Трансверсальный фильтр Советский патент 1989 года по МПК H03H15/00 H03H1/00 

Х7./

И

ел

ел

со ел

Физ.г

Изобретение относится к радиоэлектронике, предназначено для линейной обработки сигналов и может быть использовано для частотной фильтрации, частотной коррекции с заданной им- .пульсной реакцией.

Цель изобретения - упрощение устройства и увеличение надежности его и технологичности,

На фиг.1 изображена импульсная реакция, подлежащая реализации; на фиг.2 - трансверсальный фильтр с импульсной реакцией g(t) (фиг.1).

Траисверсальный фильтр состоит 15 из ультразвуковой линии задержки, включающей электроакустический.преобразователь (слои 1 металла, кварцевая пластина 2, слой 3 клея), зву- копровод 4 из плавленного кварца на 20 параллельные грани которого нанесены проводящие покрытия (участки 5 на верхней грани, имеющие форму положи- . тельных участков и myльcнoй реакции g(t), соединенные между собой шиной 25 6, такие же участки на нижней грани, соединенные шпюй 7, участки 8 на верхней грани,имеющие форму отрицательных участков импульсной реакции соединенные шиной 9, и такие же уча- зо стки на нижней грани, соединенные ШП10Й 10), двух одинаковых источников 11 постоянного напряжения, преобразователей 12 и 13 ток - напряжение, дифференциального усилителя 1А 35 и интегратора 15, выполненных,на операционных усилителях.

Криволинейная граница участков проводящего слоя 5 образует кривую, oпиcьшae гyю уравнением40

У у(х) g+()g(«), (1)

а криволинейная граница участков про- водящего слоя мую уравнением

,.() - положительные участки и пульсной реакции; g(C) - отрицательные участки и пульсной реакции (фиг.1 |ё-( С)| абсолютная величина фун ции g(C).

Обозначим рассто яние между обкладками конденсаторов d, длину зв копровода 1 (фиг.2), диэлектрическую проницаемость звукопровода «.

Тогда при отсутствии входного н пряжения (Ug 0) емкость конденса тора, подводами к которому являютс 1ШИНЫ 6 и 7, равна:

С, 1 Щ dx

I

г g+(x/v) Ых,-.

° I d

а емкость конденсатора, подводами которому являются щины 9 и 10,равн

С - оУ (х ) J . 1 d . f |g.(x /v)| dx

- с. J н

(4)

Под воздействием U кварцевая пластина 2 совершает колебания вид сжатие - растяжение в вертикальном направлении. Эти колебания возбужда ют в звукопроводе поперечные волны в результате чего размер звукопрово да d становится зависящим от переме ных t и х:

d do + ad do + K,UB,(t-x/v).

Здесь учтено, что в линии отсутствуют отраженные волны, конец звукопровода нагружен согласованной с ни акустической нагрузкой-, поверхность звукопровода покрашена.

- кривую, описывае- ,г Ввиду малости Дd по сравнению с

dp, можно записать

V I 1

()|

(2)

де X, у.

X

г пространственные координаты (фиг.2) V - скорость акустических

волн в звукопроводе} D x/v - время прохождения акустической волной расстояния xj

,.() - положительные участки импульсной реакции; g(C) - отрицательные участки импульсной реакции (фиг.1)} |ё-( С)| абсолютная величина функции g(C).

Обозначим рассто яние между обкладками конденсаторов d, длину зву- копровода 1 (фиг.2), диэлектрическую проницаемость звукопровода «.

Тогда при отсутствии входного напряжения (Ug 0) емкость конденсатора, подводами к которому являются 1ШИНЫ 6 и 7, равна:

С, 1 Щ dx

I

г g+(x/v) Ых,-.

° I d

а емкость конденсатора, подводами к которому являются щины 9 и 10,равна:

С - оУ (х ) J . 1 d . f |g.(x /v)| dx

с. J н

(4)

Под воздействием U кварцевая пластина 2 совершает колебания вида сжатие - растяжение в вертикальном направлении. Эти колебания возбуждают в звукопроводе поперечные волны, в результате чего размер звукопровода d становится зависящим от переменных t и х:

d do + ad do + K,UB,(t-x/v).

