Автогенераторний слідкувальний фільтр

Автогенераторний слідкувальний фільтр, що містить масштабний підсилювач, перетворювач напруга-стр ум та синхронізований автогенератор, який відрізняється тим, що в нього введений блок формування зворотного зв'язку, причому зовнішній сигнал подається на перший вхід блока формування зворотного зв'язку, ви хід якого під 3 25369 4 гармонійних складових якого нижчий. В результаті Оскільки смуга захоплення і стеження стежацього виходить безпосередній сигнал синхронізачого фільтра така, що туди одночасно можуть поції, у якого рівень вищи х гармонійних складових трапити тільки перша і друга гармоніки, то інші нижчий, ніж у зовнішнього сигналу синхронізації, можна усун ути за допомогою фільтрів з фіксоваале вище ніж у сигналу синхронізованого автогеною смугою пропускання. Де покращує роботу нератора. Синхронізацією коливань автогенератопристрою. З цією метою смугові фільтри і включені ра безпосереднім сигналом синхронізації і досягадо складу блока формування зворотного зв'язку. ється зменшення рівня вищих гармонійних Призначення автогенераторного стежачого фільтскладових сигналу синхронізованого автогенерара зменшити рівень другої гармонічної складової. тора в порівнянні з автогенераторним стежачим Припустимо, що сигнал синхронізованого авфільтром без блока формування зворотного зв'язтогенератора на виході смугового фільтра 1 опику. сується виразом Поставлене завдання = A1 cos(wc t + j1 ) + A 2 cos(2wct + j2 ) , а зовнішній вирішується тим, що в u0 автогенераторний слідкувальний фільтр, який міссигнал синхронізації після проходження смугового тить масштабний підсилювач, перетворювач нафільтра 6 має вигляд пруга-струм та синхронізований на основному тоні = A c1 cos(wct + jc1) + A c2 cos(2wct + jc 2 ) . Відпоuc одноконтурный LC, - автогенератор, згідно корисвідно до алгоритму формування зворотного зв'язку ної моделі, введений блок формування зворотного зводимо сигнал синхронізованого автогенератора зв'язку, вихід якого пов'язаний з входом перетвов квадрат (пристрій 2) і усуваємо постійну складорювача напруга - струм, а другий вхід підключений ву і третю і четверту гармоніки за допомогою смудо виходу автогенератора. гового фільтра 3. Отримуємо Зовнішній сигнал синхронізації подається на перший вхід блока формування зворотного зв'язку, é1 ù A u¢ = A 12 ê cos(2wct + 2j1) + 2 cos(wc t + j2 - j1)ú а сигнал синхронізованого автогенератора, який є 2 A1 ë û сигналом зворотного зв'язку, подається на його Ці члени перемножуються з сигналом синхронізадругий вхід. Блок формування зворотного зв'язку ції в помножувачі 4. Постійні члени і гармонійні містить послідовно сполучені перший смуговий складові вище другої віддаляються смуговим фіфільтр, пристрій піднесення до квадрата, другий льтром 5. Тоді співвідношення для безпосередсмуговий фільтр, помножувач, третій смуговий нього сигналу синхронізації автогенератора, після фільтр, а також послідовно сполучені четвертий нескладних перетворень, приймає вигляд смуговий фільтр та другий масштабний підсилювач, причому вхід останнього є першим входом uc¢ = Ac1¢ cosæ wct + jc1¢ ö + Ac 2¢ cosæ 2wc t + jc2¢ ö ç ÷ ç ÷ блока формування зворотного зв'язку, а вихід четè ø è ø вертого смугового фільтра з'єднай з другим входе дом помножувача, вхід першого смугового фільтра 2 1 æ 1 Ac 2 A 2 ö æ 1 Ac 2 A 2 ö ¢ ÷ +ç ÷ cos[(j1 - jc 1)+ (j 2 - jc 2 )] Ac 1 = A12Ac 1 +ç є другим входом блока формування зворотного 16 ç 2 Ac1 A1 ÷ ç 4 Ac1 A1 ÷ è ø è ø зв'язку. Автогенераторний слідкувальний фільтр, в амплітуда першої гармоніки, jc1¢ її фаза, яка заякий введений блок формування зворотного зв'яз1 A2 ку, ви хід якого підключений до входу масштабного лежить від багатьох факторів, Ac 2¢ = A12 Ac1 , 2 A1 підсилювача, а другий вхід пов'язаний з виходом автогенератора дозволяє понизити рівень вищих jc 2¢ = jc1 + j2 - j1 амплітуда і фаза другої гармогармонійних складових вихідного сигналу фільтра. ніки. На Фіг.1 зображена структурна схема автогеІнтерес представляє величина амплітуди друнераторного стежачого фільтра. гої гармоніки в порівнянні з першою. Для оцінки На Фіг.2 зображена структурна схема