Синхронный заградительный фильтр Советский патент 1978 года по МПК H03H7/10 

1

Изобретение относится к радиотехнике.

Известен фильтр, содержащий операционный усилитель, резистор и конденсатор обратной связи, группу коммутируемых конденсаторов, коммутирующее устройство 1.

Однако такой фильтр имеет значительные щумы коммутации.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является синхронный заградительный фильтр, содержащий операционный усилитель и синхронно-коммутируемый RC-фильтр, вход которого подключен к выходу операционного усилителя 2.

Однако и этот синхронный заградительный фильтр имеет значительный уровень шумов.

.Цель- изобретения - снижение уровня шумов коммутации.

Для этого в синхронном заградительном фильтре, содержащем операционный усилитель и синхронно-коммутируемый RCфильтр, вход которого подключен к выходу операционного усилителя, между выходом и инвертирующим входом операционного усилителя включен конденсатор, а. выход синхронно-коммутируемого RC-фильтра подключен к инвертируемому входу операционного усилителя.

На чертеже изображена структурная электрическая схема предлагаемого фильтра.

Синхронный заградительный фильтр содержит операционный усилитель 1, синхронно-коммутируемый RC-фильтр, состоящий из резистора 2, коммутируемых конденсаторов 3 и коммутирующего устройства 4, конденсатор 5.

Устройство работает следующим образом.

На входной неинвертирующий зажим усилителя подается исходный сигнал. Если в спектре этого сигнала присутствует помеха, период которой равен или в целое число раз меньше периода коммутации коммутирующего устройства 4, то коммутирующие конденсаторы 3 начнут поочередно заряжаться и на них накопятся некоторые равновесные заряды.

Накопление равновесных зарядов означает, что напряжение помехи приложено к инвертирующему входу операционного усилителя 1, который оказывается охваченным глубокой отрицательной обратной связью по напряжению помехи и имеет минимальный

коэффициент передачи по напряжению помехи.

Для сигналов, период которых не совпадает с периодом коммутации, каждый отрезок времени подключения коммутируемых конденсаторов 3 приходится на случайные не повторяющиеся значения входного сигнала. Это означает, что коммутируемые конденсаторы 3 все время перезаряжаются с частотой коммутирующего устройства 4 и через резистор 2 и конденсатор 5 обратной связи текут токи переразряда, что приводит к больщому падению напряжения на резисторе 2 обратной связи. Следовательно, к инвертирующему входу операционного усилителя 1 будет приложено малое напряжение обратной связи и коэффициент передачи сигналов, периоды которых не совпадают с периодом коммутации, будет максимальным; отнощение сигнал/помеха определяет коэффициент подавления синхронно-коммутируемого RC-фильтра.

При исчезновении помехи на неинвертирующем входе операционного усилителя 1, группа коммутируемых конденсаторов 3 начинает разряжаться через входной импеданс инвертирующего входа операционного усилителя 1 и резистор 2. На выходе операционного усилителя появляется напряжение помехи в противофазе с действующим на инвертирующий вход операционного усили еля, которое через резистор 2 и конденсатор 5 обратной связи способствует ускорению перезаряда группы коммутируемых конденсаторов 3 и уменьщению амплитуды помехи на выходе операционного усилителя. Шумы коммутации, действующие на инвертирующий вход операционного усилителя, через резистор 2 и конденсатор 5 обратной связи также охвачены отрицательной обратной связью, что приводит к их уменьшению.

Формула изобретения

Синхронный заградительный фильтр, содержащий операционный усилитель и синхронно-коммутируемый RC-фильтр, вход которого подключен к выходу операционного усилителя, отличающийся тем, что, с целью снижения уровня щумов коммутации, в нем между выходом и инвертирующим входом операционного усилителя включен конденсатор, а выход синхронно-коммутируемого RC-фильтра подключен к инвертирующему входу операционного усилителя.

Источники информации, принятые во внимание .при экспертизе:

1.Йатент США № 3795877, кл. 333-70 Д, 1974.

2.Патент Великобритании № 1323918, кл. Н 03И, 1973.

вдод