DE1541971B2 - Bandfilter in der Art eines N-Pfad-Filters - Google Patents
Bandfilter in der Art eines N-Pfad-FiltersInfo
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- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H19/00—Networks using time-varying elements, e.g. N-path filters
- H03H19/002—N-path filters
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Description
3 4
aussieben. Die Wirkung läßt sich also gemäß Fig. 2 diesem Falle würde nämlich der Dämpfungsverlauf
so beschreiben, daß die Charakteristik des äquivalen- des äquivalenten Tiefpasses, über der Frequenz ge-
ten Tiefpasses in der Umgebung der Frequenz / = 0 zeichnet, unmittelbar vom Durchlaßbereich sehr
zu der höheren Frequenz des Schaltertaktes fT ver- rasch die Steigung von 12 dB je Oktave erreichen,
schoben wird, denn sowohl Frequenzen fs>fr a^s 5 d· h->
der Übergang vom Durchlaßbereich zum
auch Frequenzen /s</r können das Filter passieren, Sperrbereich wäre schroffer, was in den meisten An-
wenn nur \fT — fs\ hinreichend klein ist. Die Anord- Wendungsfällen erwünscht ist. .
nung wirkt also als Bandpaß mit der doppelten Band- Bei der Kettenschaltung von iV-Pfad-Filtern wächst
breite des aus R1 und N ■ C gebildeten äquivalenten im allgemeinen der Aufwand, der für die phasenrich-
Tiefpasses. Die Ableitung der Formel für die Grenz- io tige Ansteuerung der notwendigen Schalter erforder-
frequenz des äquivalenten Tiefpasses findet sich bei- lieh ist, entsprechend der Zahl der in Kette geschal-
spielsweise in der der Arbeit »RC Digital Filters for eten Filterglieder. In der Praxis ist man daran inter-
Microcircuit Bandpass Amplifiers« in der Zeitschrift essiert, den Aufwand zur Ansteuerung der Schalter
Electronic Equipment Engineering, März 1964, möglichst gering zu halten.
S. 45 bis 49 und S. 108. Da sich durch entsprechende 15 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein N-
Wahl der Größe von A1 und C leicht i?C-Tiefpässe Pfad-Bandpaß-Filter anzugeben, das es erlaubt, einer-
mit wenigen Hz Bandbreite realisieren lassen, können seits relativ scharfe Übergänge der Dämpfungskurve
auf die beschriebene Art auch Bandfilter sehr gerin- vom Durchlaßbereich zum Sperrbereich zu erhalten
ger Bandbreite, also hoher Güte, realisiert werden. und andererseits den Aufwand für die Ansteuerung
Die Mittenfrequenz dieser Bandpässe ist durch die 20 der Schalter der einzelnen Filterglieder möglichst ge-
Taktfrequenz fT der Schalter gegeben und hängt nicht ring zu halten.
von den Elementen des Filters ab. Ausgehend von einem Bandfilter in der Art eines
Diese bekannten Filter haben jedoch den Nachteil, /V-Pfad-Filters, bestehend aus der Kettenschaltung
daß die Steilheit der Sperrdämpfungsflanke jeweils zweier oder mehrerer Vierpole, die je einen Seriennur
mit 6 dB je Oktave zunimmt. Durch die Zeit- 25 widerstand im Längszweig und mehrere untereinanschrift
»Nachrichtentechnik«, Bd. 15, 1965, Heft 8, der gleiche Kondensatoren im Querschnitt enthalten,
S. 323 bis 327, ist es zur Behebung dieser Schwierig- denen je ein Schalter in Ruhe geschaltet ist und die
keiten bereits bekanntgeworden, die Breite und die Schalter im Rhythmus einer Taktfrequenz mit der
Form der Durchlaßkurve bei höheren Anforderungen Periodendauer P nacheinander derart geschlossen
in der Weise zu ändern, daß mehrere einfache iV-Pfad- 30 und geöffnet werden, daß während jeder Perioden-Filter
in Kette geschaltet werden. Eine derartige dauer P die Schalter zyklisch für die Zeitdauer P/N—
Schaltung ist im Prinzip in der F i g. 3 wiedergegeben. bei ^-Kondensatoren je Vierpol — geschlossen sind
Bei dieser Schaltung schließt sich unmittelbar an das und zu keinem Zeitpunkt zwei Schalter gleichzeitig
aus den Elementen Rv C1 und den Schaltern Ss bis Ss geschlossen sind, wird diese Aufgabe gemäß der Erbestehende
Filter ein weiteres Filter aus den Schalt- 35 findung dadurch gelöst, daß zwischen die einzelnen
elementen F2 im Längszweig und den jeweils im Quer- Vierpole je ein Trennverstärker geschaltet ist, und
zweig nachgeschalteten Kondensatoren C, mit den in daß einander entsprechende Schalter unterschiedli-Reihe
geschalteten Schaltern 5/ bis S3' a"n. Die Ein- eher Vierpole synchron geschaltet sind,
gangsspannung ist mit U1 und die Ausgangsspannung Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die Erzielung der ist mit U2 bezeichnet. Diese bekannte Ausführung der 40 Eindeutigkeit des Durchlaßbereiches erforderlichen Kettenschaltung eines iV-Pfad-Filters hat den Nach- Tiefpaß- bzw. Bandpaßschaltungen jeweils nur am teil, daß der Verlauf der Dämpfung α über der Fre- Eingang und am Ausgang der Kettenschaltung angequenz oberhalb und unterhalb der Bandmittenfrequenz ordnet sind.
