Широкодиапазонный следящий фильтр

БОВ9 00ВВтсннм Q Д И С А Н И Е

Республик

282443

Зав".ñèìîå от авт. свидетельства ¹

Заявлено 19.11.1969 (№ 1311160/18-24) с присоединением заявки №

Кл. 21а4, 22/02

Комитет по делам:., Приоритет иаобретеиий и открытий при Совете йаиниотрое Опубликовано 28.1Х.1970. Бюллетень № 30

СССР

МПК Н 03g 5/16

Н 03h 7/10

УДК 621.318.057(088.8) Дата опубликования описания 28ХП.1971

Авторы изобретения

А. Д. Кочнов, Н. Н. Кудрявцев, В. М. Сасковец, Ю. и Е. А. Шапиро

Всесоюзный научно-исследовательский институт жел транспорта

Заявитель

ШИРОКОДИАПАЗОННЫЙ СЛЕДЯЩИЙ ФИЛЬТР

Изобретение относится к устройствам для проведения частотного анализа случайных процессов и может быть использовано для выделения частоты основного тона сигнала исследуемого процесса, например ускорения кузова вагона при определении показателя плавности хода.

Известны аналогичные фильтры. Однако они имеют недостаточную точность выделения сигнала частоты основного тона. Причиной этому является изменение полосы пропускания фильтра в зависимости от частоты настройки.

Кроме того, такие фильтры имеют постоянный коэффициент передачи.

Предложенный фильтр отличается от известных тем, что в нем в прямом тракте резонансного фильтра перед каждым интегратором включен блок умножения, вторые входы которых подключены к выходу следящего интегратора. EIa этот же выход через блок нелинейности подключен еще один блок умножения, второй вход которого соединен с выходом первого интегратора резонансного фильтра.

Это позволяет повысить точность настройки фильтра на частоту основного тона и изменять коэффициент передачи фильтра по заданному закону.

На фиг. приведена блок-схема предлагаемого фильтра; на фиг. 2 — принципиальная схема фильтра на элементах аналоговой вычислителыной техники.

Схема резонансного фильтра 1 второго порядка включает суммирующий усилитель 2, интеграторы 8 и 4 и инвертирующий усилитель 5. Схема 6 выделения знака сигнала построена на усилителе 7. В качестве органа сравнения фаз входного и выходного сигналов исполь уется блок 8 умножения. Испол10 нительный орган 9 включает следящий интегратор 10 и блоки 11 и 12 умножения, используемые для изменения коэффициентов перед интеграторами резонансного фильтра второго порядка. Устройство 13 автоматического изме15 пения коэффициента передачи фильтра (см. фиг. 1) сосгоит из блока 14 нелинейности (см. фиг, 2) с заданной характеристикой К() и блока 15 умножения выходного сигнала фильтра на коэффициент К(/ ).

20 Фильтр работает следующим образом.

Сигнал исследуемого процесса одновременно подается на вход 11 суммирующего усилителя 2, являющийся входом резонансного фильтра второго порядка, и на один из вхо25 дов блока 3 умножения.

Сигнал с выхода интегратора 4 преобразуется схемой б выделения знака и подается на второй вход блока 8 умножения. Здесь входной и выходной сигналы фильтра сравнива30 ются по фазе. В этом случае если они спн282443 (Риг. 1 фазны, напряжение на выходе следящего интегратора 10, вход которого соединен с выходом блока 8 умножения, остается практически постоянным. Если же имеется рассогласование фаз, напряжение на выходе следящего интегратора изменяется в ту или иную сторону до тех пор, пока рассогласование фаз не станет равным нулю.

Напряжение с выхода следящего интегратора 10 одновременно подается на входы блоков 11 и 12 умножения, стоящих в цепи резонансного фильтра второго порядка перед обоими интеграторами. В зависимости от величины этого напряжения изменяется сигнал в цепи интеграторов, т. е. автоматически изменяются коэффициенты перед обоими интеграторами одновременно, а значит и частота настройки фильтра. Ширина полосы пропуска ния фильтры при этом не изменяется, поскольку коэффициент передачи усилителя 2 по входу 1П, от величины которого зависит ширина полосы пропускания, остается неизменным.

Коэффициент передачи всей схемы самонастраивающегося фильтра может изменяться по заданному закону в зависимости от частоты настройки фильтра. Это достигается умножением (блок 15) выходного сигнала фильтра на коэффициент, зависящий от частоты настройки по заданному закону K(f), набранному на блоке 14 нелинейности. На вход блока нелинейности подается напряжение с выхода следящего интегратора 10, пропорциональное частоте яастройки фильтра.

Коэффициент передачи самонастраивающегося фильтра может быть постоянным, для этого выходной сигнал берется непосредственно с выхода интегратора 8.

Предмет изобретения

1. Широкодиапазонный следящий фильтр, содержащий резонансный фильтр второго порядка, выполненный в виде суммирующего усилителя и двух последовательно включенных за ним интеграторов, выходы которых подключены ко входам суммирующего усилителя, причем выход первого — через инвертирующий усилитель, а к выходу второго подключен вход схемы выделения знака, выход которой соединен с одним из входов блока умножения органа сравнения, второй вход которого соединен с входом устройства, а выход подключен к входу следящего интегратора исполнительного органа, отличающийся тем, что, с целью повышения точности настройки на частоту основного тона, в нем в прямом тракте резонансного фильтра перед каждым интегратором включен блок умножения, вторые

25 входы которых подключены к выходу следящего интегратора.

2. Фильтр по п. 1, отличающийся тем, что, с целью изменения коэффициента передачи следящего фильтра по заданному закону, в

30 нем установлены последовательно соединенные блок нелинейности, подключенный ко входу следящего интегратора, и блок умножения, второй вход которого соединен с выходом первого интегратора резонансного фильтра.

282443

Ч иг. 2

Составитель А. Неферов

Редактор М. Андреева Техред Е, Борисова Корректор Н. Рождественская

Заказ 2044(6 Изд. Хя 915 Тираж 473 Подписное

11НИИПИ Комитета по делам изобретений н открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5

Типография, пр. Сапунова, 2