибающая суммы контрольных сигналов частотыо (фиг. Зд). В моменты перехода сигналом нулевого значения второй формирователь 24 импульсов вырабатывает видеоимпульсы (фиг.Зе), поступающие ЗО на второй ключ 25. На управляющий вход второго ключа 25 поступает импульс запуска первого ЛЧМ гетеродина 3, прошедший через элемент 5 задержки (фиг. Зг). Величина задержки З 5 выбирается такой, чтобы прошедший через второй ключ импульс с выхода второго формирователя 24 импульсов осуществил запуск второго ЛЧМ гете- родина 4 в момент прихода на выход ной смеситель 2 полезного сигнала.1:При изменении температуры изменяется время задержки первого и второго дисперсионных фильтров. Это вызывает 1 О изменение момента времени поступления полезного сигнала на выходнойсмеситель 2. Но при этом на такую жевеличину изменится момент прихода навторой формирователь 24 огибающей суммы контрольных сигналов (фиг. 2 д, 50штриховая линия) и момент выработкизапускающего импульса внутри интервала, определяемого длительностью импульса на управпяющем входе второгоключа 25 (фиг. 2 е, ж, штриховые линии). Длительность этого импульсаравна Г-: 1/1 и совпадает с периодом огибающей суммы контрольных сигналов, чтобы обеспечить прохождение только необходимого импульса.Таким образом, моменты прихода полезного сигнала на второй смеси- тель 2 и момент запуска второго ЛМ гетеродина 4 совпадают независимо от изменения температуры окружающей среды.Для точного восстановления полезного сигнала необходимо сфазировать полезный сигнал и ЛЧМ радиоимпульсы, поступающие навторой смеситель. Для выполнения фазировки в предлагаемом устройстве с помощью одного из контрольных сигналов, например сигнала частоты 1 выполняются дополнительные преобраэования частоты ЛЧМ радио- импульсов, формируемых первым и вторым ЛЧМ гетеродинами.На входной смеситель 1 ЛЧМ радио- импульсы первого ЛЧМ гетеродина 3 поступают через третий смеситель 11, на гетеродинный вход которого поступает сигнал частоты Гкс с выхода первого генератора 9 контрольного сигнала. В результате преобразования к начальной фазе ЛЧМ радиоимпульсов прибавляется начальная фаза контрольного сигнала. Начальная фаза полезного сигнала на выходе входного смесителя 1 равна сумме начальных фаз самого сигнала г., ЛЧМ радиоимпульса Г и контрольного сигналаг ксНа входе выходного смесителя 2 начальная фаза полезного сигнала отличается от М, на величину г ф, обусловленную прохождением через первый и второй дисперсионные фильтры 6 и 7г- дфЛЧМ радиоимпульсы, сформиров анные вторым ЛЧМ гетеродином 4, поступают на выходной смеситель 2 через четвертый смеситель 27, на гетеродинный вход которого поступает контрольный сигнал частоты Укс , выделенныйкс 1 фпятым узкополосным фильтром 26 на выходе второго дисперсионного фильтра 7. Начальная фаза контрольного сигнала г на выходе пятого узкополосного фильтра 26 равнаВ результате преобразования начальная фаза гетеродинного напряжения на входе второго смесителя равна9 110466 7 10Начальная фаза иолезного снгна- кое выравнивание начальных фаз и врелана выходе второго смесите- мен прихода сигналов на второй смеаыля 2 равна разности начальных фазситель 2, что сводит к минимуму иска- иполезного и гетеродинного сиг- жения полезного сигнала,5 С помощью суммы контрольных сигналлов осуществляется непрерывное измеТаким образом, йачальная фаза по- рение суммарного времени группового лезного сцгиала на выходе частотного запаздывания первого и второго дисфильтра не зависит от начальных фаз персионных фильтров и по результатам гетеродинных и контрольных сигналов, измерений автоматически корректирует 50Предложенное построение частотно- ся момент запуска второго ЛЧИ гетерого фильтра обеспечивает автоматичес- . дина 41104657 Г.У Составитель Л. ЗаксРедактор Н.Пушненкова Техред С.МигуноваКорректор Л.Пилипенко 43 Тираж 862 ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раущская наб
СмотретьЗаявка
3530848, 03.01.1983
ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ М-5075
АЛЕКСАНДРОВ СЕРГЕЙ НИКОЛАЕВИЧ, ВАСИЛЬЕВ ИГОРЬ ВАСИЛЬЕВИЧ, ТРЕГУБ ВАЛЕРИЙ ВАСИЛЬЕВИЧ, ФРАНКОВ ВАДИМ НИКОЛАЕВИЧ
МПК / Метки
МПК: H03H 17/02
Метки: фильтр
Опубликовано: 23.07.1984
Код ссылки
<a href="https://patents.su/8-1104657-filtr.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Фильтр</a>
Предыдущий патент: Датчик угла поворота
Следующий патент: Цифровой согласованный фильтр для импульсных эхо-сигналов
Случайный патент: Способ изготовления изделий из подвижных бетонных смесей