Синхронный фильтр Советский патент 1989 года по МПК H03H19/00 

31506521

Изобретение относится к измерительой технике и может быть использовао в устройствах частотной селекции.

Цель изобретения - повьшение вход- - ого сопротивления и добростности.

На фиг. 1 приведена принципиальая электрическая схема фильтра; а фиг. 2 (а,б,в,г,д), - эпюры напряений в характерных точках синхронно- ю го фильтра.

Синхронный фильтр содержит резистор 1, конденсатор 2, усилитель 3. первый ключ 4, второй ключ 5, третий ключ 6, N последовательных цепочек 7, содержащих накопительный конденсатор 8 и ключ 9, блок 10 управления, так - товый генератор 11, инвертор 12.

Синхронный фильтр работает следуюим образом,20

Предположим, что емкость конденса- тора 2 много меньше емкостей накопительных конденсаторов 8, длительность импульсов управления первого ключа4(фиг. 26) много больше длительности импуль- 25 сов управления второго ключа 5 (фиг, 2а), коэффициент 3 усиления близок к единице (реальный повторитель напряжения) , входн.ое сопротивление усилителя 3 бесконечно велико, а выходное 30 бесконечно мало.

Синхронные 9 ключи поочередно подключают накопительные конденсаторы 8 к общей шине. Синхронный фильтр выделяет сигнал с частотой, равной часто- 35 те коммутации ключей 9. Рассмотрим процесс формирования напряжения, например, на первом накопительном конденсаторе 8, полагая, что частоты включения первого ключа 9 и частоты 40 входного сигнала равны. Предположим, что в первьш момент накопительный конденсатор 8 разряжен, а конденсатор 2 имеет какой-либо заряд. В начале такта одновременно открываются второй и дЗ третий ключи 5 и 6 и первый ключ 9; первый ключ 4 заперт. Конденсатор 2 оказывается подключенным параллельно первому накопительному конденсатору 8 и напряжение на нем очень быстро сп станет равным напряжению на конденсаторе 2. Так как емкость накопительного конденсатора 8 много больше емкости конденсатора 2, то можно считать, что напряжения на них равны jj нулю. Источник сигнала в течение времени открытого состояния третьего ключа 6 нагружен на резистор 1. Спустя время t , достаточное для полного разряда конденсатора 2, второй ключ 5 и третий ключ 6 закрьшаются, а первый ключ 4 открывается, при этом ключ 9 остается открытым до конца такта в течение времени t .Вход усилителя 3 оказывается подключенным к входному сигналу через последовательно соединенные резистор 1 и конденсатор 2, Так как входное сопротивление усилителя 3 бесконечно велико, то напряжение на конденсаторе 2 не изменяется, т.е. остается равным нулю независимо от значения входного сигнала. Напряжение на накопительном конденсаторе 8 меняется так же, как и входной сигнал. В момент размыкания ключа 9 в конце такта на накопительном конденсаторе 8 запоминается напряжение, равное изменению входног сигнала за время t . После этого поочередно запоминают изменения сигнала остальные накопительные конденсаторы 8, но от других частей его периода. Спустя полный цикл коммутации ключей 9 вновь открываются второй и третий ключи 5 и первый синхронный ключ 4. На конденсаторе 2 напряжение становится равным напряжению на первом накопительном 8 конденсаторе, т.е. на нем восстанавливается предыдущее значение изменения входного сигнала. После этого второй и третий ключи 4 и 5 запираются, открывается первый ключ 4 и в течение времени t усилитель 3 вновь подключен к входному сигналу через резистор 1 и конденсатор 2.

Через открытый ключ 4 на первом накопительном койденсаторе 8 вновь передается изменение входного сигнала. Если коммутации и период входного сигнала равны, то в конце такта напряжение на накопительном конденсаторе 8 станет равным двум приращениям входного напряжения (измене- ниям). Напряжение же на конденсаторе 2 не изменится из-за большого входного сопротивления усилителя 3 Аналогичная картина будет и в последующих тактах, а также на всех остальны н.копительных 8 конденсаторах. Таким образом, происходит эффективное накопление соответствующих частей периода входного сигнала на накопительных конденсаторах 8, т.е. получаем узкополосный фильтр.

Наличие резистора R необходимо для ограничения входного тока в момент замыкания третьего ключа 6, если выходное сопротивление источника сигнала окажется малым.

Использование дополнительного ключа и резистора выгодно отличает предлагаемый фильтр от известных, так как выходное сопротивление источника сигнала не оказывает влияния на работу фильтра и таким образой входное сопротивление фильтра и его добротность повышаются. Формула изобретения

Синхронный фильтр, содержащий последовательно соединенные резистор, первый вывод которого является входом синхронного фильтра, и конденсатор, последовательно соединенные так- товый генератор, выход которого подлючен к входу инвертора, и блок упавления, N пара1лельных цепей, состощих каждая из последовательно соеди216

ненных накопительного конденсатора и ключа, к управляющим входам которых подключены соответствующие выходы бло- ка управления, причем первые выводы N нак.опительных конденсаторов подключены к выходу первого ключа и являются выходом синхронного фильтра, и к входу второго ключа, выход которого подключен к входу усилителя, выход которого подключен к входу первого

ключа, ;с управляющему входу которого подключен выход инвертора, вход которого подключен к управляющему входу

второго ключа, отличающий- с я тем, что, с целью повьппения входного сопротивления и добротности, введен третий ключ, вход которого подключен к второму выводу резистора, вьгход - к общей шине, вход управления - к входу управления второго ключа, а второй вывод конденсатора подключен к входу усилителя.

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение входного сопротивления и добротности. Синхронный фильтр содержит резистор 1, конденсатор 2, усилитель 3, ключи 4, 5 и 6, последовательные цепочки 7, состоящие каждая из накопительного конденсатора 8 и ключа 9, блок управления 10, тактовый генератор 11 и инвертор 12. В синхронном фильтре ключи 9 поочередно подключают конденсаторы 8 к общей шине. Таким образом происходит эффективное накопление соответствующих частей периода входного сигнала на конденсаторах 8. Это обеспечивает получение узкополосного фильтра, на выходе которого выделяется сигнал с частотой, равной частоте коммутации ключей 9. Цель достигается введением ключа 6, с помощью которого выходное сопротивление источника сигнала не оказывает влияния на работу фильтра. 2 ил.