gangsspannung ist mit U1 und die Ausgangsspannung Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die Erzielung der ist mit U2 bezeichnet. Diese bekannte Ausführung der 40 Eindeutigkeit des Durchlaßbereiches erforderlichen Kettenschaltung eines iV-Pfad-Filters hat den Nach- Tiefpaß- bzw. Bandpaßschaltungen jeweils nur am teil, daß der Verlauf der Dämpfung α über der Fre- Eingang und am Ausgang der Kettenschaltung angequenz oberhalb und unterhalb der Bandmittenfrequenz ordnet sind.
mit zunehmender Entfernung von der Bandmitten- Ein besonders schroffer Übergang vom Durchlaßfrequenz
relativ langsam ansteigt und in den Sperrbe- 45 zum Sperrbereich läßt sich in einfacher Weise dareich
übergeht. In der F i g. 4 ist der Verlauf der durch erzielen, daß die jeweils aus dem Produkt des
Dämpfungsfunktion α in Abhängigkeit von der log- Widerstandes im Längszweig mit der Kapazität in
arithmisch aufgetragenen Frequenz ω des äquivalen- einem der N Querzweige gebildeten Zeitkonstanten
ten Tiefpasses schematisch aufgetragen. Charakteri- unterschiedlicher Vierpole untereinander gleich sind,
stisch ist es, daß die Dämpfungsfunktion α mit zuneh- 5° Die Dämpfung im Durchlaßbereich wird dann vermender
Frequenz ω in dieser logarithmischen Dar- hältnismäßig gering, wenn die Trennverstärker eine
stellung zwischen den beiden als Polfrequenzen be- gegenüber dem Längswiderstand des vorhergehenden
zeichneten und bekannten Frequenzen C^1 und ω., eine Vierpols sehr große Eingangsimpedanz haben oder
Steigung von ungefähr 6 dB je Oktave aufweist, und wenn die Lastimpedanz sehr groß ist gegenüber dem
erst bei Frequenzen ω, die größer als die charakteri- 55 Längswiderstand des letzten Vierpols,
stische Frequenz ω.? ist, zu einer Steigung von Zur Beseitigung der Mehrdeutigkeit con iV-Pfad-12 dB je Oktave übergeht. Die charakteristischen Filtern ist es notwendig, sowohl am Eingang wie am Frequenzen ω, und ω2 sind die Polfrequenzen der Ausgang je einen Tiefpaß oder Bandpaß anzuordnen, Übertragungsfunktion "des äquivalenten Tiefpasses, dessen Durchlaßbereich so liegt, daß er die zweite d. h., bei diesen Frequenzen hat die komplexe Über- 60 Harmonische und alle höheren Harmonischen der tragungsfunktion des äquivalenten Tiefpasses ihre Taktfrequenz fT unterdrückt, das Nutzband um die Unendlichkeitsstellen. Wegen der gegenseitigen Be- Taktfrequenz herum aber möglichst unverzerrt übereinflussung der beiden unmittelbar in Kette geschal- trägt. Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltunig teten N-Pfad-Vierpolglieder is es nicht möglich, wie besteht darin, daß diese zusätzlichen Tiefpaß-(Bandes wünschenswert wäre, die beiden Polfrequenzen W1 65 paß)Schaltungen nicht für jedes einzelne N-Pfad- und ω., der Übertragungsfunktion des äquivalenten, Netzwerk benötigt werden, sondern nur am Eingang aus der Kettenschaltung zweier Einzelglieder resul- und Ausgang der erfindungsgemäßen Kaskadenschaltierenden Tiefpasses zusammenfallen zu lassen. In tung angeordnet werden brauchen.
