SU1737705A1 - Режекторный фильтр - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радиотехнике и измерительной технике и может быть использовано при изменении коэффициента гармоник. Цель изобретени  - расширение полосы подавлени  и уменьшение неравномерности АЧХ в полосе пропускани . Ре- жекторныйфильтрсодержит алгебраический сумматор 1, фазосдвигаю- щую цепь 2, выполненную в виде моста Вина , дифференциальный усилитель 3, цепь 4 обратной св зи и дополнительную цепь 5 обратной св зи. Работа режекторного фильтра основана на балансе сигналов в фазос- двигающей цепи, представл ющей собой мост Вина. 2 ил,

Description

Изобретение относитс  к радиотехнике и измерительной технике и может быть использовано при измерении коэффициента гармоник.

Известны режекторные фильтры второго пор дка на основе 2Т- моста (см. а. с. СССР № 1197059, кл. Н 03 11/12, пат. ФРГ №3345718, кл. Н 03 11/12; Мошиц Г., Хорн П. Проектирование активных фильтров. - М.: Мир, 1984, с. 68; Хьюлсман Л. П., Активные фильтры. - М.: Мир, 1972, с. 29), недостатком которых  вл етс  необходимость переключени  не менее трех элементов (резисторов или конденсаторов) при перестройке частоты режекции.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному  вл етс  режектор- ный фильтр, содержащий последовательно соединенные сумматор, предварительный усилитель, мост Вина, усилитель гармоник, выход которого  вл етс  выходом устройства и через цепь обратной св зи подключен к первому входу сумматора, второй вход которого  вл етс  входом устройства (см. Измеритель нелинейных искажений автоматический цифровой С6-8. Техническое описание и инструкци  по эксплуатации ЕЯ2.770.020.ТО, 1983, с. 23 - 25).

Недостатком такого фильтра  вл етс  то, что частота полюса передаточной функции совпадает с частотой нул  (частотой режекции ), поэтому амплитудно-частотна  характеристика (АЧХ)фильтра  вл етс  симметричной функцией относительно частоты режекции. В результате дл  уменьшени  неравномерности АЧХ в полосе пропускани  увеличивают добротность полюса, и, как следствие, резко сужаетс  полоса подавлени  в окрестности частоты режекции и, наоборот , при расширении полосы подавлени  увеличиваетс  неравномерность АЧХ в полосе пропускани . Таким образом, при использовании таких фильтров в измерител х нелинейных искажений (измерител х коэффициента гармоник) дл  эффективного подавлени  первой гармоники и сохранени 

СО

с

СА VI

3

СП

высокой точности преобразовани  высших гармоник соедин ют последовательно несколько таких фильтров, что приводит к существенному увеличению аппаратурных затрат,

Цель изобретени  - расширение полосы подавлени  и уменьшение неравномерности АЧХ в полосе пропускани .

Поставленна  цель достигаетс  благодар  тому, что в режекторный фильтр, со- держащий последовательно соединенные алгебраический сумматор, первый вход которого  вл етс  входом режекторногофильтра , мост Вина, одна диагональ которого соединена соответственно с выходом алгеб- раического сумматора и общей шиной, а втора  диагональ соединена с входами дифференциального усилител , выход которого через цепь обратной св зи соединен с вторым входом алгебраического сумматора, точка соединени  резистора и конденсато- оз в последовательной RC-цепи моста Вина соединена через дополнительную цепь обратной св зи с третьим входом алгебраического сумматора.

На фиг. 1 представлена структурна  схема режекторного фильтра; на фиг. 2 - принципиальна  схема режекторного фильтра на операционных усилител х с первым вариантом моста Вина; на фиг. 3 - принци- пиальна  схема режекторного фильтра на операционных усилител х со вторым вариантом моста Вина; на фиг. 4 - амплитудно- частотные характеристики фильтров.

