SU884082A1 - Управл емый фильтр - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к радиотехнике и может быть использовано дл  выделени  полезной низкочастотной составл ющей измереннь1х сигналов. Известно сглаживаклцее устройство дл  выделени  полезной составл ющей измеренного сигнала, содержащее источ ник переменного, например, гармоничес кого сигнала, последовательно соединенные суммирующий усилитель и два интегратора, выходы которых подключены к входам суммирующего у-.илител , а выход источника переменного сигнала соединен с дополки)-ельным входом суммирующего усилител  1J. Недостатком данного устройства  вл етс  низка  точность выделени  сигнала . Известен также управл емый фильтр, содержащий ограничитель уровн  сигнала , два иитсгратор , гт сштабиый усилитель , элемент сравнени , первый вход которого подключен ко входу устройства , а выход - через ограничитель Уровн  сигнала ко входу первого интегратора , выход которого подключен к выходу устройства, к второму входу элемента сравнени  и, через второй интег ратор и масштабный усилитель, к ограничителю уровн  сигнала. При коммутации напр жени  силовой сети в течение короткого промежутка времени происходит внезапное падение напр жени , в элементе сравнени  вырабатываетс  переходной сигнал, который подаетс  на вход ограничител  уровн  сигнала. Ограничитель уровн  сигнала ограничивает входной сигнал первого интегратора до величины приблизительно равной уровню напр жени  без помех. После интегрировани  в интеграторе падение напр жени  на выходе сглаживающего устройства мало относительно изменерш  напр жени  на входе. Таким образом, сглаживающее устройство уменьшает вли ние как помех типа выбросов , характеризующихс  кратковременным измене1шем сигнала на входе устронства на значительную величину, так и обычных помех, распределенных, например, по нормальному закону 2. Недостатком известного устройства  вл етс  низка  точность выделени  полезного сигнала в случае, когда статистические и структурные свойства полезного сигнала и помехи измен ютс  . Настроечные же параметры сглаживающего устройства, к которым относ т с  посто нна  времени интегрировани  Т первого интегратора и величина . ограничивающего напр жени  ограничител  сигнала, определ ютс  при фиксированных указанных свойствах сигнала . Цель изобретений - повьшение точности выделени  полезного сигнала. Дл  достижени  дели в управл емый фильтр, содержащий последовательно включенные элемент сравнени , ограни читель и первый интегратор, выход ко торого соединен с другим входом элемента сравнени , масштабный усилител и второй интегратор, введены дополни тельньй элемент сравнени , детектор знака, квадратор, дополнительный мас табный усилитель и сумматоры, при этом между выходом элемента сравнени  и входом второго интегратора вкл чены последовательно детектор знака и дополнительный элемент сравнени , выход второго интегратора соединен с другим входом дополнительного элемен та сравнени  и входом квадратора, выход которого подключен к дополнительному входу ограничител  через по следовательно соединенные масштабный усилитель и первый сумматор и к дополнительному входу первого интегратора через последовательно соединенные дополнительный масштабный усилитель и второй сумматор, причем друго вход каждого из сумматоров подключен к источнику сигнала посто нной величины , На чертеже представлена структурна  электрическа  схема управл емого фильтра. Сглаживающее устройство содержит первый элемент I сравнени , первый вход которого подключен ко входу уст ройства, а выход - через ограничител 2 ко входу первого интегратора 3, со единенный выходом со вторым входом элемента 1 сравнени  и с выходом уст ройства. Вход детектора знака 4 подключен к выходу первого элемента 1 сравнейи , а выход - к первому входу ополнительного элемента 5 сравнени , ыход которого соединен с входом втоого интегратора 6, выход которого одключен к второму входу дополнителього элемента 5 сравнени  и к входу вадратора 7. Выход последнего подлючен К входам двух масштабных усилиелей 8 и 9. Выход первого масштабноо усилител  8 соединен с первым вхоом первого сумматора 10, второй вход оторого св зан с источником сигнала осто нной величины, а-выход - с доолнительным входом ограничител  2. ыход дополнительного масштабного силител  9 соединен с первым входом торого сумматора 11, второй вход коорого св зан с источником сигнала осто нной величины, а выход - с доолнительным входом первого интеграора 3. Устройство работает следующим образом . Входной сигнал поступает на вход первого элемента 1 сравнени , в котором иэ него вычитаетс  выходной cfcrнал устройства, и получаема  разность (t) поступает на вход ограничител  2 и на вход детектора знака 4. Если (t) превьшает величину ограничивающего напр же ш  ограничител  2, то в ограничителе 2 он ограничиваетс  до этой величины. Это можно представить выражением гр, при , (t) (t), при ,при а)5-Э, где (t) - выходной сигнал ограничител ; - величина ограничивающего напр жени . Ограничитель 2 может быть реализован, например, с помощью операционного усилител  в режиме насыщени . Сигнал (t) с выхода ограничител  2 поступает на вход интегратора 3, выполненного , например, с помощью операционного усилител  с емкостной отрицательной обратной св зью. На выходе интегратора 3 получаетс  сглаженный сигнал, который и поступает на выход устройства . Все остальные блоки управл емого фильтра предназначены дл  адаптации его настроек величины ограничивающего напр жени  р ограничител  2 и посто нной времени интегрировани  Т, интегратора 3. Сигнал с выхода детектора знака 4, равный -ь или -1 в зависимог.ти от

знака сигнала (t) , поступающего на вход детектора знака 4 с выхода элемента 1 сравнени , поступает на первый вход дополнительного элемента 5 сравнени , в котором от него вьгштаетс  выходной сигнал второго интегратора 6, и разность поступает на вход этого же интегратора. Таким образом, на выходе интегратора 6 получаетс  сглаженный сигнал от детектора знака 4. С выхода интегратора 6 сигнал через квадратор 7, в котором он возводитс  в квадрат, поступает на входы двух масштабных усилителей 8 и 9, где производитс  умножение сигнала на коэффициенты К, и К.

Выходной сигнал масштабного усилител  8 суммируетс  в первом сумматоре 10 с посто нным сигналом к поступает на дополнительный вход ограничител  2, задава  величину ограничивающего напр жени 

Выходной сигнал дополнительного масштабного усилител  9 суммируетс  во втором сумматоре 11 с посто нным сигналом Т° и поступает на дополнительный вход интегратора 3, задава  величину посто нной времени интегрировани  Т, этого интегратора.

Посто нна  времени интегрировани  Т2 интегратора 6, масштабные коэффициенты К, и К масштабных усилителей сигналы ро и Т° определ ютс  экспериментально в зависимости от свойств полезного сигнала и помехи. В частности , величины сигналов ° и Т выбираютс  при минимальной частоте полезного сигнала и минимальной величине помех.

Таким образом, в результате введени  новых элементов обеспечено повышение точности выделени  полезного сигнала на фоне помех.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 321797, кл. G 05 В 5/01, 1970.

2.Патент Англии № 1469605, кл. Н 3 N, 1977 (прототип).