Динамический фильтр Советский патент 1986 года по МПК H03H7/01 

1

Изобретение относится к радиотех пике, а именно к частотно-избирательным устройствам с регулируемыми характеристиками, и может быть использовано при построении шумоподавляющих устройств.

Известен динамический фильтр, содержащий соединенные последователно управляемый фильтр нижних частот и управляемый фильтр верхних частот два амплитудных детектора, суммирующий усилитель, выход которого соединен с управляющими входами фильтров верхних и нижних частот. .

Однако данный фильтр не позволяет осуществлять слежение за высшей частотой щирокополосного сигнала и не обеспечивает эффективного шумоподавления .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является динаьй1ческий фильтр,содержащий управ ляемьй фильтр, управляющий вход которого подключен к выходу амплитудного детектора, и алгебраический сумматор, последний подсоединен к входу и выходу управляемого фильтра а между выходом алгебраического сумматора и входом амплитудного детектора включены последовательно соединенные весовой фильтр, ограничитель по минимуму и частотный корректор,

- Однако известный динамический фильтр обладает недостаточной точностью управления частотой среза при воздействии сигналов и помех различных амплитуд.

Цель изобретения - повьшение точности управления частотой среза. Поставленная цель достигается тем, что в динамический фильтр, содержащий управляемый фильтр, вход и выход которого являются соответственно входом и выходом динамического фильтра, и соединенные последовательно вычислитель, вход которого соединен с входом управляемого фильтра, весовой фильтр, ограничитель по минимуму, частотный корректор и амплитудньй детектор, выход которого соединен с управляющим входом управляемого фильтра, введены управляемый фильтр верхних частот, вход, общий вход, управляющий вход и выход которого соединены соответственно с дополнительным выходом управляемого фильтра, входом управляемого фильтра, выходом амплитудного

67952

детектора и другим входом вычислителя, соединенные последовательно усилитель, вход которого соединен с выходом частотного корректора, и

5 дополнительный амплитудный детектор, выход которого соединен с управляющим и дополнительным управляющим входами управляемого фильтра, управляемый фильтр вьтолнен двухзвенным,

0 причем управляющий вход и выход первого звена являются соответственно управляющим входом и дополнительным выходом управляемого фильтра, а управляющий вход второго звена является дополнительным управляющим входом управляемого фильтра.

Управляемый фильтр верхних частот выполнен в виде соединенных последовательно конденсатора, первьй и

2Q второй выводы которого являются входом и выходом управляемого фильтра верхних частот, и управляемого резистора, другой вывод которого является общим входом, а управляющий

25 вход - управляющим входом управляемого фильтра верхних частот.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема.динамического фильтра-, на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема фильтра верхних частоту на фиг. 3 - принципиальная электрическая схема управляемого фильтра.

Динамический фильтр содержит управляемый фильтр 1, вычитатель 2,

весовой фильтр 3, ограничитель 4 по минимуму, частотный корректор 5, амплитудный детектор 6, управляемьй фильтр 7 верхних частот, усилитель 8, дополнительный амплитудный детектор 9, Фильтр 7 верхних частот содержит конденсатор 10 и управляемьй резистор 11. Управляемьй фильтр 1 содержит первое звено 12, второе звено 13 и активньй элемент 14.

Динамический фильтр работает следующим образом. При отсутствии полезного сигнала на входе управляемого фильтра 1 частота среза его устанавливается равной начальному значению,

50 обычно составляющему 800-1600 Гц, и суммарное напряжение шума на выходе динамического фильтра уменьшается пропорционально корню квадратному из полосы пропускания управляемого

55 фильтра 1. В этом случае на общем входе управляемого фильтра 7, а также на входе вычитателя 2 действует широкополосньй входной шум, а на

3

входе управляемого фильтра 7 и другом входе вычислителя 2 действует шум, ограниченный полосой пропускания управляемого фильтра 1. В резултате вычитания ограниченного по полосе шума из широкополосного на выходе вычитателя 2 остаются только разностные компоненты шума (его вы.сокочастотные составляющие), которы проходят через весовой фильтр 3 на ограничитель 4 по минимуму, определяющий порог динамического фильтра. Последний выбирается вьш1е уровня шумов, вследствие чего на выходе ограничителя 4 управляющий сигнал отсутствует, и полоса пропускания управляемого фильтра 1 ограничивается значением его начальной частоты среза.

