Нелинейный фильтр Советский патент 1979 года по МПК H04B15/00 

Изобретение относится к радиотехническим устройствам и может быть использовано для фильтрашш импульсных сигналов, искаженных помехами, с шиРОТНО-, время-, частотно- и ко до-импуль сной видами модуляции. Известно устройство для фильтрашш импульсных сигналов, искаженных помехами, содержащее нелинейную интегрирующую КС-цепь, принцип действия которого основан на изменении параметра ) интегрирующей RC-цепи по параболличес,кому закону в зависимости от выходного напряжения м ill Недостатком такого устройства является низкая помехоустойчивость, обуслов ленная недостаточно высокой эффективностью сглаживания помех,.дробящих полез ный сигнал на части, а также недостаточ но высокая эффективность подавления вы бросов помех в паузе между информационными импульсами. Целью настоящего изобретения $юляет- ся повышение помехоустойчивости выделения импульсных сигналов на фоне помех. Поставленная цель достигается соединением входа нелинейного фильтра с сигнальными входами нелинейных управляемых цепей зар1хда и разряда интегрирую- щей емкости и подключением выхода нелинейного фильтра через цепи отрицательной обратной связи к управляющим входам цепей заряда и разряда. На фиг. 1 приведена структурная .схема устройства; на фиг. 2 представлена принципиальная электрическая схема н&линейного фильтра. Нелинейный фильтр (фиг. 1) состоит из нелинейных управляемых цепей заряда 1 и разряда 2 интегрирующей емкости 3, выход которого через две цепи отрицательной обратной связи 4 и 5 подключен к управляющим входам цепей заряда 1 и разряда 2. Коэффициент передачи цепи отрицательной обратной связи 4 при возрастании ВЫХОДНОГО напряжения вых уменьшается по гиперболическому закону с единичного до нулевого значения, а коэффициент передачи другой цепи отрицательной обратной связи 5 увеличивается по параболическому закону снулевого до единичного значения. Подключение цепи заряда 1 интегрирующей емкости 3 со своей цепью отрицательной обратной связи 4 и одновременное отключение цепи ее раз ряда 2 происходит, когда входное .напряжение UBX больше выходного и-в ыу . Подключение цепи разряда 2 интегрирующей емкости 3 со своей цепью нелинейной отрицательной обратной связи 5 происходит, когда UBX . На фиг. 2 управляемая цепь заряда 1 интегрирующей емкости 3 образована резисторами 6, 7 и диодом 8, а управляемая цепь ра ряда 2 этой емкости образована резисторами 9, Юн диодом И. Цепи двух отрицательных обратных связей реализованы с помощью трех последовательно вклю ченных каскадов на транзисторах 12, 13 14 и 15, 16, 17. Подключение и отключение цепи заряда или разряда 1,2 интегрирующей емкости 3 осуществляют ди оды 8 и 11. Диод 18 служит для ограничения входного сигнала сверху. Делитель напряжения на резисторах 19 и 2О совместно со сглаживакицей емкостью 21 определяет верхний уровень ограничения входного сигнала. Транзисторы 22 и 23 образуют согласующий эмиттерный повторитель. Напряжение сметцения UCM положительной полярности задает начальное нулевое значение коэффициента цепи отрицательной обратной связи при заряде интегрирующей емкости 3. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии сигнальные . входы нелинейных управляемых цепей заряда 1 и разряда 2 интегрирующей емкости 3 закрыты. Выход фильтра через цепь отрицательной обратной связи 4, имеющую в этот момент единичный коэффициент передачи, подключен к управляющему входу цепи заряда 1 интегрирующей емкости 3 и отключен от управляющего входа другой цепи разряда 2 этой емкости вследствие того, что коэффициент передачи цепи отрицательной обратно связи 5 в это время равен нулю. На схе ме нелинейного фильтра (фиг. 2) едини ное значение коэффициента передачи цепи нелинейной отрицательной обратной связи обеспечивается за счет подачи положи- тельного потенциала с эмиттера закрытого транзистора 12 на вход двух последовательно включенных каскадов, собранных на