SU1631708A1

SU1631708A1 - Синхронный фильтр высокого пор дка

Info

Publication number: SU1631708A1
Application number: SU884411796A
Authority: SU
Inventors: Вилен Васильевич Христич; Борис Иванович Хлабустин
Original assignee: Таганрогский радиотехнический институт им.В.Д.Калмыкова
Priority date: 1988-04-18
Filing date: 1988-04-18
Publication date: 1991-02-28

Abstract

Изобретение относитс к радиотехнике и может быть использовано в устройствах частотной селекции. Цель изобретени - расширение динамического диапазона и снижение уровн паразитной модул ции выходного напр жени Синхронный фильтр высокого пор дка содержит последовательно соединенные инвертирующее и неинвертирующее звень 1 и 2. Неинвертирующее звено 2 содержит операционный усилитель, шесть резисторов и переключаемый конденсаторный блок. Инвертирующее звено 1 содержит операционный усилитель, п ть резисторов и переключаемый конденсаторный блок, который содержит два конденсатора и шестнадцать ключей. Синхронный фильтр высокого пор дка благодар коммутации двух конденсаторов в переключаемом конденсаторном блоке и благодар обратным св з м имеет полосу пропускани вне частоты коммутации этих конденсаторов . 5 ил. Ј

Description

л

Вых

О

СО

VI о

00

Фиг.1

Изобретение относитс к радиотехнике и может быть использовано в устройствах частотной селекции.

Цель изобретени - расширение динамического диапазона и снижение уровн паразитной модул ции выходного напр жени .

На фиг. 1 приведена структурна схема синхронного фильтра высокого пор дка; на фиг, 2 - принципиальна электрическа схема неиивертирующего звена; на фиг. 3 - принципиальна электрическа схема инвертирующего звена; на фиг. 4 - принципиальна электрическа схема переключаемого конденсаторного блока; на фиг. 5 -- диаграммы.

Синхронный фильтр высокого пор дка содержит инвертирующее звено 1, неинвер- тирующее звено 2; каждое неинвертирующее звено 2 содержит первый операционный усилитель 3, первый резистор 4, второй резистор 5, третий резистор б, четвертый резистор 7, п тый резистор 8, шестой резистор 9, переключаемый конденсаторный блок 10.

Инвертирующее звено 1 содержит второй операционный усилитель 11, седьмой резистор 12, восьмой резистор 13, дев тый резистор 14 дес тый резистор 15, одиннадцатый резистор 15, переключаемый конденсаторный блок 10.

Переключаемый конденсаторный блок 10 содержит первый конденсатор 17, второй конденсатор 18, первый ключ 19, второй ключ 20, фетий ключ 21, четвертый ключ 22, п тый ключ 23, шестой ключ 24, седьмой ключ 25, восьмой ключ 26, дев тый ключ 27, дес тый ключ 28, одиннадцатый ключ 29, двенадцатый ключ 30, тринадцатый ключ 31, четырнадцатый ключ 32, п тнадцатый ключ 33, шестнадцатый ключ 34, распределитель импульсов 35 и тактовый генератор 36.

Синхронный фильтр высокого пор дка работает следующим образом.

В течение первой четверти периода коммутации Т (фиг, 5 а) замкнуты ключи 21, 28, 36 и 34 переключаемого конденсаторного блока 10, в результате чего первый конденсатор 17 оказываетс подключенным к первому и третьему выводам переключав мого конденсаторного блока 10, а второй конденсатор 18 подключен к второму и четвертому выводам переключаемого конденсаторного блока 10, в течение второй четверти периода коммутации Т (фиг, 5 б) за жнуты ключи 22, 29, 24 и 31, в результате чего первый конденсатор 17 подключен к второму и четвертому выводам переключаемого конденсаторного блока 10, а второй конденсатор 18 подключен к третьему и

й

-

первому выводам переключаемого конденсаторного блока 10. В течение второй половины периода коммутации Т (фиг. 5 в и г) сначала замыкаютс ключи 19, 25, 30 и 32,

5 затем замыкаютс ключи 20, 26, 27 и 33 в результате чего первый и второй конденсаторы 17 и 18 занимают те же позиции, что и в течение первой половины периода коммутации , с той лишь разницей, что они подклю10 чаютс к выводам переключаемого конденсаторного блока 10 другими своими выводами.

Поскольку конденсаторы переключаемого конденсаторного блока 10 в течение

15 периода (через четверть периода) переключаютс с одного участка цепи обратной св зи звена на другой участок, в петлю обратной св зи звена вноситс напр жение , задержанное на врем Т/4, в результа- 20 те чего по вл етс реактивна обратна св зь. Наличие реактивной обратной св зи смещает центральную частоту звеньев, а значит и всего фильтра, относительно частоты коммутации.

25 Приближенна эквивалентна функци передачи звена на частоте первого преобразовани имеет вид

г / f i

Fi(P) 30

35

PT + a + j(-1) / где дл схемы на фиг. 2.

П 2

К2 2

40

45

50

55

,, О VГЧЬ о

а 2р- ; @

Rs Rs

а дл схемы на фиг. 3 Risll Ru

/C1 К2

Ri2 + Risll Ru RiallRn

R15 +R12 II R14

Ri3 Ri3 +Ri2ll Risll RM

R12 И Rt5

a

Rl4 +«12 И R15

0 1

Rie .

Ris .

Ri3

r CRie; Rie .

