Przedmiotem wynalazku jest filtr usredniajacy przeznaczony do wspólpracy z prostownikami linio¬ wymi, detektorami fazoczulymi, ukladami podnoszacymi do kwadratu przy detekcji wartosci skutecznej napiec przemiennych itp. zwlaszczaprzy usrednianiu sygnalów zmiennych o malych czestotliwosciach. Filtr usredniajacy wedlug wynalazku ma równiez zastosowanie w miernictwie stochastycznym.Jakosc operacji usredniania przez filtr jest okreslona czasem trwania tej operacji, który to czas powinien byc jak najkrótszy przy danym pasmie czestotliwosci widma sygnalu. Znane sa uklady stosujace jako filtry usredniajace rozbudowane aktywne filtry dolnoprzepustowe RC, pozwalajace aproksymowac funkcje prze¬ noszenia filtru doskonalego z okreslona dokladnoscia. Zawieraja one jednak badz duze ilosci elementów biernych o scisle okreslonych zaleznosciach miedzy ich wartosciami lub tez duze ilosci integratorów i inwerterów ze wzmacniaczami operacyjnymi, poniewaz dokladnosc aproksymacji funkcji przenoszenia uzalezniona jest od ilosci tych elementów. Uklady te nie moga byc stosowane w filtrach usredniajacych o zmiennych parametrach stosowanych np. przy wspólpracy z prostownikiem liniowym lub detektorem fazoczulym sygnalów o róznych (przelaczanych) czestotliwosciach.Analogiczne wady posiada filtr dolnoprzepustowy skladajacy sie z kilku elementów inercyjnych o jednakowych stalych czasowych. Optymalny filtr z ukladem inercyjnym trzeciego rzedu, sterowany suma sygnalu i jego drugiej pochodnej zawiera nie mniej niz 5 wzmacniaczy operacyjnych. Uklady tego typu filtrów usredniajacych sa opisane m.in. w miesiecznikach „Pomiary, Automatyka, Kontrola" Nr 10/1974 i Nr 1/1975 oraz w miesieczniku „Elektronik*, Franzis — Verlag GmbH, Milnchen, Nr 1/1976.Istota filtru usredniajacego optymalizowanego ze wzgledu na minimalny czas operacji usredniania sygnalu zmiennego wedlug wynalazku polega na tym, ze zawiera on aktywne ogniwo wszechprzepustowe RC, którego wyjscie jest polaczone poprzez rezystor z wejsciem aktywnego filtru dolnoprzepustowego RC.Wejscie filtru usredniajacego jest polaczone z wejsciem ogniwa wszechprzepustowego i poprzez rezystor z, wejsciem aktywnego filtru dolnoprzepustowego.Filtr charakteryzuje sie prostota konstrukcji — zawiera jedynie dwa wzmacniacze operacyjne, zapew¬ niajac charakterystyke modulu transmitancji bardziej korzystna niz filtr zlozony z czterech jednakowych elementów inercyjnych. Ponadto do zmiany stalej czasu usredniania przy zachowaniu optymalnych warun¬ ków filtracji konieczne jest jednoczesne przelaczenie jedynie czterech elementów pojemnosciowych.Wynalazek zostanie blizej objasniony na podstawie przykladowego ukladu przedstawionego na rysunku. Filtr usredniajacy zawiera aktywne ogniwo wszechprzepustowe P oraz filtr dolnoprzepustowy F.Wejscie filtru dolnoprzepustowego F jest polaczone z wejsciem filtru usredniajacego poprzez rezystor Rs2 lit 169 i z wyjsciem ogniwa wszechprzepustowego P poprzez rezystor R4. Wejscie filtru usredniajacegojest polaczone z wejsciem ogniwa P. Aktywne ogniwo wszechprzepustowe P o przesunieciu fazowym zaleznym od czestotli¬ wosci sygnalu tworzy wzmacniacz operacyjny Ki o wejsciu odwracajacym polaczonym z wejsciem filtru usredniajacego poprzez rezystor Ri i wyjsciem wzmacniacza poprzez równolegly uklad R3C2. Wejscie nieodwracajace wzmacniacza operacyjnego jest polaczone z wejsciem filtru rezystorem R2 i z masa poprzez kondensator Ci. Elementy R2, R3, Ci, C2 okreslaja czestotliwosc ao, lezaca w zakresie najmniejszych czestotliwosci widma sygnalu. Dla sygnalu o czestotliwosci cu0 przesuniecie fazy wynosi —180°. Na wejsciu filtru dolnoprzepustowego F nastepuje sumowanie sygnalu wejsciowego filtru usredniajacego z sygnalem wyjsciowym ogniwa wszechprzepustowego P. Poprzez dobór wartosci rezystorów R4 i R5 uzyskuje sie dowolnie duze tlumienie napiecia o czestotliwosci o0, przy czym równiez czestotliwosci zblizone do czestotli¬ wosci cuo sa silnie tlumione.Filtr dolnoprzepustowy drugiego rzedu F sklada sie z wzmacniacza operacyjnego K2oraz elementów Rb, R7, C3, Ca tworzacych petle ujemnego sprzezenia zwrotnego. Elementy te sa tak dobrane, aby uzyskac odpowiednio stroma charakterystyke filtru w celu silnego stlumienia sygnalów o czestotliwosciach powyzej cuo. Jednoczesnie jest wtedy zapewniony stromy przebieg charakterystyki filtru usredniajacego w zakresie czestotliwosci ponizej co* Jako filtr dolnoprzepustowy F w miejscu filtru drugiego rzedu mozna stosowac filtr wyzszego rzedu, co umozliwia kosztem rozbudowania ukladu skrócenie czasu usredniania przy zalozonej dokladnosci filtracji.Filtr wedlug wynalazku zmienia na odwrotna polaryzacje skladowej stalej sygnalu wejsciowego i otrzymane na jego wejsciu napiecie Uwy=—k • Uwe, gdzie k "* 1.Zastrzezenie patentowe Filtr usredniajacy, optymalizowany ze wzgledu na minimalny czas operacji usredniania sygnalu zmien¬ nego, zawierajacy aktywny filtr dolnoprzepustowy RC, znamienny tym, ze zawiera aktywne ogniwo wszech¬ przepustowe RC (P), przy czym wejscie filtru usredniajacego jest polaczone z wejsciem aktywnego ogniwa wszechprzepustowego (P) oraz jest polaczone przez rezystor (R5) z wejsciem aktywnego filtru dolnoprzepu¬ stowego RC (F), a wyjscie aktywnego ogniwa wszechprzepustowego (P)jest polaczone przez rezystor (R4) z- tym samym wejsciem aktywnego filtru dolnoprzepustowego (F).Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 120 egz. PL