(5)

Здесь учтено, что в линии отсутствуют отраженные волны, конец звукопровода нагружен согласованной с ним акустической нагрузкой-, поверхность звукопровода покрашена.

0

5

dp, можно записать

1/d(1/d) .,x(t-x/v)J , (6)

где К и К 1 - коэффициенты пропорциональности. С учетом равенства (6) выражения (3) и (4) можно переписать в виде .

С,С,о+Кз( g()U5,(t-i:)dT, (7)

, C, 5 |g.(O(U,, (t-0, (8)

а

где , с 20 KjH t} - константы, t 3 1/v - время задержки волны линией.

Заряды на конденсаторах С и С равны соответственно:

1515350

Формул

а изобретения

Изобретение относится к радиоэлектронике, предназначено для линейной обработки сигналов и может быть использовано для частотной фильтрации и частотной коррекции с заданной импульсной реакцией. Трансверсальный фильтр состоит из ультразвуковой линии задержки, содержащей электроакустический преобразователь (слой 1 металла, кварцевая пластина 2, слой 3 клея), звуковопровод 4 из плавленого кварца, на параллельные грани которого нанесены проводящие покрытия 5 и 8, соединительные шины 7 и 9, и 10, источники 11 постоянного напряжения, преобразователи 12 и 13 ток-напряжение, дифференциальный усилитель 14, интегратор 15, выполненные на операционных усилителях. Положительным эффектом изобретения является упрощение конструкции фильтра относительно прототипа, увеличение его надежности и срока службы. 2 ил.

q,C,E, ,E.

Входные токи усилителей соответственно равны:

ill dt

1,

Выходные напряжения пропорциональны входным токам, т.е.

к.

dt

и.

к

d4l 4 dt

(11)

Выходное напряжение дифференциального усилителя 14 равно:

К 5 (и,-и,) к, - (ЯГЯ.) (12)

cTt

Напряжение на выходе интегрирующего усилителя 15 (оно же напряжение на выходе трансверсального фильтра) равно

ви.)

J

к S g,(OUg,(t-C)dl - К j |g.(f)lUj(t-i:)df f

к J g(f)Ug,(t-C)c/0. (13)

D

Полагая коэффициент пропорциональности К в вьфажении (13) равным 1, получим интеграл Дюамеля. Это означает, что описанное устройство является трансверсальным фильтром с .импульсной реакцией g(t).

Положительным эффектом изобретения является упрощение трансверсального фильтра относительно прототипа (исключение из его состава электродвигателя, движущихся и трущихся частей магниторезистора), увеличение надежности, срока службы.

sfrп)

.

ЧМ

п /Т

9) ч

0

5

0

5

0

5

0

Трансверсальный фильтр, содержащий линию задержки, блок взвешивания и сумматор, параметры которых непрерьшно распределены вдоль линии, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, в него введены две пары источников постоянного напряжения и преобразователей ток - напряжение, дифференциальный усилитель и интегратор, при этом линия задержки,блок взйёшивания и сумматор выполнен в виде входного электроакустического преобразователя, присоединенного к торцу звукопровода в виде прямоугольного параллелепипеда, на верхнюю и нижнюю грани которого нанесены на два проводящих покрытия, одно из которых имеет форму, совпадаю1цую с формой положительных участков заданной импульсной реакции фильтра, а другое - отрицательных, причем оси времени импульсной реакции фильтра соответствуют ребра параллелепипеда, параллельные направлению распространения акустической волны, с нанесенными вдоль них токопроводящими шинами, выходы преобразователей ток - напряжение соединены через соединенные последовательно дифференциаль- ньш усилитель и интегратор с выходной шиной, неинвертирующие входы преобразователей ток - напряжение соединены с общей шиной, и отрицательными вьшодами источников постоянного напряжения, а инвертирующие вхрды и положительные выводы источников постоянного напряжения каждой пары соединены с токопроводящими шинами соответствующих боковых граней.

7

7