Синхронный режекторный фильтр Советский патент 1985 года по МПК H03H19/00 

/ре/лии Выжод

Первый

Второй Выход Выжад Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для подавления мощных периодических помех. Известен синхронный режекторный фильтр, содержащий операционный усилитель, неинвертирующий вход которого является входом синхронного режекторного фильтра, между инвертирую щим входом и общей шиной включен блок коммутируемых конденсаторов, а между инвертирующим входом и вькодом операционного усилителя включены параллельно две цепи, одна из которы содержит первьй резистор, а другая последовательно соединенные второй резистор и ключ, а также блок управ- ления, первый и второй выходы которо го подключены к управляющим входам блока коммутируемых конденсаторов и ключа соответственно ij. Однако у известного синхронного режекторного фильтра максимальньй уровень входной синхронной помехи ограничен и для современной элемент ной базы не превышает 10-20 В. Наиболее близким техническим реше нием к предложенному является синхронный режекторный фильтр, содержащий последовательно соединенные повторитель напряжения, блок коммутируемых конденсаторов и блок выборки ихранения, вькод которого является вькодом синхронного режекторного фильтра, а также блок управления, причем каждый из п входов блока коммутируемых конденсаторов соединен сОДНИМ из соответствующих п первых выходов блока управления, второй выход которого подключен к-управляющему входу блока выборки и хранения, при этом вход повторителя напряжения является входом синхронного режектор ного фильтра 2j . Однако и этот синхронный режектор ный фильтр имеет невысокий предельно допустимьп1 уровень входной синхронной помехи. Цель изобретения - повьщ1ение точности фильтрации за счет увеличения предельно допустимого уровня синхронной помехи. Поставленная цель достигается тем что в синхронный режекторный фильтр, содержащий последовательно соединенные повторитель напряжения, блок KOM мутируемых конденсаторов и блок выборки и хранения, выход которого является выходом синхронного режекторного фильтра, а также блок управления , причем каждый из п входов блока коммутируемых конденсаторов соединен с одним из соответствующих п первых выходов блока управления, второй выход которого подключен к управляющему входу блока выборки и хранения, введены конденсатор, один вывод которого является входом.синхронного режекторного фильтра, а другой вывод подключен к входу повторителя напряжения, и ключ, включенный между выходом синхронного режекторного фильтра и входом повторителя напряжения, причем управляющий вход ключа соединен с дополнительньм выходом блока управления . На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема предложенного синхронного режекторного фильтра; на фиг. 2, 3 и 4 - примеры возможной реализации блока коммутируемых конденсаторов, блока выборки и хранения и блока управления; на фиг. 5 - временные диаграммы, поясняющие работу блока управления. Синхронный режекторный фильтр содержит повторитель напряжения 1, блок 2 коммутируемых конденсаторов, блок 3 выборки и хранения, блок 4 управления, ключ 5, конденсатор 6. Блок 2 коммутируемых конденсаторов содержит п ключей 7, п конденсаторов 8 и резистор 9, причем п параллельно соединенных цепей, состоящих из последовательно включенных ключа и конденсатора, соединены с первым вьюодом резистора 9, второй вывод которого соединен с общей шиной. Блок 3 выборки и хранения содержит первый повторитель 10 напряжения, ключ 11, конденсатор 12 и второй повторитель 13 напряжения, причем выход первого повторителя 10 через ключ 11 соединен со входом второго повторителя 13 напряжения и первым выводом конденсатора 12, второй вывод которого соединен с общей щиной. Блок 4 управления содержит генератор 14, двоичный счетчик 15, дешифратор 16 и элемент 17 задержки, причем выход генератора 14 соединен со входом двоичного счетчика 15, стробирующим входом дешифратора 16, входом элемента 17 задержки и вторым выходом блока 4 управления, выходы двоичного счетчика 15 через дешифратор 16 поданы на первые выходы бло311ка 4 управления, а выход элемента 17 задержки соединен с третьим выходом блока 4 управления. На фиг, 5а приведена последовательность импульсов, вьфабатываемая генератором 14; на фиг. 56 - последовательность импульсов, вырабатываемых дешифратором 16 и на фиг. 5в последовательность импульсов генератора 14, задержанных элементов 17 задержки. Синхронный режекторный фильтр работает следующим образом. Входной сигнал через повторитель имеющий низкое выходное сопротивление, подается на блок 2 коммутируемых конденсаторов, осуществляющий режекцию синхронных составляющих и одновременно амплитудно-импульсную модуляцию входного сигнала, .следующим образом: на управляющие входы ключей 7 подаются сдвинутые друг относительно друга неперекрывающиеся последовательности коротких импульсов (длительность импульса много меньше постоянной времени RC-цепи). Если сигнал, подаваемый на вход блока 2 коммутируемых конденсаторов, имеет гармонические составляющие. синхронные с частотой коммутации клю-30 чей 7, то в установившемся режиме на конденсаторах 8 зафиксируются выборочные значения этих составляющих . Асинхронные же составляющие входного сигнала не смогут зарядить конденсаторы 8, так как длительность импульса коммутации мала, а их выборки выделяются на резисторе 9. Таким образом, блок 2 коммутируемых конденсаторов является режекторным фильтром для составляющих входного сигнала, синхронных с частотой коммутации. Блок 3 выборки и хранения осуществляет временную растяжку импульсов, приходящих с выхода блока 2 коммутируемых конденсаторов, и тем самым улучшает энергетические параметры сигнала, следующим образом: на управляющий вход ключа 11 подает ся последовательность коротких импульсов, в течение которых конденса тор 12 подключается к выходу первог пов.торителя 10. При этом на конденсаторе 12 запоминается выборочное