транзисторах 13, 14. Нулевое значение коэффициента передачи другой цепи отрицательной обратной связи получается за счет закрытия трех последовательно включенных каскадов на транзисторах 15, 16, 17. . С приходом информационного прямоугольного импульса отрицательной полярности подключается управляемая цепь заряда 1 интегрирующей емкости 3 со своей цепью отрицательной обратной связи 4, и заряд интегрирующей емкости 3 осуществляется по этой нелинейной управляемой цепи. Управляемая нелинейная цепь разряда 2 и цепь отрицательной обратной связи 5 в это время при UBX fibix отключены. По мере заряда интегрирующей емкости 3 и возрастания на ней напряжения UBWX коэффициент передачи цепи отрицательной обратной связи 4 уменьшается по гиперболическому закону с единичного до нулевого значения, а коэффициент передачи другой, отключенной в это время цепи отрицательной обратной связи 5 наоборот увеличивается по параболическому закону с нулевого до единичного значения, За счет такого нелинейного уменьшения, коэффициента передачи цепи отрицательной обратной связи 4 крутизна нарастания переднего фронта импульса на выходе нелинейного фильтра минимальна в начале и максимальна в середине амплитуды информационного импульса. Уменьшение коэффициента передачи цепи нелинейной отрицательной обратной связи по гиперболическому закону осуществляется за счет нелинейных переходных характеристик закрьюаюшихся транзисторов 13 и 14 под действием открывающегося транзистора 12 от возрастания выходного напряжения в интегрирующей емкости 3. Изменение крути.зны нарастания переднего фронта импульса на выходе нелинейного фильтра от минимального значения в начале нарастания до максимального значения в середине амплитуды информационного импульса обеспечивает эффективное подавление коротких выбросов помех в паузе между информационными импульсами. По окончанчи действия информационного импульса на входе, когда U-RX Л U-jbix, отключается управляемая нелинейная цепь заряда 1 интегрирующей емкости 3 и подключается другая нелинейная управляемая цепь разряда 2 этой емкости со своей цепью отрицательной обратной свя зи 5. Начало вступления в работу цепи нелинейной отрицательной обратной связи 5 характеризуется единичным значением ее коэ(Й)Ипиента передачи, вследствие чего интегрирующая емкость 3 начинает весьма медленно разряжаться по управляемой цепи 2. Затем, по мере уменьшения напряжения , на интегрирующей & кости происходит уменьшение коэффициента передачи цепи отрицательной обратной связи 5 по параболическому закону с единичного до нулевого значения, что приводит к увеличению скорости разряда интегрирующей емкости, а, следовательно, и к увеличению круфизны спада выход ного напряжения Usbix с минимального значения при максимуме выходного напряжения до максимального значения при среднем значении выходного напряжения. Уменьшение коэффициента передачи цепи отрицательной нелинейной обратной связи по параболическому закону при уменьшении выходного напряжения на интегрирующей емкости осуществляется с помощью нелинейных переходных характеристик закрывающихся транзисторов 15/ 16, 17. Медленный начальный спад заднего ронта импульса с последующим увелиением- его крутизны спада при уменьшеии выходного напряжения нелинейного ильтра способствует эффективному сглаиванию коротких выбросов помех, дроящих информационный сигнал на части, тем самым увеличивает помехоустойчиость приема импульсных сигналов на оне помех. эобретения формула Нелинейный фильтр, содержащий нелинейную интегрирующую RC-цепь, отличающийся тем, что, с цепью повышения помехоустойчивости, вход нелинейного фильтра соединен с входами нелинейных управляемых цепей заряда и разряда интегрирующей емкости, а выходчерез цепи отрицательной обратной связи подключен к управляющим входам цепей заряда и разряда. принятые во Источники информации, внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 364114, кл. Н 04 В 15/00, 197О.

.2