stische Frequenz ω.? ist, zu einer Steigung von Zur Beseitigung der Mehrdeutigkeit con iV-Pfad-12 dB je Oktave übergeht. Die charakteristischen Filtern ist es notwendig, sowohl am Eingang wie am Frequenzen ω, und ω2 sind die Polfrequenzen der Ausgang je einen Tiefpaß oder Bandpaß anzuordnen, Übertragungsfunktion "des äquivalenten Tiefpasses, dessen Durchlaßbereich so liegt, daß er die zweite d. h., bei diesen Frequenzen hat die komplexe Über- 60 Harmonische und alle höheren Harmonischen der tragungsfunktion des äquivalenten Tiefpasses ihre Taktfrequenz fT unterdrückt, das Nutzband um die Unendlichkeitsstellen. Wegen der gegenseitigen Be- Taktfrequenz herum aber möglichst unverzerrt übereinflussung der beiden unmittelbar in Kette geschal- trägt. Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltunig teten N-Pfad-Vierpolglieder is es nicht möglich, wie besteht darin, daß diese zusätzlichen Tiefpaß-(Bandes wünschenswert wäre, die beiden Polfrequenzen W1 65 paß)Schaltungen nicht für jedes einzelne N-Pfad- und ω., der Übertragungsfunktion des äquivalenten, Netzwerk benötigt werden, sondern nur am Eingang aus der Kettenschaltung zweier Einzelglieder resul- und Ausgang der erfindungsgemäßen Kaskadenschaltierenden Tiefpasses zusammenfallen zu lassen. In tung angeordnet werden brauchen.
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Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel gemäß der pol, in dessen Längszweig der Widerstand R1 liegt,
Erfindung ist in der F i g. 8 in Form eines Block- dem im Querzweig die Kondensatoren C1 mit den jeschaltbildes
gezeigt. Am Eingang der Schaltung liegt weils in Reihe geschalteten Schaltern S1, S2 und S3
die Wechselspannungsquelle U1 mit dem Innenwider- nachgeschaltet sind. Das zweite N-Pfad-Filter besteht
stand A1. Es folgen in der Schaltung ein Tiefpaß 15, 5 aus einem Widerstand R2 im Längszweig eines Vierein
N-Pfad-Filter 16, ein Verstärker TS, ein weiteres pols und den Kondensatoren C0, denen jeweils die
N-Pfad-Filter 18, ein weiterer Tiefpaß 15', dem der Schalter S1, S2 und S3' nachgeschaltet sind. Die Zahl
Lastwiderstand Rv nachgeschaltet ist. Den beiden der Pfade ist in beiden Filtern gleich groß, nämlich
N-Pfad-Filtern 16 und 18 werden die Ansteuerimpuls- im Ausführungsbeispiel gleich 3, gewählt. Zwischen
folgen mit der Taktfrequenz jT von einem gemein- io die beiden Filter ist ein Trennverstärker T geschaltet,
samen Taktgenerator 19 zugeführt. Wie dem Schalt- dessen Verstärkungsfaktor mit α bezeichnet ist. Die
bild der F i g. 8 zu entnehmen ist, braucht zwischen synchrone Steuerung einander entsprechender Schalden
beiden N-Pfad-Filtern 16 und 18 kein weiterer ter, also beispielsweise der Schalter S1 und S1, ist
Tiefpaß vorgesehen werden. Vielmehr ist ein Verstär- durch gestrichelte Linien angedeutet und soll bedeuker,
der in der Regel als einfacher Widerstands-Tran- 15 ten, daß jeweils sich entsprechende Schalter untersistor-Verstärker
ausgebildet sein kann, zur Entkopp- schiedlicher Vierpole zum gleichen Zeitpunkt gelung
