Режекторный фильтр с автоматической настройкой для аудио приложений

Журнал РАДИОЛОЦМАН, июнь 2017

John Ambrose

EDN

Следящие режекторные фильтры находят использование в измерителях нелинейных искажений. Кроме того, они могут применяться для удаления шумов гетеродина в аппаратуре радиолюбительской связи. Обычные следящие режекторные фильтры на основе переключаемых конденсаторов, состоящие из полосового фильтра, преобразователя напряжение-частота и заграждающего фильтра, отслеживают входной сигнал и удаляют нежелательные тона. Полосовой фильтр в таких схемах иногда настраивается на неправильную частоту, в результате чего подавления нежелательного тона не происходит.

В предлагаемой схеме для улучшения помехоустойчивости системы используется микросхема фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) 74HC4046, способная работать на частотах до 1 МГц (Рисунок 1). Выпускаемая компанией LSI Computer Systems микросхема RDD104 (IC₂) в восьмивыводном корпусе выполняет функцию делителя на 1000. В микросхеме MSHN5 (IC₃) компании Mixed Signal Integration, также выпускаемой в восьмивыводном корпусе, объединены фильтр верхних частот (ФВЧ) и режекторный фильтр, частота излома которых в 1000 раз ниже частоты их синхронизации.

Рисунок 1.	В этой схеме режекторного фильтра аудио диапазона для улучшения помехоустойчивости используется ФАПЧ.

Выход управляемого напряжением генератора (ГУН) микросхемы IC₁ служит входным тактовым сигналом для микросхемы IC₂. В зависимости от комбинации управляющих сигналов на входах DIV1 и DIV2, IC₂ может делить входную частоту в 10, 100, 1000 и 10,000 раз. Выход RDD104 подключается к входу COIN микросхемы IC₁. Используя фазовый компаратор «исключающее ИЛИ» микросхемы IC₁, вы можете повысить помехоустойчивость. Входной сигнал подается на IC₁, а также на вход микросхемы IC₃, которая синхронизируется выходным сигналом CLKOUT микросхемы IC₂.

Рисунок 2.	На вход схемы подается тональный сигнал (верхний луч); выходной сигнал формируется микросхемой MSHN5 (второй луч). Третий луч представляет тактовый сигнал, сформированный микросхемой ФАПЧ 74HC4046.

Микросхема MSHN5 (IC₃) содержит ФВЧ и режекторные фильтры. Для выбора режекторного фильтра на вход FSEL микросхемы подается напряжение высокого уровня, а для выбора узкой полосы вывод TYPE подключается к шине AGND. Этим гарантируется удаление только одного тона при минимальных потерях полезной информации. При отношении входной частоты к частоте излома характеристики микросхемы IC₃, равном 1000:1, снижается вероятность того, что артефакты дискретизации будут влиять на выходной сигнал. Для речевых приложений, например, это означает, что в полосу пропускания не смогут попасть никакие посторонние сигналы с частотой 500 кГц или выше. В измерительной установке использовался входной сигнал частотой 789.13 Гц при частоте синхронизации 789.13 кГц – в 1000 раз превышающей частоту входного сигнала (Рисунок 2). Отслеживая входной сигнал, ФАПЧ сдвигает частоту настройки режекторного фильтра на 1.24 кГц.

Материалы по теме