SU1561199A1 - Synchronous filter - Google Patents

Synchronous filter Download PDF

Info

Publication number
SU1561199A1
SU1561199A1 SU874343442A SU4343442A SU1561199A1 SU 1561199 A1 SU1561199 A1 SU 1561199A1 SU 874343442 A SU874343442 A SU 874343442A SU 4343442 A SU4343442 A SU 4343442A SU 1561199 A1 SU1561199 A1 SU 1561199A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
switch
filter
input
keys
amplifier
Prior art date
Application number
SU874343442A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Федор Васильевич Чегодаев
Original Assignee
Омский Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Омский Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта filed Critical Омский Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта
Priority to SU874343442A priority Critical patent/SU1561199A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1561199A1 publication Critical patent/SU1561199A1/en

Links

Landscapes

  • Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике. Цель изобретени  - уменьшение шумов коммутации. Синхронный фильтр содержит интегрирующую цепь 1, усилитель 2, ключи 4 - 7, инвертор 10, распределитель 11 импульсов и N параллельных цепей, кажда  из которых состоит из конденсатора 8 и ключа 9. Цель достигаетс  введением инвертирующего усилител  3, с помощью которого на конденсаторе интегрирующей цепи 1 восстанавливаетс  инвертированное значение зар да, накопленного в предыдущем периоде, что позвол ет спектральным лини м шума оказатьс  вне полосы пропускани  фильтра. 3 ил.This invention relates to a measurement technique. The purpose of the invention is to reduce switching noise. The synchronous filter contains an integrating circuit 1, an amplifier 2, switches 4 - 7, an inverter 10, a distributor 11 pulses and N parallel circuits, each of which consists of a capacitor 8 and a switch 9. The goal is achieved by introducing an inverting amplifier 3, which integrates on the condenser circuit 1 restores the inverted value of the charge accumulated in the previous period, which allows the spectral noise lines to be outside the passband of the filter. 3 il.

Description

I-- 3I-- 3

(L

сwith

; i; i

L.dL.d

WW

S.S.

8eight

пP

СПSP

ОABOUT

9,9,

ЛL

9,9,

& 9& 9

NN

со соwith so

Фив. 1Thebes. one

Изобретение относитс  к измери- ельной технике и может быть исполь- $овано в устройствах частотной селекции электрических сигналов.The invention relates to a measurement technique and can be used in frequency selection devices for electrical signals.

Цель изобретени  - уменьшение шумов коммутации.The purpose of the invention is to reduce switching noise.

На фиг. 1 приведена структурна  электрическа  схема синхронного фильтра; на фиг. 2 - эгаоры напр жений на выходе распределител  импульсу ов; на фиг. 3 - амплитудно-частотные характеристики синхронного фильтра.FIG. 1 shows a structural electrical circuit of a synchronous filter; in fig. 2 - voltage agaors at the output of the distributor to impulse s; in fig. 3 - amplitude-frequency characteristics of the synchronous filter.

Синхронный фильтр содержит интегрирующую цепь 1, усилитель 2, инвер- ирующий усилитель 3, первый ключ 4, Итерой ключ 5, третий ключ 6S четвертый ключ 79 N параллельных цепей, кажда  из которых содержит конденсатор 8 и ключ 9, инвертор 10 и распределитель 11 импульсов,The synchronous filter contains an integrating circuit 1, an amplifier 2, an inverting amplifier 3, a first switch 4, an iteration switch 5, a third switch 6S a fourth switch 79 N parallel circuits, each of which contains a capacitor 8 and a switch 9, an inverter 10 and a distributor 11 pulses ,

Синхронный сЪильтр работает следу- образом.The synchronous function works as follows.

Рассмотрим вначале работу фильт15611994Consider first the work filter15611994

i равна полному циклу коммутации ключей . Роль сумматора играет конденсатор интегрирующей цепи 1. Частотна  характеристика рециркул тора  вл етс  гребенчатой, описываетс  соотношениемi is equal to the full cycle of switching keys. The role of the adder is played by the capacitor of the integrating circuit 1. The frequency response of the recirculator is a comb, described by the relation

A(w) A (w)

1one

10ten

/1 -2/3 coswT + /3/ 1 -2/3 coswT + / 3

1515

2020

где Т - временна  задержка;where T is the time delay;

р - коэффициент, завис щий от величины накоплени  за один цикл.p is a coefficient depending on the accumulation value per cycle.