der beiden N-Pfad-Filter völlig ausreichend. Die schlossen bzw. geöffnet werden. Am Eingang des FiI-beiden
Tiefpässe 15 und 15' wird man in der Regel ters liegt die Spannung U1, am Ausgang des Filters
gleichartig ausbilden, und ihre Dimensionierung so liegt die Spannung U2. Die Dämpfung dieses Filters
wählen, daß sich die in der F i g. 9 gezeigte Ubertra- ao ist in der bekannten Weise durch den Logarithmus
gungscharakteristik ergibt. In der F i g. 9 ist das Ver- aus dem Verhältnis der Spannungen U1 und U2 defihältnis
der Ausgangsspannung Ua zur Eingangsspan- niert. Im allgemeinen wird man an die Ausgangsnung
Ud, beispielsweise vom Tiefpaß 15', in der Ab- klemmen einen weiteren Bandpaß schalten, um unhängigkeit
von der Frequenz / aufgetragen. Die erwünschte Oberschwingungen auszusieben. Wenn die
Grundfrequenz Jx des Tiefpasses liegt zwischen den 25 Zeitkonstanten, die sich aus dem Produkt von R1 und
FrequenzenfT und 2fT, d.h. also zwischen der ein- C1 bzw. R2 und C2 unterschiedlicher Filter bestimfachen
und doppelten Taktfrequenz des Taktgenera- men, einander gleich gemacht werden, dann läßt sich
tors 19. Bei der doppelten Taktfrequenz 2 fT sollte die ein sehr scharfer Übergang vom Durchlaßbereich zum
Dämpfung des Tiefpasses so hoch sein, daß in diesem Sperrbereich des Filters erzielen, und es steigt die
Frequenzbereich keine nennenswerten Ausgangssigale 3° Sperrdämpfung praktisch bereits von der Grenzfremehr
auftreten können. quenz ω1 des äquivalenten Tiefpasses mit der Stei-
Falls in der zu siebenden Eingangsspannung U1 Si- gung 12 dB je Oktave an. Dieser Dämpfungsverlauf
gnalfrequenzen mit einer verhältnismäßig niedrigen ist in der F i g. 7 gezeigt, die die Dämpfung α in AbFrequenz,
beispielsweise kleiner als die Grenzfre- hängigkeit von einer logarithmischen Frequenz ω
quenzen der äquivalenten Tiefpässe der N-Pfad-Filter 35 zeigt. Die auf die Frequenzachse aufgetragene Fre-16,
18, enthalten sein können, ist es zweckmäßig, an quenz ω = VNRC gilt für den Fall, daß
Stelle des Eingangstiefpasses 15 einen Bandpaß zu R-R-R-C= RC
schalten, dessen untere Dämpfungsflanke bei der x 1 22
Grenzfrequenz der äquivalenten Tiefpässe eine aus- ist. Die Grunddämpfung des in der F i g. 5 dargestellreichende Dämpfung aufweist. Die obere Grenzfre- 4° ten Filters ist dann gleich der Grunddämpfung eines quenz dieses Bandpasses sollte dabei etwa mit der einzelnen Filtergliedes, wenn der Verstärkungsfaktor Grenzfrequenz fx des Tiefpasses 15 identisch sein. a = 1 ist.
Stelle des Eingangstiefpasses 15 einen Bandpaß zu R-R-R-C= RC
schalten, dessen untere Dämpfungsflanke bei der x 1 22
Grenzfrequenz der äquivalenten Tiefpässe eine aus- ist. Die Grunddämpfung des in der F i g. 5 dargestellreichende Dämpfung aufweist. Die obere Grenzfre- 4° ten Filters ist dann gleich der Grunddämpfung eines quenz dieses Bandpasses sollte dabei etwa mit der einzelnen Filtergliedes, wenn der Verstärkungsfaktor Grenzfrequenz fx des Tiefpasses 15 identisch sein. a = 1 ist.