Режекторный фильтр (см. фиг. 1) содер- жит последовательно соединенные алгебраический сумматор 1, первый вход которого  вл етс  входом устройства, мост Вина 2, одна диагональ (г, б - дл  первого варианта моста Вина и б, г - дл  второго варианта моста Вина) которого соединена соответственно с выходом алгебраического сумматора 1 и общей шиной, а друга  диагональ a, b соединена с входом дифференциального усилител  3, выход которого через цепь 4 обратной св зи соединен с вторым входом алгебраического сумматора 1. Точка соединени  а резистора и конденсатора в последовательной RC-цепи моста Вина 2 соединена через дополнительную цепь 5 обратной св зи с третьим входом алгебраического сумматора 1.

При реализации режекторного фильтра на операционных усилител х (У) (см. фиг. 2 и 3} У - алгебраический сумматор 1, - цепь 4 обратной св зи, Уз-дифференциаль- ный усилитель 3, У2, Из - дополнительна  цепь 5 обратной св зи.

Передаточна  функци  предлагаемого фильтра имеет вид

+ йД

Р2 +

4Ь-п+йй

Q

и соответствует передаточной функции режекторного фильтра второго пор дка общего вида. Модуль комплексного коэффициента передачи, т, е. амплитудно-частотна  характеристика

о

О)

0)0 Ш

СОр

гзпт

Q

-йг

Ып

O.JP О)

(1)

Параметры К0, Q, 0)0 , определ ющие вид АЧХ дл  прототипа и двух вариантов предлагаемого фильтра, представлены в табл.1.

Из табл. 1 видно, что дл  фильтра-прототипа О)р Ш0 - - , т. е. полюс и нуль

совпадают, поэтому АЧХ имеет вид, представленный на фиг. 4 (крива  а), где максимальна  погрешность уМакс в полосе пропускани  высших гармоник дл  такого фильтра имеет место на частоте второй гармоники . Дл  предлагаемого фильтра (оба варианта)

СОр Ш0)

поэтому можно получить такую АЧХ режекторного фильтра (линии 2, 3), чтобы погрешность на частоте второй гармоники 2uJ0 равн лась нулю и при этом максимальна  погрешность умакс в полосе пропускани  высших гармоник оказываетс  приблизительно на частоте 2, 6 0)0 , а ее значение меньше, чем у прототипа при одновременном расширении полосы подавлени  Ai) (крива  б), или при сохранении полосы подавлени  увеличиваетс  подавление первой гармоники (уменьшаетс  значение К ( АУ ) коэффициента передачи в полосе подавлени ) (крива  в). Это подтверждаетс  результатами расчетов АЧХ по формуле (1), приведенными в табл. 2.

Например, погрешность умакс в полосе пропускани  высших гармоник дл  АЧХ в по сравнению с АЧХ а (прототип) в 16 раз меньше при одинаковых полосах подавлени . Или, например, погрешность умакс дл  АЧХ б в 3,5 раза меньше и одновременно в 2 раза расшир етс  полоса подавлени  Aw

Claims (1)

1. (или при фиксированной полосе подавлени  - в два раза увеличиваетс  подавление в этой полосе первой гармоники). Формула изобретени  Режекторный фильтр, содержащий последовательно соединенные алгебраический сумматор, первый вход которого  вл етс  входом режекторного фильтра, мост Вина, одна диагональ которого соединена соответственно с выходом алгебраического сумматора и общей шиной, в друга  диагональ соединена с входами дифферен0

   циального усилител , выход которого через цепь обратной св зи соединен с вторым входом алгебраического сумматора, о т л и чающийс  тем, что, с целью расширени  полосы подавлени  и уменьшени  неравномерности амплитудно-частотной характери- стики в полосе пропускани , точка соединени  резистора и конденсатора в последовательной RC-цепи моста Вина соединена через дополнительную цепь обратной св зи с третьим входом алгебраического сумматора.

   ufe y ,T RCдл  всех фильтров.

   Таблица 1

   15

   Таблица 2

   /

   щ

   Фиг. 2

   fix. L

   Вых.

   0U3.J

   1

   s

   te

   J§8 Q