Устройство для автоматической настройки полосового перестраиваемого фильтра Советский патент 1985 года по МПК H03J3/00 

I Изобретение относится к области электронных схем общего назначения может быть использовано в частотноизбирательных радиотехнических устройствах, в частности в радиоприемн устройствах приемоиндикаторов радио навигационных систем. Целью изобретения является повышение точности настройки на любую и частот, не связанных функциональной зависимостью. На фиг.1 представлена структурна электрическая схема устройства для автоматической настройки полосового перестраиваемого фильтра; на фиг.2 регулировочные характеристики; на фиг.З - амплитудно-частотные характеристики полосового перестраиваемо фильтра. Устройство для автоматической настройки полосового перестраиваемого фильтра содержит источник 1 ко рольного сигнала, входной коммутато 2,полосовой, перестраиваемый фильтр 3,регулятор 4, ключ 5, оперативный запоминающий элемент 6, сумматор 7, синхронизатор 8, источник 9 напряжения перестройки, первый и второй постоянные запоминающие элементы 10 и 11, дополнительный коммутатор 12. В качестве источника 1 контрольного сигнала может быть использован гене ратор периодической последовательности коротких прямоугольных импульсов с частотой следования F, спектр такой пбследовательности содержит большое число гармонических составляющих с частотой fj mF, где га - целые положительные числа. В качестве источника напряжения перестройки может быть использован переключатель с числом положений, соответствующим числу несущих частот входных сигналов, или датчик кодов.. Устройство для автоматической настройки полосового перестраиваемого фильтра работает следующим образом. В режиме настройки полосовОго перестраиваемого фильтра, который задается синхронизатором 8, на сигнальный вход полосового перестраивае мого фильтра 3 через входной коммутатор 2 поступает контрольный сигнал из источника 1 контрольного сигнала - совокупность гармоник частоты F. На управляющий вход полосового 12 перестраиваемого фильтра 3 из первого постоянного запоминающего элемента 10 через дополнительный коммутатор 12 и сумматор 7 поступает сигнал, управления Uyu настройкой фильтра на частоту fj, mF, ближайшую к частоте fj, входного сигнала (фиг.2). При этом максимальное абсолютное значение отклонения частоты f от частоты (. составляет F/2. В случае идеального, совпадения расчетной (фиг.2а) и реальной регулировочных характеристик настройки полосовой перестраиваемый фильтр 3 оказался бы точно настроенным на частоту fjj . Практически реальная регулировочная характеристика (фиг. 26) отличается от расчетной, поэтому фильтр оказывается настроенным грубо - на час.тоту f|,p и требуется дополнительно производить точную настройку (подстройку) . Пастройка производится с помощью регулятора 4, в котором в качестве чувствительного элемента может быть использован, например, фазовый дискриминатор. При этом на входы регулятора 4 поступает периодическая последовательность импульсов с частотой F из источника 1 контрольного сигнала и с выхода полосового перестраиваемого фильтра 3 напряжение частоты mF, ближайшей к частоте фактической настройки полосового перестраиваемого фильтра 3 (остальные гармонические составляющие с частотами , m m существенно подавлены, так как при F 7uf они расположены за пределами полосы и f пропускания фильтра). При условии, что отклонение f fp - f существенно меньше полосы u.f пропускания полосового перестраиваемого фильтра 3, частоты выделяемого им напряжения оказывается равной установленной частоте f(m m) . Так как начальная фаза гармонических составляющих определяется положением фронтов импульсов, то выходное напряжение регулятор.а по знаку и величине соответствует знаку и величине расстройки f - f к полосового перестраиваемого фильтра 3 относительно требуемой частоты настройки полосового перестраиваемого фильтра 3 (f(). Выходной сигнал регулятора 4, пройдя через ключ 5, запоминается в оперативном запоминающем элементе 6 и суммируется в сумматоре 7 с сиг311691

налом грубой настройки, изменяя настройку полосового перестраиваемого фильтра 3. Это в свою очередь, приводит к изменению величины выходного сигнала регулятора 4. В 5 установившемся режиме в оперативном запоминающем элементе 6 запоминается величина сигнала iUvj, обеспечивающая точную настройку полосрвого перестраиваемого фильтра 3 на уста- 10 новленную частоту f и характеризующая отклонение реальной регулировочной (б) характеристики полосового перестраиваемого фильтра 3 в момент настройки от расчетной (а). 15