Из-за неидентичности параметров (электронных) ключей 9, а также вли ни  управл ющих импульсов конденсаторы 8 случайным образом подзар жаютс . По вл етс  шум коммутации, период которого равен полному циклу коммутации, а спектральные линии шума (фиг. 2а) расположены точно на резонансных частотах фильтра. Аддира при отсутствии инвертирующего yen- 25 тивно складыва сь с полезным сиг4ител  3. Ключи 91 - 9 работают по- о чередно и раздельно во времени (фиг. Зв-д) . Одновременно с открывэ1Due to the non-identical parameters of the (electronic) switches 9, as well as the effect of the control pulses, the capacitors 8 are randomly recharged. Switching noise appears, the period of which is equal to the full switching cycle, and the noise spectral lines (Fig. 2a) are located exactly at the resonant frequencies of the filter. The addir, when there is no inverting yen-25, is conveniently added to the useful signal 3. The keys 91–9 work alternately and separately in time (Fig. E-d). Simultaneously with otkryve1

ием одного из ключей, например 9one of the keys, for example 9

ГR

открываютс  третий и четвертый ключи 6 и 7 (фиг. За). Конденсатор входной Интегрирующей цепи 1 через усилитель 2, работающий в режиме повторител ,, подключаетс  к конденсатору 8, и напр жение на нем быстро становитс  равным напр жению на этом конденсаторе . После этого третий и четвертый 6 и 7 закрываютс , а первый и второй ключи 4 и 5 открываютс  и остаютс  открытыми до конца включенного состо ни  ключа 9 .open the third and fourth keys 6 and 7 (Fig. 3a). The capacitor of the input Integrating circuit 1 through the amplifier 2, operating in repeater mode, is connected to the capacitor 8, and the voltage across it quickly becomes equal to the voltage on this capacitor. Thereafter, the third and fourth 6 and 7 are closed, and the first and second keys 4 and 5 are opened and remain open until the end of the on state of the key 9.

В течение этого времени интегрирующа  цепь 1 накапливает напр жение входного сигнала. После запира- нИ  ключа 9.J открываютс  ключ 9, а также третий и четвертый ключи 6 и 7,   процесс повтор етс . Если период полного цикла коммутации ключей 9 { - 9 совпадает с периодом входного сигнала, то процесс восстановлени  на конденсаторе ранее накопленного напр жени  совпадает по фазе с входым сигналом и происходит его эффективное накопление. Если параллельных ветвей достаточно много, то указанна  схема эквивалентна рецир- кул тору, который представл ет собой сумматор, охваченный обратной св зью через линию задержки. Здесь задержкаDuring this time, integrating circuit 1 accumulates the input voltage. After locking the key 9.J, the key 9 is opened, as well as the third and fourth keys 6 and 7, the process is repeated. If the period of the complete switching cycle of keys 9 - 9 coincides with the period of the input signal, then the recovery process on the capacitor of the previously accumulated voltage coincides in phase with the input signal and its effective accumulation occurs. If there are a large number of parallel branches, then the specified circuit is equivalent to a recirculator, which is an adder covered by feedback through a delay line. Here is the delay

30thirty

налом, шумы коммутации существенно уменьшают динамический диапазон известного фильтра.signal switching noise significantly reduces the dynamic range of the known filter.

Работа предлагаемого фильтра ничем не отличаетс  от работы известного , за исключением того, что на конденсаторе интегрирующей цепи вос станавливаетс  инвертированное знач ние зар да накопленного в предыдущем периоде. Введен инвертирующий 35 усилитель 3. При этом на частоте переключени  ключей 9 уже не будет эффективного накоплени , так как в каждом такте сигнал вычитаетс  из ранее накопленного. Это справедливо также и дл  всех частот, кратных ча тоте коммутации. Эффективное накопление происходит, в частности, дл  сигнала с частотой, равной половине частоты коммутации. Это подтверждаетс  тем, что частотна  характеристика рециркул тора при наличии инвертировани  в цепи обратной св зи описываетс  соотношениемThe operation of the proposed filter is no different from the work of the known one, except that the inverted value of the charge accumulated in the previous period is restored on the capacitor of the integrating circuit. An inverting 35 amplifier 3 is introduced. At the same time, at the switching frequency of the keys 9, there will no longer be an effective accumulation, since in each clock cycle the signal is subtracted from the previously accumulated one. This is also true for all frequencies that are multiples of the switching frequency. Efficient accumulation occurs, in particular, for a signal with a frequency equal to half the switching frequency. This is confirmed by the fact that the frequency response of the recirculator in the presence of inversion in the feedback circuit is described by the relation

