Многоканальный режекторный фильтр Советский патент 1980 года по МПК H03H7/10 H04B1/10 

1

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при обработ ке электрических сигнапов на фоне, непериодичных импульсных помех с постоянной, но неивестной формой импульсов, не перекрывающихся во времени, а также периодических помех.

Известен многоканальный режекторный

фильтр с коммутируемыми конденсаторами, имеющий группу из п - конденсаторов коммутируемых периодически электронным переключателем на г положений, который управляется от генератора сетки строб-импульсов, синхро-. низированного блоком синхронизации, и

резистора 1 .

Данное устройство не позволяет ре- жектировать непериодические помехи.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержаще ; п паралельно соединенных электронных ключей, управляющие входы которых через сетки строб-импульсов соединены с выходом 1

блока синхронизации, а выход каждогб электронного ключа через конденсатор с резистором 2J .

Однако в данном устройстве флюктуации времени запаздывания относительно начала периода исключаемых . (режектируемых) помех ведут к дополнительному возрастанию уровня шума на выходе.

Поэтому генератор сетки строб-импульсов должен быть хороню синхронизи10рован с частотой следования FQ периодических помех, т.е. электронный переключатель коммутирует всю группу из п конденсаторов фильтра с угловой скоростью Юо и пе даодом Т - j--15Этот фильтр позволяет поглощать (режектировать) только периодические колебания (помехи) с произвольной постоянной формой, повторяющийся с частотой FO i равной частоте переключения всей группы

20 из rt конп«1саторов фильтра.