Da, wie vorstehend erläutert wurde, die einzelnen Ein praktisches Ausführungsbeispiel, das auch die
N-Pfad-Filter unmittelbar in Kette geschaltet werden Realisierung der Schalter zeigt, ist im einzelnen noch
können, bleibt einerseits die Grunddämpfung eines 45 an Hand der F i g. 6 dargestellt. Das erste Bandfilter
einzelnen Filters erhalten, andererseits wird der besteht aus dem Serienwiderstand R1 und den sich
Dämpfungsanstieg erheblich vermehrt. Die Zwischen- anschließenden Querzweigen, bestehend aus den Kaschaltung
eines Trennverstärkers zwischen die einzel- pazitäten C1 und den damit in Reihe geschalteten
nen Glieder hat den Vorteil, daß bei passender Wahl Schalttransistoren 1 bzw. 2 bzw. 3. Das zweite Bandder
ÄC-Zeitkonstanten der einzelnen Vierpole Pol- 5° filter besteht aus dem Serienwiderstand R2 und den
stellen der Übertragungsfunktion des äquivalenten sich anschließenden Querzweigen, bestehend aus den
Tiefpasses zusammenfallen können, wodurch ein star- Kapazitäten C2 und den Schalttransistoren 1' bzw. 2'
ker Anstieg der Dämpfungskurve im Übergangsgebiet bzw. 3'. Die Schaltelemente R1 und C1 können gleichzwischen
Durchlaß- und Sperrbereich erzielt werden artig ausgeführt sein wie die Schaltelemente R2 und
kann. Die Verwendung von aktiven Schaltelementen 55 C2, jedoch können die einzelnen Bandfilter auch
in den Trennverstärkern hat den Vorteil, daß der untereinander unterschiedlich sein. Die beiden Bandtechnische
Aufwand gegenüber nur einem einzelnen filter, die gemäß F i g. 5 in Kaskade geschaltet sind,
Filter nicht erheblich steigt, da aktive Schaltelemente, sind über eine als Impedanzwandler wirkende Trennbeispielsweise
in Form von Transistoren, verhältnis- stufe TS getrennt. Die Trennstufe TS ist beispielsmäßig
einfach realisierbar sind. Die synchrone An- 60 weise, wie in F i g. 6 angedeutet, durch einen in Emitsteuerung
einander entsprechender Schalter hat den terfolgerschaltung betriebenen Transistor Q realisiert.
Vorteil, daß die Ansteuerung mit nur einem einzigen Der Kollektoranschluß des Transistors Q ist mit einer
Impulsgenerator erfolgen kann. Betriebsspannungsquelle verbunden, deren Poten-
An Hand von weiteren Ausführungsbeispielen wird tial V+ z.B. 12VoIt sein kann. In der Emitternachstehend die Erfindung noch näher erläutert. 65 anschlußleitung liegt eine Impedanz Re, die vorzugs-
Die F i g. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel in der weise rein ohmisch ausgeführt ist. Der Emitter-Art
einer Prinzipdarstellung gemäß der Erfindung. anschluß des Transistors Q erhält seinen Betriebs-Das
erste N-Pfad-Bandfilter besteht aus einem Vier- strom aus einer Betriebsspannungsquelle des Poten-
tials V— über den Emitterwiderstand Re. Zur Einstellung
des Basispotentials diene beispielsweise eine vorzugsweise ohmsche Impedanz P3, die mit der Betriebsspannungsquelle
V+ in Verbindung steht. Die Trennstufe 75 soll im allgemeinen einen hinreichend
hochohmigen Eingangswiderstand und einen hinreichend geringen Ausgangswiderstand haben, damit das
erste Bandfilter nicht durch die Trennstufe unzulässig belastet wird und damit das zweite Bandfilter an einer
Quelle konstanter Spannung betrieben wird und daher die Eigenschaften des zweiten Bandfilters nur
durch R„ nicht aber durch den Ausgangswiderstand der Trennstufe TS bestimmt werden.
Die mit Hilfe der Transistoren 1, 2, 3 bzw. 1', 2', 3' ausgeführten Schalter in den Querzweigen der beiden
Bandfilterabschnitte der Kaskadenschaltung nach F i g. 6 werden angesteuert durch die Impulsfolgen
Tl, Tl und 73. Entsprechende Schalter der beiden
Bandfilterabschnitte, z. B. die Transistoren 1 und Γ, die Transistoren 2 und 2' und die Transistoren 3
und 3', werden je gemeinsam, d. h. synchron, von einem Schalterkontakt betätigt. Diese Art des synchronen
Betriebes der Schalter der beiden Bandfilterabschnitte der Kaskadenschaltung nach Fig. 6 erlaubt
es, nur mit einem einzigen Taktgenerator, der die drei jeweils um 120° versetzten Taktfolgen 71,
72, 73 abgibt, anzusteuern. Die Periodendauer der einzelnen Taktfolgen beträgt jeweils l/fT. Es ist lediglich
darauf zu achten, daß nur jeweils sich entsprechende Schalter (z. B. 1 und 1') in einem Querzweig
eines Bandfilterabschnittes gleichzeitig geschlossen sind, wodurch unerwünschte Umladevorgänge zwischen
benachbarten Kapazitäten bzw. benachbarten Schwingkreisen in den Querzweigen eines Bandfilterabschnittes
vermieden werden. Die in der Schaltung nach F i g. 6 gezeichneten Widerstände Rb, die den
Basisanschlüssen der Schalttransistoren vorgeschaltet sind, sollen dazu dienen, den Einfluß etwaiger Ungleichmäßigkeiten
der Basis-Emitter-Spannungen der einzelnen Schalttransistoren gering zu halten.