4040

4545

5050

A(w) A (w)

1one

2/jcoswT +02 2 / jcoswT +02

5555

Она сдвинута вверх по оси частот на величину w /2 (фиг. 26). Лоскол ку услови  коммутации не измен ютс  то спектральные линии шума остаютс  на месте и оказываютс  вне полосы пропускани  фильтра. Благодар  этом шумы коммутации подавл ютс  самимIt is shifted upward along the frequency axis by the value of w / 2 (Fig. 26). When the switching conditions do not change, the spectral noise lines remain in place and are outside the passband of the filter. Thanks to this, the switching noise is suppressed by the

A(w) A (w)

1one

10ten

/1 -2/3 coswT + /3/ 1 -2/3 coswT + / 3

5five

00

где Т - временна  задержка;where T is the time delay;

р - коэффициент, завис щий от величины накоплени  за один цикл.p is a coefficient depending on the accumulation value per cycle.

Из-за неидентичности параметров (электронных) ключей 9, а также вли ни  управл ющих импульсов конденсаторы 8 случайным образом подзар жаютс . По вл етс  шум коммутации, период которого равен полному циклу коммутации, а спектральные линии шума (фиг. 2а) расположены точно на резонансных частотах фильтра. Аддитивно складыва сь с полезным сигDue to the non-identical parameters of the (electronic) switches 9, as well as the effect of the control pulses, the capacitors 8 are randomly recharged. Switching noise appears, the period of which is equal to the full switching cycle, and the noise spectral lines (Fig. 2a) are located exactly at the resonant frequencies of the filter. Additively add a useful sig

налом, шумы коммутации существенно уменьшают динамический диапазон известного фильтра.signal switching noise significantly reduces the dynamic range of the known filter.

Работа предлагаемого фильтра ничем не отличаетс  от работы известного , за исключением того, что на конденсаторе интегрирующей цепи восстанавливаетс  инвертированное значение зар да накопленного в предыдущем периоде. Введен инвертирующий усилитель 3. При этом на частоте переключени  ключей 9 уже не будет эффективного накоплени , так как в каждом такте сигнал вычитаетс  из ранее накопленного. Это справедливо также и дл  всех частот, кратных частоте коммутации. Эффективное накопление происходит, в частности, дл  сигнала с частотой, равной половине частоты коммутации. Это подтверждаетс  тем, что частотна  характеристика рециркул тора при наличии инвертировани  в цепи обратной св зи описываетс  соотношениемThe operation of the proposed filter is no different from that of the known, except that the inverted value of the charge accumulated in the previous period is restored on the capacitor of the integrating circuit. An inverting amplifier 3 is introduced. At the same time, at the switching frequency of the keys 9, there will no longer be an effective accumulation, since in each clock cycle the signal is subtracted from the previously accumulated one. This also applies to all frequencies that are multiples of the switching frequency. Efficient accumulation occurs, in particular, for a signal with a frequency equal to half the switching frequency. This is confirmed by the fact that the frequency response of the recirculator in the presence of inversion in the feedback circuit is described by the relation

5050

A(w) A (w)

1one

2/jcoswT +02 2 / jcoswT +02

Она сдвинута вверх по оси частот на величину w /2 (фиг. 26). Лосколь ку услови  коммутации не измен ютс , то спектральные линии шума остаютс  на месте и оказываютс  вне полосы пропускани  фильтра. Благодар  этому шумы коммутации подавл ютс  самимIt is shifted upward along the frequency axis by the value of w / 2 (Fig. 26). Because the switching conditions do not change, the spectral noise lines remain in place and are outside the filter bandwidth. Due to this, the switching noise is suppressed by the user.

