АМПЛИТУДНЫЙ ФИЛЬТР
AMPLITUDE FILTER

Изобретение относится к автоматике и аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для построения функциональных узлов аналоговых вычислительных машин, средств автоматического регулирования и управления, аналоговых процессоров и др.
Известны амплитудные фильтры (см., например, фиг.1а в описании изобретения к авт.св. СССР 1288724, кл. G06G 7/25, 1987 г.), которые выполняют режекторную фильтрацию уровней аналогового сигнала.
К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных амплитудных фильтров, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не выполняется селекторная фильтрация уровней аналогового сигнала.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип амплитудный фильтр (патент РФ 2144258, кл. G06G 7/25, 2000 г.), который содержит дифференциальные компараторы, ключи, булевый элемент исключающее или и выполняет режекторную либо селекторную фильтрацию уровней аналогового сигнала.
К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относятся большие аппаратурные затраты.
Техническим результатом изобретения является уменьшение аппаратурных затрат при сохранении функциональных возможностей прототипа.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в амплитудном фильтре, содержащем первый, третий ключи, выполненные замыкающими, второй ключ, выполненный размыкающим, первый дифференциальный компаратор, подсоединенный выходом к управляющему входу первого и второго ключей, второй дифференциальный компаратор и булевый элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, подсоединенный вторым входом к входу управления амплитудного фильтра, информационный, второй настроечный входы и выход которого соединены соответственно с неинвертирующим, инвертирующим входами второго дифференциального компаратора и выходом третьего ключа, особенность заключается в том, что выход второго дифференциального компаратора соединен с входом второго ключа, а вход третьего ключа соединен с инвертирующим входом первого дифференциального компаратора и информационным входом амплитудного фильтра, подсоединенного первым настроечным входом к неинвертирующему входу первого дифференциального компаратора, выход которого соединен с входом первого ключа, подсоединенного выходом к выходу второго ключа и первому входу булевого элемента исключающее или, выход которого соединен с управляющим входом третьего ключа.
На фиг.1 представлена схема предлагаемого амплитудного фильтра. На фиг.2 и фиг.3 изображены графики воспроизводимых им функций.
1
2
1
2
3
1
1
2
i
3
1
2
1
2
<mrow><msub><mn>2</mn><mi>i</mi></msub><mo>=</mo><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mo>=</mo><mover><mrow><mn>1</mn><mo>,</mo><mn>2</mn></mrow><mrow><mo>_</mo><mo>_</mo><mo>_</mo></mrow></mover><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
Амплитудный фильтр содержит первый и второй дифференциальные компараторы 1 и 1, первый ключ 2, выполненный замыкающим, второй ключ 2, выполненный размыкающим, третий ключ 2, выполненный замыкающим, и булевый элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3, причем выход компаратора 1 соединен с управляющим входом ключей 2 и 2, а вход и выход ключа
соединены соответственно с выходом компаратора 1 и первым входом элемента 3, подсоединенного вторым входом и выходом соответственно к входу управления амплитудного фильтра и управляющему входу ключа 2, выход и вход которого соединены соответственно с выходом амплитудного фильтра и объединенными инвертирующим входом компаратора 1 неинвертирующим входом компаратора 1, информационным входом амплитудного фильтра, подсоединенного первым и вторым настроечными входами соответственно к неинвертирующему входу компаратора 1 и инвертирующему входу компаратора 1.
1
2
1
2
3
1
3
2
<mrow><msub><mn>1</mn><mi>i</mi></msub><mo>=</mo><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mo>=</mo><mover><mrow><mn>1</mn><mo>,</mo><mn>2</mn></mrow><mrow><mo>_</mo><mo>_</mo><mo>_</mo></mrow></mover><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
Работа предлагаемого амплитудного фильтра осуществляется следующим образом. На его первом, втором настроечных входах и входе управления фиксируются соответственно напряжения х, х и сигнал f∈{0,1}. На информационный вход предлагаемого амплитудного фильтра подается аналоговый сигнал (напряжение) х. Если напряжение на неинвертирующем входе компаратора
больше (меньше) напряжения на его инвертирующем входе, то на выходе этого компаратора имеем логическую «1» (логический «0»). Когда на управляющем входе ключей 2, 2 (управляющем входе ключа 2) присутствует логическая «1» либо логический «0», ключ 2 (2) соответственно замкнут либо разомкнут, ключ 2 соответственно разомкнут либо замкнут. Следовательно, при f=0 и f=1 на выходе предлагаемого амплитудного фильтра имеем
<mrow><mi>Z</mi><mo>=</mo><mrow><mo>{</mo><mtable columnalign="left"><mtr><mtd><mtable><mtr><mtd><mi>x</mi></mtd><mtd><mrow><mi>п</mi><mi>р</mi><mi>и</mi></mrow></mtd><mtd><mrow><mi>x</mi><mo><</mo><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub><mo><</mo><msub><mi>x</mi><mn>2</mn></msub><mo>,</mo><mtext> </mtext><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub><mo><</mo><msub><mi>x</mi><mn>2</mn></msub><mo><</mo><mi>x</mi></mrow></mtd></mtr></mtable></mtd></mtr><mtr><mtd><mtable><mtr><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mrow><mi>п</mi><mi>р</mi><mi>и</mi></mrow></mtd><mtd><mrow><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub><mo><</mo><mi>x</mi><mo><</mo><msub><mi>x</mi><mn>2</mn></msub></mrow></mtd></mtr></mtable></mtd></mtr></mtable></mrow></mrow>
<mrow><mi>Z</mi><mo>=</mo><mrow><mo>{</mo><mtable columnalign="left"><mtr><mtd><mtable><mtr><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mrow><mi>п</mi><mi>р</mi><mi>и</mi></mrow></mtd><mtd><mrow><mi>x</mi><mo><</mo><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub><mo><</mo><msub><mi>x</mi><mn>2</mn></msub><mo>,</mo><mtext> </mtext><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub><mo><</mo><msub><mi>x</mi><mn>2</mn></msub><mo><</mo><mi>x</mi></mrow></mtd></mtr></mtable></mtd></mtr><mtr><mtd><mtable><mtr><mtd><mi>x</mi></mtd><mtd><mrow><mi>п</mi><mi>р</mi><mi>и</mi></mrow></mtd><mtd><mrow><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub><mo><</mo><mi>x</mi><mo><</mo><msub><mi>x</mi><mn>2</mn></msub></mrow></mtd></mtr></mtable></mtd></mtr></mtable></mrow></mrow>
и
соответственно. Таким образом, при f=0 амплитудный фильтр (фиг.1) выполняет режекторную (фиг.2), а при f=1 - селекторную (фиг.3) фильтрацию уровней сигнала х.
Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый амплитудный фильтр выполняет режекторную либо селекторную фильтрацию уровней аналогового сигнала и обладает меньшими по сравнению с прототипом аппаратурными затратами, поскольку содержит на один ключ меньше, чем в аппаратурном составе прототипа.