В режиме работы по входному сигналу, поступающему через входной коммутатор 2, на управляющий вход полосового перестраиваемого фильтра 3 из второго постоянного запоминаю- 20 щего элемента 11, через дополнительный коммутатор 12 и сумматор 7 поступает сигнал управления Uu. настройкой полосового перестраиваемого фильтра 3 на частоту f входного 25 сигнала. Так же, как и в режиме настройки, в случае идеального сов- падения расчетной и реальной регулировочных характеристик полосовой перестраиваемьй фильтр 3 оказался JQ бы точно настроенным на частоту входного сигнала (фиг. 2а), но практически оказывается настроенным и требует подстройки. Однако в . режиме работы по входному сигналу в , отличие от режима настройки сигнал подстройки не вырабатывается вновь, а используется запомненньй в оперативном запоминающем элементе 6 (bUn). В результате полосовой перестраивае- Q мый фильтр 3 оказывается настроенн.ым на некоторую частоту fpn , в общем случае не совпадающую с требуемой частотой f(i (фиг. 26).

Погрешность настройки полосового j перестраиваемого фильтра 3 (Sf ffp- fр) определяется степенью отклонения реальной регулировочной (б) характеристики от расчетной (а) и отклонением частоты f mF, выделяемой jg полосовым перестраиваемым фильтром 3 гармонической составляющей контрольного сигнала, от частоты входного сигнала, и тем меньше, чем меньше

51

различие между реальной и расчетной регулировочными характеристиками, чем больше их линейность (в случае линейной регулировочной характеристики реальная и расчетная характеристики являются параллельными прямыми линиями и, как видно из фиг.2, в это случае погрешность настройки равна нулю) и чем уже полоса д f пропускани фильтра (при этом меньше частота F bf и меньше максимально возможное отклонение частоты f входного сигнала от частоты f); mF) .

При необходимости перестройки полосового перестраиваемого фильтра 3 с одной частоты принимаемого сигнала ((.. ) на другую (i-c2 случае близости частот fp (фиг.З) может не производиться перевод устройства в режим настройки по контрольному сигналу.

В случае значительного разброса частот при .перестройке (f с с на фиг.З) требуется проведение режим настройки полосового перестраиваемого фильтра 3 по контрольному сигналу. При этом из первого постоянного запоминающего элемента 10 на управляющий вход полосового перестраиваемого фильтра 3 поступает сигнал управления настройкой на частоту , ближайшую к частоте f входногосигнала, на выходе полосового перестраиваемого фильтра 3 автоматически вьщеляется гармоническая составляюща с частотой, ближайшей к частоте f.n фактической настройки полосового перестраиваемого фильтра 3, т.е. с требуемой частотой KJ nijF. Дополнительная подстройка с помощью регулятора 4 производится аналогично- описанному Bbmie.

Таким образом, в предлагаемом устройстве обеспечивается достаточно точная и стабильная настройка полосового перестраиваемого фильтра 3 на любую из множества частот, не связанных функциональной зависимостью, например, при перестройке полосового перестраиваемого фильтра 3 в диапазоне 10-20 кГц при полосе uf 20 Гц. погрешность настройки не превьш1ает 2 Гц.

I1

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ НАСТРОЙКИ ПОЛОСОВОГО ПЕРЕСТРАИВАЕМОГО ФИЛЬТРА, содержащее последовательно соединенные входной коммутатор, к входу которого подключен источник KOHTpojjbHoro сигнала, и полосовой перестраиваемый фильтр, между выходом и управляющим входом которого включены последовательно соединенные регулятор, другой вход которого соединен с источником контрольного сигнала, ключ и оперативней запоминающий элемент, а также синхронизатор, выход которого подключен к управляющим входам ключа и входного коммутатора, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности настройки на любую из частот, не связанных функциональной зависимостью, в него включены последова- . тельно соединенные источник напряжения перестройки, первый постоянный запоминающий элемент и дополнительньш коммутатор, управляющий вход которого подключен к выходу синхронизатора, второй постоянньш запоминающий элемент, включенньш между выходом источника напряжения перестройки и другим входом дополнительного коммутатора, и сумматор, включенньш между выходом оперативного запоминающего элемента, (Л и управляющим входом полосового пере- . страиваемого фильтра, другой вход сумматора подключен к выходу дополнительного коммутатора, а источник контрольного сигнала выполнен в виде генератора периодической последовательности коротких импульсов, с частотой следованияi больщей полосы пропуска- ния полосового перестраиваемого (35 фильтра. со :л

5LJL

rfb

/ff . /Ki-f lF frffci

Фиг.5 fc2 2- 2