фильтром и по сравнению с известными синхронными фильтрами их вли ние уменьшаетс  на несколько пор дков. Что касаетс  требований к посто нной, времени интегрирующей цепи 1, то дл  нормальной работы фильтра достаточно, чтобы она была намного больше времени цикла коммутации Т, В этом случае фильтр будет узкополосным.filter and in comparison with the known synchronous filters, their effect is reduced by several orders of magnitude. With regard to the requirements for a constant, the time of the integrating circuit 1, then for the normal operation of the filter it is enough that it is much longer than the switching cycle time T, In this case the filter will be narrowband.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Синхронный фильтр, содержащий последовательно соединенные интегрирующую RC-цепь, первый ключ, усилитель и второй ключ, третий и четвертый ключи N параллельных цепей, казгда  из которых состоит из последовательно соединенных конденсатора и ключа, причем первые выводы конденсаторов объединены и  вл ютс  выходом си аA synchronous filter containing a series-connected integrating RC circuit, a first switch, an amplifier, and a second switch, a third and fourth switch N of parallel circuits, each of which consists of a series-connected capacitor and a switch, the first terminals of the capacitors being combined and АBUT №„№ „ ajo 2ajo 2 }«. {«. I} ". {". I Фиг.22 6119961199 10ten хронного фильтра, а вторые выводы ключей N параллельных цепей соединены с общей шиной, управл ющие входы ключей N параллельных цепей соединены с соответствующими выходами распределител  импульсов,(N+1 )-й выход которого соединен с управл ющими входами третьего и четвертого ключей, а с управл ющими входами первого и второго ключей - через инвертор, вход усилител  через третий ключ соединен с выходон второго ключа, а вход четвертого ключа соединен с выходом интегрирующей RC-цепи, вход которой  вл етс  входом синхронного фильтра, отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  шумов коммутации, между выходом четвертого ключа и вхо- 20 Дом второго ключа включен инвертирую- щий усилитель.the second filter is connected to the common bus; the control inputs of the keys of the N parallel circuits are connected to the corresponding outputs of the pulse distributor, the (N + 1) -th output of which is connected to the control inputs of the third and fourth keys, and the control inputs of the first and second keys are via an inverter, the amplifier input is connected via the third switch to the output of the second switch, and the input of the fourth switch is connected to the output of the integrating RC circuit, the input of which is the input of a synchronous filter that distinguishes so that, in order to reduce switching noise, between the output of the fourth key and the input 20 the house of the second key is switched on an inverting amplifier. 1515 Jw,Jw 4u(4u ( (л)(l) ТT ТT ii 22 Ъ Ш0B Sh0 WW Д il П О И П П И И П П jD il P O I P P I P P j ТаTa ШппппппппппгSchppppppppppg I II I I I тI I t -н- -n- 1one II QQ ПP . Фиг. 5. FIG. five QQ ПP tt ПP
SU874343442A 1987-12-14 1987-12-14 Synchronous filter SU1561199A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874343442A SU1561199A1 (en) 1987-12-14 1987-12-14 Synchronous filter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874343442A SU1561199A1 (en) 1987-12-14 1987-12-14 Synchronous filter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1561199A1 true SU1561199A1 (en) 1990-04-30

Family

ID=21342253

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU874343442A SU1561199A1 (en) 1987-12-14 1987-12-14 Synchronous filter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1561199A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР 1411925, кл. II 03 Н 19/00, 1986. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5388063A (en) Filter circuit with switchable finite impulse response and infinite impulse response filter characteristics
US4210872A (en) High pass switched capacitor filter section
JPS6329849B2 (en)
SU1561199A1 (en) Synchronous filter
JPS6410131B2 (en)
CA1157922A (en) Switched-capacitor elliptic filter
US5327092A (en) Switched capacitor filter circuit employing two switched capacitor filters
CA1238954A (en) Frequency comparator circuits
SU1506521A1 (en) Synchronous filter
JPS5836849B2 (en) switch capacitor filter
SU1336073A1 (en) Device for transmitting the telemetering signals
SU1727195A1 (en) Synchronous filter
SU1256152A1 (en) Synchronous filter
RU2810899C1 (en) Method for bandpass discrete analog filtering
SU1142888A1 (en) Synchronous rejection filter
SU1322422A1 (en) High-q tuneable filter
SU1160553A1 (en) Phase-shift keyer
SU1617667A1 (en) Device for receiving multiple-frequency signals
SU1167735A1 (en) Voltage-to-pulse rate converter
SU1133658A2 (en) Synchronous filter
SU1522348A1 (en) Device for compensating for reactive power
SU1381722A1 (en) Device for suppressing narrow-band interference
SU1621018A1 (en) Generator of discrete orthogonal polynomials
SU898592A1 (en) Digital filter
SU1660144A1 (en) Random time-interval sequence generator