Синхронный фильтр

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение входного сопротивления и добротности. Синхронный фильтр содержит резистор 1, конденсатор 2, усилитель 3, ключи 4, 5 и 6, последовательные цепочки 7, состоящие каждая из накопительного конденсатора 8 и ключа 9, блок управления 10, тактовый генератор 11 и инвертор 12. В синхронном фильтре ключи 9 поочередно подключают конденсаторы 8 к общей шине. Таким образом происходит эффективное накопление соответствующих частей периода входного сигнала на конденсаторах 8. Это обеспечивает получение узкополосного фильтра, на выходе которого выделяется сигнал с частотой, равной частоте коммутации ключей 9. Цель достигается введением ключа 6, с помощью которого выходное сопротивление источника сигнала не оказывает влияния на работу фильтра. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) .

А1 (511 4 Н 03 Н 19/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ с ф

ГОСУДАРСТВЕННЬЮ КОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИИФ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4209023/24-09 (22) 10. 12. 86 (46) 07.09.89. Бюл. И ЗЗ (71) Омский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) Ф.В.Чегодаев (53) 621.372.543.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 881988, кл. Н 03 Н 19/00, 1979. (54) СИНХРОННЫЙ ФИЛЬТР (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения— повьппение входного сопротивления и добротности. Синхронный фильтр содержит резистор 1, конденсатор 2, усилитель 3, ключи 4, 5 и 6, последователь2 ные цепочки 7, состоящие каждая из накопительного конденсатора 8 и ключа 9, блок управления 1О, тактовый генератор 11 и инвертор 12. В синхронном фильтре ключи 9 поочередно подключают конденсаторы 8 к общей шине.

Таким образом происходит эффективное накопление соответствующих частей периода входного сигнала на конденсаторах 8. Это обеспечивает получение узкополосного фильтра, на выходе которого выделяется сигнал с частотой, равной частоте коммутации ключей 9 °

Цель достигается введением ключа 6, с помощью которого выходное сопротивление источника сигнала не оказывает влияния на работу фильтра. 2 ил.

3 1506521

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах частотной селекции.

Цель изобретения — повышение вход5 ного сопротивления и добростности.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема фильтра; на фиг. 2 (а,б,в,г,д), — эпюры напряжений в харектерных точках синхронно- 10 го фильтра.

Синхронный фильтр содержит резистор 1, конденсатор 2, усилитель 3, первый ключ 4, второй ключ 5, третий ключ 6, N последовательных цепочек 7, содержащих накопительный конденсатор

8 и ключ 9. блок 10 управления, так— товый генератор 11, инвертор 12.

Синхронный фильтр работает следующим образом. 20

Предположим, что емкость конденсатора 2 много меньше емкостей накопительных конденсаторов 8, длительность импульсов управления первого ключа4(фиг.

2б) много больше длительности импуль- 25 сов управления второго ключа 5 (фиг, 2а), коэффициент 3 усиления близок к единице (реальный повторитель напряжения), входное сопротивление усилителя 3 бесконечно велико, а выходное бесконечно мало.

Синхронные 9 ключи поочередно подключают накопительные конденсаторы 8 к общей шине. Синхронный фильтр выделяет сигнал с частотой, равной часто- 35 те коммутации ключей 9. Рассмотрим процесс формирования напряжения, например, на первом накопительном конденсаторе 8, полагая, что частоты включения первого ключа 9 и частоты 40 входного сигнала равны. Предположим, что в первый момент накопительный конденсатор 8 разряжен, а конденсатор 2 имеет какой-либо заряд. В начале такта оДновременно открываются второй и 45 третий ключи 5 и 6 и первый ключ 9; первый ключ 4 заперт. Конденсатор 2 оказывается подключенным параллельно первому накопительному конденсатору

8 и напряжение на нем очень быстро станет равным напряжению на конденсаторе 2 ° Так как емкость накопительного конденсатора 8 много больше емкости конденсатора 2, то можно считать, что напряжения на них равны нулю. Источник сигнала в течение времени открытого состояния третьего ключа 6 нагружен на резистор 1. Спустя время йц, достаточное для полного разряда конденсатора 2, второй ключ 5 и третий ключ 6 закрываются, а первый ключ 4 открывается, при этом ключ 9 остается открытым до конца такта в течение времени t Âõîä усилителя 3 оказывается подключенным к входному сигналу через последовательно соединенные резистор 1 и конденсатор 2. Так как входное сопротивление усилителя 3 бесконечно велико, то напряжение на конденсаторе 2 не изменяется, т.е. остается равным нулю независимо от значения входного сигнала. Напряжение на накопительном конденсаторе 8 меняется так же, как и входной сигнал. В момент размыкания ключа 9 в конце такта на накопительном конденсаторе 8 запоминается напряжение, равное изменению входного сигнала за время t „ . После этого поочередно запоминают изменения сигнала остальные накопительные конденсаторы 8, но от других частей его периода. Спустя полный цикл коммутации ключей 9 вновь открываются второй и третий ключи 5 и первый синхронный ключ 4. На конденсаторе 2 напряжение становится равным напряжению на первом накопительном 8 конденсаторе, т.е. на нем восстанавливается преды- дущее значение изменения входного сигнала. После этого второй и третий ключи 4 и 5 запираются, открывается первый ключ 4 и в течение времени усилитель 3 вновь подключен к входному сигналу через резистор 1 и конденсатор 2 °

Через открытый ключ 4 на первом накопительном конденсаторе 8 вновь передается изменение входного сигнала. Если коммутации и период входного сигнала равны, то в конце такта напряжение на накопительном конденсаторе 8 станет равным двум приращениям входного напряжения (изменениям), Напряжение же на конденсаторе

2 не изменится из-за большого входного сопротивления усилителя 3 Аналогичная картина будет и в последующих тактах, а также на всех остальных н, копительных 8 конденсаторах. Таким образом, происходит эффективное накопление соответствующих частей периода входного сигнала на» накопительных конденсаторах 8, т.е. получаем узкополосный фильтр.

Наличие резистора R необходимо для ограничения входного тока в мо1506 д) Составитель Ю.Чернышев

Редактор С.Патрушева Техред М.Ходанич Корректор Т.Палий

Заказ 5445/54 Тираж 884 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прй ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

5 мент замыкания третьего ключа 6, если выходное сопротивление источника сигнала окажется малым.

Использование дополнительного клю5 ча и резистора выгодно отличает предлагаемый фильтр от известных, так как выходное сопротивление источника сигнала не оказывает влияния на рабо= ту фильтра и таким образом входное 10 сопротивление фильтра и его добротность повышаются.

Формула и э обре т е н и я

Синхронный фильтр, содержащий последовательно соединенные резистор, первый вывод которого является входом синхронного фильтра, и конденса тор, последовательно соединенные тактовый генератор, выход которого подключен к входу инвертора, и блок управления, N параллельных цепей, состоящих каждая иэ последовательно соеди521 6 ненных накопит льного конденсатора и ключа, к управляющим входам которых подключены соответствующие выходы блока управления, причем первые выводы

N накопительных конденсаторов подключены к выходу первого ключа и являются выходом синхронного фильтра, и к входу второго ключа, выход которого подключен к входу усилителя, выход которого подключен к входу первого ключа, к управляющему входу которого подключен выход инвертора,. вход которого подключен к управляющему входу второго ключа, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с .целью повышения входного сопротивления и добротности, введен третий ключ, вход которого подключен к второму выводу резистора, выход — к общей шине, вход управления— к входу управления второго ключа, а второй вывод конденсатора подключен к входу усилителя.