Когда на вход динамического филь ра поступает полезный сигнал, на выходах первого и второго звеньев 12 и 13, а также на выходе динамического фильтра, входе и выходе управляемого фильтра 7 появляются компоненты сигнала, расположенные в начальной полосе пропускания управляемого фильтра 1. На входе вычитателя 2 в это время действует полный спектр входного сигнала. На выходе вычитателя 2 образуется управляющий сигнал, спектр которого равен разности спектров сигналов, поступающих, с одной стороны, с входа динамического фильтра и, с другой стороны, - с выхода управляемото фильтра 7, Этот спектр эквивалентен выходному спектру управляемого фильтра 7 верхних частот, частота среза которого равна частоте среза управляемого фильтра 1. Управляемый фильтр 7 обеспечивает дополнительный низкочастотный спад АЧХ эквивалентного фильтра около 6 дБ/окт, способствуя дальнейшему ослаблению сильных компонент сигнала, расположенных ниже частоты среза, и повышая таким образом точность управления частотой среза. Образованный в результате вычитания сигнал с разностным спектром поступает через весовой фильтр 3 на ограничитель 4. Если уровень его компонент превьш1ает предварительно установленный порог шумопонижения, то на выходе ограничителя 4 появляется сигнал управления, который через амплитудный детектор 6, усилитель 8 и дополнительный амплитудный детектор 9 пос467954

тупает на управление первым и -вторым звеньями 12 и 13 и управляющий вход управляемого фильтра 7, вызывая перестройку первого в сторону расширения, а второго - в сторону сужения полосы пропускания. Существенный порог срабатьшания и разные постоянные времени установления выпрямленного сигнала у амплитудного

,Q детектора 6 и дополнительного амплитудного детектора 9 создают условия для более точной перестройки динамического фильтра в зависимости от уровня и скорости нарастания входе ного сигнала. Так, сигналы малой амплитуды не вызывают срабатывания амплитудного детектора 6, а будучи предварительно усилены усилителем 8, детектируются дополнительным амплитудным детектором 9, большая постоян-20ная времени которого обуславливает медленное нарастание управляющего сигнала, пропорциональное продолжительности действия и амплитуде сиг,, налов малого уровня, а значит, и медленное расширение полосы пропускания .

Появление единичных непродолжительных импульсов помех вследствие большой постоянной времени установ30ления по цепи дополнительного амплитудного детектора 9 не вызывает увеличения сигнала управления и перестройку динамического фильтра. Таким образом, достигается повышенная помехозащищенность и снижается паразитная модуляция шума. Полезные сигналы большой амплитуды детектируются, главным образом, амплитудным детектором 6 с малой постоянной времени

установления сигнала управления, вызывая быстрое расширение полосы пропускания управляемого фильтра 1 и обеспечивая тем самым неискаженную передачу на выход динамического

фильтра всех составляюпщх (обертонов) этих сигналов. Одновременно с этим на выходе вычитателя 2 происходит дальнейшее сужение спектра управляющего сигнала в связи с расши0

рением спектра сигнала на его входе.

Вследствие этого компоненты сигнала, прилегающие к частоте среза управляемого фильтра 1 устраняются из спектра управляющего сигнала и не SS оказывают дальнейшего влияния на перестройку частоты среза. По мере расширения спектра входного сигнала, уровни компонент которого превыша

1. ДИНАМИЧЕСКИЙ ФИЛЬТР, содержапщй управляемый фильтр, вход и выход которого являются соответственно входом и выходом динамического фильтра, и соединенные последовательно вычитатель, вход которого соединен с входом управляемого фильтра, весовой фильтр, ограничитель по минимуму, частотный корректор и амплитудный детектор, выход которого соединен с управляющим входом управляемого фильтра, о тли чающийся тем, что, с целью повьшения точности управления частотой среза, в него введены управляемый фильтр верхних частот, вход, об1ДИЙ вход, управляющий вход и выход которого соединены соответственно с дополнительным выходом управляемого фильтра, входом управляемого фильтра, выходом амплитудного детектора и другим входом вычитателя, соединенные последовательно усилитель, вход которого соединен с выходом частотного корректора, и дополнительный амплитудный детектор, выход которого соединен с управляющим и дополнительным управляющим входами управляемого фильтра, управляемый фильтр выполнен двухзвенным, причем управляющий вход и выход первого звена является соответственно зшравляющим входом и дополнительным выходом управляемого фильтра, а управляющий i вход второго звена является дополнительным управляющим входом управляе(Л мого фильтра. 2. Фильтр но п. 1, о т л и ч а и и с я тем, что управляемый фильтр верхних частот выполнен в виде соединенных последовательно конденсатора, первый и .второй выводы которого являются входом и выходом управляемого фильтра верхних частот, Од и управляемого резистора, другой вы вод которого является общим входом, со ел а управляющий вход - управляющим входом управляемого фильтра верхних частот.