Самонастраивающийся режекторный фильтр Советский патент 1983 года по МПК H03B1/04 

Изобретение относится к радиотех нике и может быть использовано в ра личных радиотехнических устройствах для подавления сосредоточенной по спектру помехи, присутствующей в по лосе радиоимпульсного сигнала, Известен рекекторный фильтр, содержащий Бычитатель и узкополосный полосовой фильтр, вход которого является входом-режекторного фильтра, а выход соединен с входом вычитаемо го вычитателя. Вход уменьшаемого вы читателя соединен с входом лого фильтра l Однако режекторный фильтртребуе ручной регулировки, что не позволяе использовать, его в автоматических радиотехнических устройствах. Наиболее близким по технической суцмосгн к предложенному техи.ичесKoi.iy решению является самонастраива ющийся режекторный фильтр, содержащий соединенные последовательно пер вый инвертирующий cyf/MaTOp, один вход и выход которого являются COOT аетственно входом и выходом самонабтраиЕающегося режекторного фильтра второй инвертирующий сумматор,, первый инвертирующий интегриругощий one рггД -:оиный усилитель, выход которого соединен также с другим входог i перDoio инвертирующего сумматйра, второй инвертирующий интегрирующий операционный усилитель и управляемый аттенюатор, между входом самонастраивающегося режекторного фильтра и управляющим входом управляемого аттепюатора включены последовательно фазовый детектор, другой вход которого соединен с выходом первого инвертирующего сумматора, и первый интегрирующий операционный усилитель 2 Однако при воздействии дестабилизирующих факторов. Например при увеличении температуры окружающей среды,- происходит изменение параметров активных элементов фильтра, в том числе коэффициентов передачи по постоянрому току инвертирующих интегрирующих операционных усилителейi Это приводит к смещению частоты настройки F0 режекторного фильтра относительнб частоты помехи и к иска -жению формы резонансной характеристики на режекторном выходе фильтра, т„е. к расширению, полосы режекции 11 к увеличению модуля резонансного коэффициента передачи на частоте нас ройки.. Цель изобретения - уменьшение рас ширения полосы режекции при воздействии дестаби:51иэирующих факторов. Поставленная цель достигается тем что в самонастраивающемся режекторном ф.ильтре, содержащем соединенные последовательно первый инвертирующий cyMiviaTop,. один вход и выход которого являются соответственно входом и выходом самонастраивающегося режекторного фильтра, второй инвертирующий сумматор, первый инвертирующий интегрирующий операцкокмый усилитель выход которого соедипеп такхсе с другим вxoдo € первого инвертирумд го cyMT-iaTOpa, второй инЕертируюпкй ик-тегрирующий операционный утеплитель и управляемый аттенюатор, межлу входом са.1онастраивающегоск режекторного фильтра и управляющим входом управляемого аттенюатора включены последовательно фазоЕый детег;тор,, другой вход которого согдтнг: -, с выходом первого инвертирующего cyMi-iaтора, и первый интегрирурсг-дий. операционный усили.тель, межд.у выходом управляемого аттенюатора и г;ругим входом второго- -кнвертирующего .сумматора включен упраилг.сг.1ый фазозрайдатель, между выходом парвого инвер-тирующего интегрирующего оггерационного усилителя и упразл.а-гогг;.и;/1 входом управляемого фаэовра:::;ател.т вклочены последовательно усилито.т-ь-ог.ганичк--тель, перемножитель, частот и второй интегрирующий операционный усилитель, ме.гсту ВЕ.-ТХОДОМ самонастра - Бающегося. рс -екторного фильтра к другим вхоло 1 п-зре 1ноките-ля включен усилительi На чэртеже представлена структурная электрическая схеме- ..:о:чгстрцивающегося режекторного фильтра,, Сгмснастраизающийся ре:л::ек ;прный фильтр содержит усилитель-ограничитель 1, первый инвертируют, су..ма™ тор 2, второй инвертируг Г.кй суг.П.гатор 3, первьгй инзертирующий интегрирующий операционный усилитель 4, второй инвертирующий интегрирующий операционный усилитель 5 ,. упраэляегтьгй аттенюатор б. угфазл яэ:-ый (parscEpJiiua-таль 7, фазовый дете:стср 8,, парвый интегрируюЕи операциаК:-:ь 1 усллитзль 9, фильтр-10 ни :;них частот, птсрой интегрирующий операционный усилитель 11,, усилитель 12 и nepebiHCJin-iтель 13, Самонастраипаютдийся pii eKTopHKft фильтр работает следугоиш.ч образом-. На вход самонастраива ош;агсс.: ре-жекторного фильтра поступает сигне л в виде непрерывной слнусоиг-льной помехи с частотой f ,. лежащз; в диапазоне перестройки ca-ionacTpanBa.ющегося режекторного фппьтра,: и раиоимпульсныйсигнал, С.ягпал , пройдя через самонастрг:.:гзггащнйся релсекторный фильтр :;остз-пает иг; его выход. Сигналы помехи с ззс-с-да самонастраизающагося реяекторного и выхода первого инвертирующего интегрирующего операциог кого усх-шнтеля 4 поступают на B5toj:ya фгтзоЕого етектора- 8 цепи фаговой автсло.-:;стройки частоты Фазовой, д атетстор -3 ocv ществляет сравнение фаз сигналов помехи и формирует управляющее напряжение, которое зависит от разности между pe3OHaiicHofi частотой -fg самонастраиваюпег.ося режекторного фильтра (частотой настройки) и частотой f помехи. Первоначально f Ф f и выходное напряжение фаэового детек тора 8 содержит отличную от нуля постоянную cocтaвляroщs o. Это напряжение поступает на вход первого интегрируюшего операционного усилителя 9, гдеосуществляется процесс ин тегрирования выходного напряжения .