RU2031539C1

RU2031539C1 - Rejection filter with controlled rejection band

Info

Publication number: RU2031539C1
Authority: RU
Inventors: Александр Арсеньевич Михопаркин
Original assignee: Александр Арсеньевич Михопаркин
Priority date: 1991-06-25
Filing date: 1991-06-25
Publication date: 1995-03-20

Abstract

FIELD: radio engineering. SUBSTANCE: invention relates to use of three-circuit parametric converter in the capacity of rejection filter with controlled rejection band. EFFECT: expanded application field. 2 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в качестве режекторного фильтра в приемопередающей аппаратуре различного назначения. The invention relates to radio engineering and can be used as a notch filter in transceiver equipment for various purposes.

Известны режекторные фильтры с управляемой полосой режекции. Known notch filters with a controlled notch band.

Недостатком этих режекторных фильтров является их конструктивная сложность. The disadvantage of these notch filters is their structural complexity.

Цель изобретения - существенное упрощение схемы режекторного фильтра с управляемой полосой режекции. The purpose of the invention is a significant simplification of the notch filter circuit with a controlled notch band.

Это достигается применением известного трехконтурного параметрического преобразователя при выборе в нем симметричной расстановки рабочих частот в качестве режекторного фильтра с управляемой полосой режекции благодаря введению в нем режима перестройки частоты генератора низкочастотной гармонической накачки. This is achieved by using the well-known three-circuit parametric converter when choosing a symmetric arrangement of operating frequencies in it as a notch filter with a controlled notch band due to the introduction of a frequency tuning mode of a low-frequency harmonic pump generator in it.

На фиг.1 представлена функциональная схема трехконтурного параметрического преобразователя, в котором выбрана симметричная расстановка рабочих частот, где 1 - входной (сигнальный) контур (настроен на частоту ω_c); 2 - нелинейный реактивный элемент (параметрический диод); 3 - генератор синусоидальной накачки (настроен на частоту ω_н,ω_н<ω_c); 4 - контур комбинационной (суммарной) частоты (настроен на частоту ω₊=ω_c+ω_н); 5 - контур комбинационной (разностной) частоты (настроен на частоту ω_-=ω_c-ω_н); на фиг.2 - амплитудно-частотные характеристики контуров, входящих в преобразователь.Figure 1 presents a functional diagram of a three-circuit parametric converter, in which a symmetrical arrangement of operating frequencies is selected, where 1 is the input (signal) circuit (tuned to the frequency ω _c ); 2 - non-linear reactive element (parametric diode); 3 - sinusoidal pump generator (tuned to the frequency ω _n , ω _n <ω _c ); 4 - contour of the Raman (total) frequency (tuned to the frequency ω ₊ = ω _c + ω _n ); 5 - contour of the Raman (difference) frequency (tuned to the frequency ω _- = ω _c -ω _n ); figure 2 - amplitude-frequency characteristics of the circuits included in the Converter.

Выбрана симметричная расстановка рабочих частот, которая существенно отличается от расстановки рабочих частот в трехконтурном параметрическом преобразователе, в котором регенерация идет на двух частотах, лежащих ниже частоты сигнала. A symmetric arrangement of operating frequencies was chosen, which differs significantly from the arrangement of operating frequencies in a three-circuit parametric converter, in which regeneration occurs at two frequencies lying below the signal frequency.

При симметричной расстановке рабочих частот регенерация невозможна ни на одной из рабочих частот. Тем не менее оказалось так, что симметричная расстановка частот позволяет использовать трехконтурную параметрическую систему с низкочастотной гармонической накачкой в качестве предельно простого в схемном исполнении режекторного фильтра с управляемой полосой режекции. With a symmetrical arrangement of operating frequencies, regeneration is not possible at any of the operating frequencies. Nevertheless, it turned out that the symmetric arrangement of frequencies allows using a three-circuit parametric system with low-frequency harmonic pumping as an extremely simple notch filter with a controlled notch band in circuit design.

Рассмотрим возможность реализации указанного эффекта более подробно. Consider the possibility of implementing this effect in more detail.