Rw

Сдвиг частоты, как видно из выражени , дл Рад составл ет

АсУсдв -ЈЬ

Уменьшение сопротивлени резисторов 7 и 16 в схемах звеньев (фиг. 2 и 3) увеличивает смещение центральной частоты фильтра относительно частоты коммутации , в св зи с чем паразитный сигнал и комбинационные составл ющие входного

сигнала вывод тс из полосы пропускани фильтра и ослабл ютс фильтром. Это и объ сн ет больший динамический диапазон и меньший уровень паразитной модул ции предлагаемого устройства по сравнению с прототипом и аналогами. Ширина полосы пропускани фильтра определ етс величиной емкостей конденсаторов 17 и 18 и сопротивлений резисторов 5, 8, 6 и 16, 13. Резисторы 4, 9 и 12, 15 образуют сумматоры входных сигналов звеньев.

Поскольку паразитный сигнал расположен вне полосы пропускани фильтра, имеетс дополнительна возможность его ослаблени , что положительно сказываетс на динамическом диапазоне. С этой целью на выходе устройства (фиг. 1) может быть включен режекторный фильтр.

Паразитный сигнал, поступающий с выхода п-го звена на вход режекторного фильтра , практически полностью подавл етс последним. Чтобы коммутационные шумы самого режекторного фильтра не уменьшили динамический диапазон всего фильтра, сопротивление резисторов в режекторном фильтре должно быть достаточно малым. Примерно того же динамического диапазона можно было бы достичь без применени режекторного фильтра, если выбрать сопротивление резистора 7 (16) в n-ом звене таким же малым. При этом потребовались бы большие емкости конденсаторов в блоке 10 n-го звена, что нежелательно, поскольку большие емкости - это больший разброс их номиналов, а значит и больший уровень паразитной модул ции. Применение конденсаторов с большим разбросом номиналов ( в том числе электролитических) в режекторном фильтре не приводит к увеличению паразитной модул ции, поскольку полезный сигнал расположен далеко от полосы заграждени , где имеет место очень слабое вли ние емкостей конденсаторов режекторного фильтра как на АЧХ, так и на уровень паразитной модул ции.

Использование изобретени позвол ет увеличить динамический диапазон в 10-100 раз и уменьшить уровень паразитной модул ции в 3-20 раз в зависимости от пор дка фильтра и типа аппроксимирующей функции ,

Claims

Формула изобретени

Синхронный фильтр высокого пор дка, содержащий последовательно соединенные звень , при этом попарно соединенные звень выполнены инвертирующими и неинвертирующими , причем второй суммирующий вход каждого i-ro звена, кроме последнего, соединен с выходом (i + 1)-го звена, а первый вход инвертирующего первого звена вл етс входом синхронного фильтра высокого пор дка, отличающий- с тем, что, с целью расширени динамического диапазона и снижени уровн паразитной модул ции выходного напр жени , неинвертирующее звено выполнено в виде последовательно соединенных первого резистора , втрого резистора, первого операционного усилител , выход которого

0 вл етс выходом неинвертирующего звена и соединен с первыми выводами третьего и четвертого резисторов, второй вывод третьего резистора соединен с инвертирующим входом первого операционного усилител и

5 с первым выводом п того резистора, второй вывод которого соединен с общей шиной, второй вывод шестого резистора соединен с первым выводом второго резистора, первый, второй выводы переключаемого

0 конденсаторного блока соединены соответственно с вторым выводом второго резистора , общей шиной, а третий и четвертый выводы - с вторым выводом четвертого резистора , первые выводы первого и шестого

5 резисторов вл ютс первым и вторым суммирующими входами неинвертирующего звена, причем инвертирующее звено выполнено в виде последовательно соединенных седьмого и восьмого резисторов,

0 второго операционного усилител , выход которого вл етс выходом инвертирующего звена и соединен с первым выводом дев того резистора, второй вывод которого соединен с вторыми выводами седьмого и

5 дес того резисторов, первый и второй вывод переключаемого конденсаторного блока соединены соответственно с вторым выводом восьмого резистора и с первым выводом дев того резистора, а третий и чет0 вертый выводы переключаемого конденсаторного блока через одиннадцатый резистор соединены с общей шиной, к которой подключен неинвертирующий вход второго операционного /силител , при этом

5 переключаемый конденсаторный блок содержит первый и второй конденсаторы, первый , второй, третий, четвертый, п тый, шестой, седьмой, восьмой, дев тый, дес тый , одиннадцатый, двенадцатый, тринад0 цатый, четырнадцатый, п тнадцатый и шестнадцатый ключи, первый вывод первого конденсатора соединен с входами первого , второго третьего и четвертого ключей, второй вывод первого конденсатора соеди5 нен с входами п того, шестого, седьмого и

восьмого ключей, первый вывод второго

конденсатора соединен с входами дев того,

дес того, одиннадцатого и двенадцатого

ключей, второй вывод второго конденсатора

соединен с входами тринадцатого, четырнадцатого . п тнадцатого и шестнадцатого ключей, выходы первого, п того, дев того и тринадцатого ключей вл ютс первым выводом переключаемого конденсаторного блока, вторым выводом которого вл ютс выходы шестого, второго, дес того и четырнадцатого ключей, а выходы седьмого третьего , одиннадцатого и п тнадцатого ключей вл ютс третьим выводом переключаемого конденсаторного блока, четвертым выводом которого вл ютс выходы восьмого, шестнадцатого, четвертого и двенадцатого ключей, а входы управлени третьего, п тоФиг .1

А/ /2 дх.2 15

Фиг.З

0

го, дес того и шестнадцатого ключей соединены с первым входом распределител импульсов , второй выход которого соединен с входами управлени четвертого, шестого одиннадцатого и тринадцатого ключей, входы управлени первого, седьмого, двенадцатого и четырнадцатого ключей соединены с третьим выходом распределител импульсов , а его четвертый выход соединен с входами управлени второго, восьмого, дев того и п тнадцатого ключей, причем вход распределител импульсов соединен с выходом тактового генератора.

Выл

0

ФигА