блока цього параметра введемо відношення формування зворотного зв'язку. 1 A2 Суть корисної моделі пояснюється ілюстраціA c 2¢ 2 A1 ями, Фіг.1 і Фіг.2. = 2 A c1¢ Автогенераторний слідкувальний фільтр скла1 æ 1 A c 2 A 2 ö æ 1 Ac 2 A 2 ö ÷ +ç ÷ cos [(j1 - jc 1) + (j 2 - j c 2 )] +ç дається з послідовно сполучених блока форму16 ç 2 A c 1 A 1 ÷ ç 4 A c 1 A 1 ÷ è ø è ø вання зворотного зв'язку 1, масштабного підсилювача 2, перетворювача напруга - струм 3 і Визначимо найменше значення, яке може автогенератора 4. Блок формування зворотного прийняти це відношення. Очевидно, що значення зв'язку містить послідовно сполучені смуговий тригонометричної функції в цьому випадку повифільтр 1 пристрій піднесення до квадрата 2, смунне дорівнювати своєму максимуму - одиниці. Тоговий фільтр 3, помножувач 4, см уговий фільтр 5, ді, після нескладних перетворень, отримуємо а також послідовно сполучені смуговий фільтр 6 та A масштабний підсилювач 7 причому вхід останньо2 2 æ A ¢ö A1 го є першим входом блока формування зворотного ç c2 ÷ = . ç ¢÷ зв'язку, а ви хід смугового фільтра 6 з'єднай з друA c2 A 2 ö Ac1 ø min æ è ç1 + 2 ÷ гим входом помножувача, вхід першого смугового ç A c1 A1 ÷ è ø фільтра 1 є другим входом блока формування зворотного зв'язку. Пристрій працює таким чином. 5 25369 6 Максимум даного співвідношення відповідає значенню тригонометричної функції рівному -1. Підставляючи його, маємо A 2 2 æA ¢ö A1 ç c2 ÷ = . ç ¢÷ æ A c 2 A2 ö è Ac1 ømax ç 1 - 2 ÷ ç A c1 A 1 ÷ è ø Неважко помітити, що знаменники отриманих виразів позитивні і в другому випадку він декілька менше одиниці, оскільки, Ac 2 / Ac1á1a , A 2 / A1áá1, а в першому дещо більше одиниці. Отже, значення відносної амплітуди другої гармонійної складової безпосереднього сигналу синхронізації автогенератора може мінятися залежно від фазових співвідношень, що склалися, від величини декілька більшої подвоєної відносної амплітуди другої гармонійної складової сигналу синхронізованого автогенератора до величини декілька меншої її, яка значно менше одиниці. Далі безпосередній сигнал синхронізації u ¢ безпосередній сигнал синхронізації, зменшується вплив другої гармонійної складової зовнішнього сигналу синхронізації. Ця обставина приводить до зменшення другої гармонійної складової у ви хідному сигналі автогенератора. Оскільки найбільший інтерес представляє відносний вміст другої гармонійної складової в сигналі синхронізованого автогенератора, то відповідна залежність приведена у вигляді відношення амплітуди другої гармоніки цього сигналу до першої. Вираз для відносної величини другої гармонійної складової має вигляд перетворюється у струм в перетворювачі напруга струм (маємо ¢ I ¢ cosæ w t + j ¢ ö + I ¢ cosæ2w t + j ¢ ö і постуIc ç c ç c c1 c1 ÷ c2 c2 ÷ è ø è ø пає в контур автогенератора для синхронізації коливань. Максимальна відносна величина другої гармонійної складової безпосереднього сигналу синхронізації прямо пропорційна відносній величині другої гармонійної складової сигналу автогенератора і може бути зроблена менше відносної величини однойменної гармоніки зовнішнього сигналу синхронізації. Для цього необхідно, щоб відносна величина другої гармонійної складової сигналу автогенератора була достатньо малою, що і виконується на практиці. Таким чином, в результаті виконання послідовності операцій, що формує bуА 10 + 2 A2 =e A1 2 Ic2 ¢ ö ÷ - 4b КR I ¢ cosæ 2j - j ¢ ö ç 1 c2 ÷ è ø a уА10 ÷ a c2 ø æ (bуА10 )2 + ç 2 КR ç è 2 [ ( æ w0 wc ö 2 ç ÷ ç w - 4 w ÷ + 2e 1 - 2у c 0 ø è )] 2 Максимальне значення дане відношення приймає при 2j - j ¢ = p . 1 c с2 КR Ic2¢ a уА 10 æ A2 ö ç =e . çA ÷ ÷ 2 è 1 ømax 2 æ w0 wс ö 2 ç ÷ ç w - 4 w ÷ + 2e 1 - 2у 0 ø è с Легко бачити, що чим менше амплітуда другої гармоніки безпосереднього сигналу синхронізації I ¢ тим менше амплітуда другої гармоніки сигналу [ ( )] c2 синхронізованого автогенератора. Таким чином, пропонований автогенераторний слідкувальний фільтр дозволяє значно зменшити рівень вищих гармонійних складових вихідного сигналу в порівнянні з найближчим аналогом. 7 Комп’ютерна в ерстка Г. Паяльніков 25369 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601