ет его стоимость. 8 значение сигнала и передается на выход второго повторителя 13. Положительный эффект достигается за счет введения ключа 5 и конденсатора- 6. Ключ 5 замыкается последовательностью коротких импульсов, задержанных относительно импульсов, подаваемых на вход управления блока 3 выборки и хранения с третьего выхода блока 4 управления, Время, задержки выбирается большим. чем длительность импульса, подаваемого на вход управления блок 3 выборки и хранения, но значительно меньшим, чем характерное время изменения входного сигнала. За время замыкания ключа 5 происходит заряд конденсатора 6 через внутреннее сопротивление ключа до мгновенного уровня синхронной составляющей сигнала, так как в этот момент через ключ 5 на правую обкладку конденсатора 6 подается с выхода синхронного режекторного фильтра напряжение асинхронной составляющей сигнала, почти равное его входному значению (с точностью до задержки элемента 17 задержки блока 4 управления) , а напряжение синхронной составляющей сигнала на выходе синхронного режекторного фильтра при этом практически отсутствует. В момент фиксации блоком 3 выборки и хранения следующей выборки сигнала напряжение синхронной составляющей сигнала в точке L. будет равно его приращению за период между выборками и при высокой частоте дискретизации составит малую часть от амплитудного значения. Таким образом, введение в схему синхронного режекторного фильтра ключа 5 я конденсатора 6 позволяет осуществить режекцию синхронной помехи, уровень которой может во много раз превышать предельно допустимый уровень напряжения, подаваемого на вход повторителя 1 напряжения. Для подавления помехи с уровнем (50-70) В становится возможным применение низковольтных конденсаторов И микросхем, что существенно снижает общую массу и габариты синхронного режекторного фильтра, а также снижа

СИНХРОННЬЙ РЕЖЕКТОРНЫЙ ФИЛЬТР, содержащий последовательно соединенные повторитель напряжения, блок коммутируемых конденсаторов и блок выборки и хранения, выход которого является выходом синхронного режекторного фильтра, а также блок fffof управления, причем каждый из И входов блока коммутируемых конденсаторов соединен с одним из соответствующих h первых выходов блока управления, второй выход которого подключен к управляющему входу блока выборки и хранения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности фильтрации за счет увеличения предельно допустимого уровня синхронной помехи, введены конденсатор, один вывод которого является входом синхронного режекторного фильтра, а другой вывод подключен к входу повторителя напряжения, и ключ, включенный с между выходом синхронного режектор- ного фильтра и входом повторителя (Л напряжения, причем управляющий вход ключа соединен с дополнительным выходом блока управления.

Фие. 2

/3

/24

Фиг.5