фазового детектора 8. Коэффициент передачи управляемого аттенюатора 6 изменяется. Поскольку частота f определяется модулем петлевого коэффициента передачи в контуре настройки, то изменение коэффициента передачи управляемого аттенюатора 6 приводит к изменению резонансной частоты f,y .Изменениерезонансной частоты :.fo происходит в сторону сближения с частотой fff помехи до тех пор, пока частота fo не совпадет с частотой f(f %) В этом случае по.стоянная составляющая выходного напряжения фазового детектора 8 будет равна нулю. Режекторный фильтр настроен на частоту- помехи (f„ fп ) На результат настройки не влияет радиоимпульсный сигнал, присутствующий на входе, поскольку воздействие радиоимпульса кратковременно (десятки микро секунд), а цепь фазовой автоподстрой ки частоты инерционна. В результате настройки резонансной частоты самонасхраиБающегося режекторного фильтра на частоту помехи происходит ее подавление. Величина подавления помехи .(в) определяется значением модуля резонансного коэффициента пере™ дачи JKjjj самонастраивающегося режскторного фильтра Mfel При отсутствии дестабилизирующих факторов величина К близка к нулю что обеспечивает подавление помехи. Настроенный таким образом на частоту помехи самонастраивающийся режекторный фиЛьтр ос пцествляет подав|ление сосредоточенно по спектру (синусоидальной), помехи и пропускание радиоимпульсного сигнала. При прохождении радиоимпульсного сигнала через самонастраивающийся режекторный фильтр возникают искажения; выз ванные режекцией части его спектра, прн этом чем больше полоса режекции фильтра; тем больше искажения. Поло са режекции А F определяется добротностью режекторного фильтра в соответствии с выражением 4F . При отсутствии дестабилизирующих факторов добротность режекторного фильтра Qfip равна номинальной добротности Qp(Qpq, (Q) . Количество искажения,радиоимпульсного сигнала можно оценить по смещению временного положения максимума радиоимпульсного сигнала. Например, в рассматриваемом фильтре при добротности Qp Q 200, частоте настройки fj, 100 кГц, значении резонансного -коэффициента передачи ,01 и температуре t смещение временного положения максимума радиои мпульсного сигнала типа ЛОРАН-С составляет 1,5 мкс. Смещение 1.,5 мкс учитывается и может компенсироваться при дальнейшей обработке. При воздействии дестабилизирующих факторов, например при увеличении температуры окружающей среды, происходит изменение параметров активных элементов самонастраивающегося режекторного фильтра, 3 том числе коэффициентов передачи по постоянному току первого и второго интегрирующих операционных усилителей 4 и 5. Это приводит к изменению петлевого койффициента передачи в контуре. Изменение модуля петлевого коэффициента передачи в контуре приводит к смещению резонансной частоты f относительно частоты помехи f (fе / 1 ff, ) .Смещение частоты настройки рекекторного фильтра относительно частоты помехи приводит к тому, что на выходе фазового детектора 8 вновь появляется отличная от нуля постоянная составляющая-напряжения и коэффициент передачи управляемого аттенюатора б изменяется.. Поскольку частота fjj определяется модулем петлевого коэффициента передачи в контуре, то изменение коэффициента передачи управляемого аттенюатора 6 при- . водит к изменению резонансной частоTfca fc режекторного фильтра. Изменение резонансной частоты fg режекторного фильтра происходит в сторону сближения с частотой f помехи до тех пор, пока не устранится смещеiHHe резонансной частоты режекторного фильтра относительно частоты помехи, т.е. не восстановится равенство fo Г„ . Увеличе ше фазового сдвига лср из-за: изменения реактивной составляющей петлевого коэффициента передачи в контуре 3 результате воздействия цеста,бнлизирующих факторов приводит к уменьшению добротности режекторного фильтра Qpq) относительно номинальной величины QO и к увеличению модупя резонансного коэффициента переда1И 1Ко| в соответствии с выражениями. Ь. Ю ACf.Qa

САМОНАСТРАИВАЮЩИЙСЯ РЕЖЕКТОРНЫЙ ФИЛЬТР, содержащий соединенные последовательно первый инвертирующий сумматор, один вход и выход которого являются соответственно входом и выходом самонастраивающегося режекторного фильтра, второй инвертирующий сумматор, первый инвертирующий интегрирующий операционный усилитель, выход которого соединен также с другим входом первого инвертирующего сумматора, второй инвертирующий интегрирующий операционный усилитель и управляемый аттенюатор. между входом caV oнacтpaивaюIг eгocя режекторного фильтра и управляющим входом управляемого аттенюатора включены последовательно фазовый детектор, другой вход которого соединен .с выходом первого инвертирующего сумматора, и первый интегрирующий операционный усилитель, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью уменьшения расширения полосы режекций при воздействии дестабилизирующих факторов, между выходом управляемого аттенюатора и другим входом второго инвертирующего сумматора включен управляемый фазовращатель, между выходом первого инвертирующего интегрирующего операционного усилителя и уп- g равляющим входом управляемого фазовращателя включены последовательно усилитель-ограничитель, перемнонсие тель, фильтр нижних частот и второй интегрирую1Шй операционный усилитель между выходом самонастраиваюгиегося 2 режекторного фильтра и другим входом «перемножителя включен усилитель.