Цель изобретения - подавление случайных помех с произвольной и постоянной формой импульсов. Это достигается тем, что в многоканальный режекторный фильтр, содержащий П параллельно соединенных электронных ключей , управляющие входы которых через генератор сетки строб-импульсов соедийены с выходом блока синхронизации, а выход каждого электронного ключа через конденсатор - с резистором , введены дополнительный электронный ключ, Й-S-триггер и регулируемая линия задержки, включенная между входной шиной и входами электронных ключей, при этом R -вход триггера подключен к П -му выходу генератора сетки стробимпульсов, S - вход - к выходу блока синхро низации, а выход - к управляющему входу дополнительного электронного ключа, вход которого соединен с входами электронных ключей, а выход - с резистором Структурная электрическая схема пред лагаемого многоканального режекторного фильтра представлена на чертеже. Многоканальный режекторный фильтр содержит П конденсаторов 1 , резистор 2, h электронных ключей 3, генератор сетки строб-импульс в 4, блок синхронизации 5, дополнительный электронный ключ б, триггер 7 R S -типа и регулируемую линию задержки 8. Регулируемая линия задержки 8 ввёдена непосредственно в основной канал фильтра для совмещения во времени запускающих импульсов и компенсируе мых импульсов помехи. Однако в общем случае для режектирования случайных импульсных помех регулируемая линия задержки может бытй включена или в канал синхрониза1ции, или в основгной канал фильтра . Рассмотрим принцип работы многоканального режекторного фильтра. Предположим, что в первоначальный момент времени помехи на Вход фильтра не поступают. Все электронные клю чи 3 находятся.в закрытом состоянии, так как генератор сетки строб-импульсов 4 находится в ждущем режиме и не выра батывает управляющие импульсы на своих П выходах. Триггер 7 устанавливается п включении в нулевое состояние и nt тенциал с его инвертированного выхода Q подается на управляющий вход дополнительного электронного ключа 6, открывает его и поддерживает в открытом состоянии. Через линию задержки 8 и открытый дополнительный элистронный ключ 6 полезный сигнал проходит нёпосредстве 2 НО па выход фильтра, т.е. вводится дополнительный канал обхода. floiiycTHfvi , в момент времени Т появляется импульс помехи с постоянной, но произвольной формой импульса; в этот моме1п блок синхронизации 5 выдает импульс, который запускает генератор сетки строб-импульсов 4 и одновременно переводит триггер 7 в единичное состояние. На инвертированном выходе Q триггера 7 потенциал не появляется и тем самым снимается отпирающий потенциал с дополнительного электронного ключа б, который переходит в закрытое состояние, т.е. отключается дополнительный канал обходу Генератор сетки строб-импульсов 4 вырабатывает на своих п выходах серию из П импульсов, которые поступают на управляющие входы электронных ключей 3, для поочерекгной коммутации п конденсаторов 1. Длительность серии из п импульсов устанавливается равной Т .соответствующей наименьшему интервалу времени следования импульсов помех. Предпо- . лагается, что априорная информация о миним ьном времени Tmir их следования известна на основе предварительного анализа источника помех, а начальные моменты появления импульсов помех. определяются подключением блока синхронизации 5 напосредственно к этому источнику помех. При отсутствии возможности использования вспомогательного канала, связанного с источником помех, указанную информацию можно получить другим способом. Например, подключить вход канала синхронизации ковходу фильтра и определять появление импульсов novex пороговым устройством, вводимым для этого случая в блок синхронизации- 5, по превышению амплитуды импульса помехи определенного порогового уровня. Электронные ключи 3 осуществляют временную дискретизацию входного напряжения, представлячощего собой аддитивную. смесь полезного сигнала и помехи. На каждый из h конденсаторов 1 поступает своя временная дискретная выборка входного напряжения. Длительность выборки At выбирается исходя из верхи ей граничной частоты fjip. полезного сигнала, т.е. в соответствии с теоремой Котельникова: 2 1гр количество каналов или коммутируемых конденсаторов 1 определяется выражением: п - Гг- (1). 57 Напряжение на конденсаторах 1 при коммутации успевает измениться лишь на малую цалю мгновенного значения вхопного напряжения, какое последнее пр нимает в моменты коммутации данного конденсатора. Последний П -и временны импульс с ( и -го выхода генератора сет ки строб-импульсов 4 переводит триггер 7 в нулевое состояние, и потенциал с ег инвертированного выхода Q открьгеает дополнитепьный электронный ключ 6. Полез ный сигнал снова проходит через линию задержки 8 и открытый дополнительный электронный ключ б на выход фильтра, т, е. по дополнительному каналу обхода. Генератор сетки строб-импульсов 4 посл выдачи серии из п импульсов переходит в ждущий режим. Всякий раз в момент появления импульсов помех запускается генератор сетки строб-импульсов 4, вырабатывающий на своих п выходах серию из п импульсов для управления электронными ключами 3, и процесс поочередной ком мутации конденсаторов 1 повторяется. После многократного подключения на кон денсаторах 1 установятся напряжения, равные средним от мгновенных значений соответствующих выборок, т.е. напряжение помех накапливается на конденсато pax и не проходит на выход фильтра. Напряжение полезного сигнала, присут ствующее в выборках входного напряжения, будет в одни моменты времени подключения заряжать соответствующие конденсаторы, в Шругие моменты подключения разряжать их. В результате многократного подключения на конденсаторах уста1новятся усредненные значения нап ряжения полезного сигнала, близкие к нулю, так как уровни полезного сигнала в выборках изменяются по случайному 2 закону и при усреднении стремятся к кулю, т.е. полезный на конденсаторах не накапливается. Таким образом, полезный сигнал все время проходит на выход фильтра, а помехи поглощаются. Для сглаживания выходного сигнала на выходе многоканального фильтра устанавливается фильтр нижних частот. Формула из. обретения Многоканальный режекторный фильтр, содержащий И параллельно соединенных электронных ключей, управляющие входы которых через генератор сетки строб-импульсов соединены с выходом блока синхронизации, а выход каждого электронного ключа через конденсатор - с резистором, отличающийся тем, что, с целью подавления случайных помех с произвольной и постоянной формой импульсов, в него введеныдополнительный электронный ключ, R - S -триггер и регулируемая линия задержки, включенная между входной шиной и входами электронных ключей, при этом R -вход триггера подключен к п -му выходу генератора сет ки строб-импульсов, S -вход - к выходу блока синхронизации, а выход - к управляющему входу дополнительного электронного ключа, вход которого соединен со входами электронных ключей, а выход с резистором. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Финкельштейн М. И. Гребенчатые фильтры, М., Советское радио, 1969, с. 98-104, рис. 2.12.1,6. 2.Патент Англии № 1341182, кп; Н 3 и , 1973 (прототип). Вход Ar. канала f,JJiffXpDH.