В предложенной системе для обеспечения регулирования полосы режекции (ширины провала в АЧХ входного фильтра) до значений, соизмеримых с полосой пропускания самого входного фильтра, требуется выполнить всего лишь элементарную операцию - перестраивать по частоте генератор гармонической накачки (изменять частоту гармонического напряжения накачки). In the proposed system, to ensure regulation of the notch band (the dip in the frequency response of the input filter) to values commensurate with the passband of the input filter itself, it is only necessary to perform an elementary operation — to tune the harmonic pump generator in frequency (change the frequency of the harmonic pump voltage).

Сам же процесс регулирования ширины полосы режекции за счет изменения частоты накачки легко просматривается из следующего описания. The very process of regulating the bandwidth of the notch by changing the pump frequency is easily seen from the following description.

Для простоты и наглядности рассмотрения механизма регулирования ширины провала в АЧХ сигнального контура системы допустим, что в цепь широкополосного сигнального контура 1 поступает сигнал, состоящий из десяти спектральных компонент, следующих на частотной оси через один и тот же интервал Δω. Это означает, что эти же десять спектральных компонент неизбежно появятся при этом в цепи контура 4 суммарной комбинационной частоты ω₊, а также в цепи контура 5 разностной комбинационной частоты ω_-, обуславливая подавление (тушение) всех десяти спектральных компонент в сигнальном контуре преобразователя.For simplicity and visibility, the mechanism for controlling the width of the dip in the frequency response of the signal circuit of the system is assumed that a signal consisting of ten spectral components arriving on the frequency axis through the same interval Δω enters the circuit of the broadband signal circuit 1. This means that the same ten spectral components will inevitably appear in the circuit 4 of the total Raman frequency ω ₊ , as well as in the circuit 5 of the differential Raman frequency ω _- , suppressing (quenching) all ten spectral components in the signal circuit of the converter.

Пусть теперь частота накачки уменьшается на величину Δω. За счет этого за пределами АЧХ контура суммарной комбинационной частоты неизбежно окажется спектральная компонента с порядковым номером 1, а за пределами АЧХ контура разностной комбинационной частоты - спектральная компонента с порядковым номером 10. Так как подавление любой спектральной компоненты входного сигнала в цепи сигнального контура возможно лишь при непременном условии одновременного присутствия в контурах комбинационных частот обеих спектральных компонент, являющихся результатом параметрического частотного преобразования исходной спектральной компоненты сигнального контура (лишь при условии активного параметрического взаимодействия тройки жестко связанных между собой спектральных компонент с одинаковым порядковым номером), то сдвиг частоты накачки вниз на величину Δω неизбежно приводит к восстановлению в цепи сигнального контура системы спектральных компонент с порядковыми номерами 1 и 10 (к выведению этих спектральных компонент из режима подавления). Остальные же восемь спектральных компонент с порядковыми номерами 2 - 9 при этом продолжают оставаться в состоянии полного подавления. Нетрудно заметить, что все это соответствует режиму формирования в АЧХ сигнального контура 1 провала в достаточно широком интервале частот, размещаемого строго симметрично относительно центральной частоты настройки сигнального контура. При дальнейшем снижении частоты накачки еще на величину Δω за пределами АЧХ контуров комбинационных частот дополнительно окажутся уже спектральные компоненты с порядковыми номерами 2 и 9. Соответственно автоматически исключится возможность подавления спектральных компонент с порядковыми номерами 2 и 9 в сигнальном контуре системы. Таким образом, в сигнальном контуре окажутся восстановленными (не подвергнутыми подавлению) уже четыре спектральные компоненты (с порядковыми номерами 1, 2, 9, 10), а если продолжать снижать частоту накачки и далее, то в сигнальном контуре системы из режима подавления уйдут (восстановятся) последовательно пары спектральных компонент с порядковыми номерами 3 и 8, 4 и 7, 5 и 6, что равнозначно (эквивалентно) последовательному уменьшению полосы режекции с предельно большого значения до нулевого. Now let the pump frequency decrease by Δω. Due to this, the spectral component with serial number 1 will inevitably appear outside the frequency response of the total Raman frequency circuit, and the spectral component with serial number 10 outside the frequency response of the differential Raman frequency circuit. Since any spectral component of the input signal can be suppressed in the signal circuit circuit an indispensable condition for the simultaneous presence in the circuits of the Raman frequencies of both spectral components resulting from the parametric frequency conversion If the initial spectral component of the signal circuit (only under the condition of active parametric interaction of the three spectrally rigidly connected spectral components with the same serial number), then a shift of the pump frequency downward by Δω inevitably leads to the restoration in the signal circuit circuit of the system of spectral components with serial numbers 1 and 10 (to removing these spectral components from the suppression mode). The remaining eight spectral components with serial numbers 2–9 continue to remain in a state of complete suppression. It is easy to see that all this corresponds to the formation mode in the frequency response of the signal circuit 1 dip in a fairly wide frequency range, placed strictly symmetrically with respect to the central frequency of the signal circuit settings. With a further decrease in the pump frequency by another Δω, the spectral components with serial numbers 2 and 9 will additionally appear outside the frequency response of the combinational frequency circuits. Accordingly, the possibility of suppressing spectral components with serial numbers 2 and 9 in the signal circuit of the system will automatically be excluded. Thus, already four spectral components (with serial numbers 1, 2, 9, 10) will be restored (not suppressed) in the signal circuit, and if we continue to lower the pump frequency further, then the system will leave the suppression mode (recover ) sequentially pairs of spectral components with serial numbers 3 and 8, 4 and 7, 5 and 6, which is equivalent to (equivalent to) sequentially reducing the notch band from an extremely large value to zero.

К моменту полного прекращения существования провала в окрестности центральной частоты настройки сигнального контура как конечного результата процесса последовательного регулируемого сужения его полосы частота накачки приобретает такое конкретное значение, при котором в контуре 4 суммарной комбинационной частоты будут реально существовать (проявлять себя) спектральные компоненты с порядковыми номерами 6,7,8,9 и 10, а в контуре 5 разностной комбинационной частоты - с порядковыми номерами 1, 2, 3, 4 и 5. Дальнейшее уменьшение частоты накачки совершенно бесполезно: условие активного параметрического взаимодействия любой тройки спектральных компонент с одинаковыми порядковыми номерами уже стопроцентно прервано и на путях последующего дополнительного снижения частоты накачки принципиально невозобновимо. By the time of the complete cessation of the existence of a dip in the vicinity of the central frequency of the tuning of the signal circuit as the final result of the process of sequentially controlled narrowing of its band, the pump frequency acquires such a specific value at which spectral components with serial numbers 6 actually exist (manifest themselves) in circuit 4 of the total Raman frequency , 7,8,9 and 10, and in circuit 5 of the difference Raman frequency - with serial numbers 1, 2, 3, 4 and 5. A further decrease in the pump frequency with ershenno useless active condition parametric interaction any three spectral components having the same sequence number has completely interrupted and the subsequent additional ways of reducing the pumping frequency essentially nonrenewable.

При изменении частоты накачки в сторону ее увеличения (возвращения к исходному значению) процесс будет разворачиваться в обратной последовательности: вначале в центре АЧХ сигнального контура 1 появится узкая полоса режекции (узкий провал), обеспечивая подавление спектральных компонент с порядковыми номерами 5 и 6, далее ширина провала будет неуклонно увеличиваться, вызывая последовательное подавление пар спектральных компонент с порядковыми номерами 4 и 7,3 и 8,2 и 9,1 и 10. When the pump frequency changes in the direction of its increase (returning to the initial value), the process will unfold in the reverse order: first, a narrow notch band (narrow dip) will appear in the center of the frequency response of the signal circuit 1, providing suppression of the spectral components with serial numbers 5 and 6, then the width the dip will increase steadily, causing sequential suppression of pairs of spectral components with serial numbers 4 and 7.3 and 8.2 and 9.1 and 10.

При этом удается свободно и широко деформировать ("кромсать") АЧХ сигнального контура 1 без какого-либо изменения значения параметров элементов R, L и C, образующих этот контур. In this case, it is possible to freely and widely deform (“shred”) the frequency response of the signal circuit 1 without any change in the value of the parameters of the elements R, L and C that form this circuit.

Claims

DIRECTOR FILTER WITH A CONTROLLED MIKHOPARKIN REDUCTION BAND A A.

The use of a three-circuit parametric converter as a notch filter with a controlled notch band in the vicinity of the central frequency of the signal loop tuning.