Die elektrische Wirkungsweise des Bandfilters nach F i g. 6 ist folgende. Durch die Kaskadenschaltung
über einen Impedanzwandler, hier ausgeführt als Trennstufe 75, wird erreicht, daß die Übertragungsfunktionen der äquivalenten Tiefpässe der beiden
Bandpaßglieder, aus denen sich die Kaskadenschaltung nach F i g. 6 zusammensetzt, voneinander unabhängig
sind. Dadurch ergibt sich die Übertragungsfunktion des gesamten äquivalenten Tiefpasses in
Form des Produktes der Übertragungsfunktionen der einzelnen Tiefpaßglieder. Diese Produktbildung hat
zur Folge, daß die Steilheit der Sperrdämpfungsflanke des resultierenden Bandfilters, gemessen in Dezibel
je Oktave Frequenzabstand von der Bandmitte des Bandfilters, doppelt so groß ist wie die Flankensteilheit
eines einzelnen Bandfiltergliedes. Diese Regel gilt für Frequenzen in hinreichendem Abstand von
der Bandmittenfrequenz des Filters.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
509 527/131
Claims (5)
1. Bandfilter in der Art eines N-Pfad-Filters, jeweils in Reihe mit den Querkapazitäten. Das Bandbestehend
aus der Kettenschaltung zweier oder 5 filter ist als Vierpol gezeichnet, an dessen Eingangsmehrerer
Vierpole, die je einen Serienwiderstand klemmenpaar die Senderurspannungsquelle U1 liegt
im Längszweig und mehrere untereinander gleiche und dessen Ausgangsklemmenpaar mit dem Lastwi-Kondensatoren
im Querzweig enthalten, denen je derstand RL abgeschlossen ist. Es entsteht demzufolge
ein Schalter in Reihe geschaltet ist und die Schal- ein elektrischer Vierpol in Abzweigschaltung, bei dem
ter im Rhythmus einer Taktfrequenz mit der Pe- io der eine Längszweig durchgeführt ist und durchwegs
riodendauer P nacheinander derart geschlossen an Masse liegt.
und geöffnet werden, daß während jeder Perio- Die Wirkungsweise des in Fig. 1 dargestellten
dendauer P die Schalter zyklisch für die Zeitdauer N-Pfad-Filters läßt sich folgendermaßen erklären.
PIN — bei ^-Kondensatoren je Vierpol — ge- Die Schalter S1, S2 und S3 werden aufeinanderfolgend
schlossen sind und zu keinem Zeitpunkt zwei 15 zyklisch mit der Taktfrequenz /r geschlossen und wie-
Schalter gleichzeitig geschlossen sind, dadurch der geöffnet. Der Signalgenerator gibt eine Spannung
gekennzeichnet, daß zwischen die einzel- der Signalfrequenz/s ab. Die Signalfrequenz/s ist
nen Vierpole (R1, C1) je ein Trennverstärker (TS) im allgemeinen in der Nachbarschaft der Taktfre-
geschaltet ist und daß einander entsprechende quenz fT gelegen.
Schalter (S1, S1'; S2, S2', S3, S.,') unterschiedlicher 20 Dies ist schematisch in der F i g. 2 gezeichnet. Das
Vierpole (R1, C1; R2, C2) synchron geschaltet sind Signal der Frequenz /s gelangt in den Vierpol und
(F i g. 5). wird durch die Wirkung der mit der Taktfrequenz fT
2. Bandfilter nach Anspruch 1, dadurch ge- betriebenen Schalter S1, S2, S3 moduliert. Dadurch
kennzeichnet, daß die zur Erzielung der Eindeu- entstehen Differenzfrequenzen \fT — /s i und Summentigkeit
des Durchlaßbereiches erforderlichen Tief- 25 frequenzen fT+fs- Ferner entstehen auch Summen- und
paß- bzw. Bandpaßschaltungen (15, 15') jeweils Differenzfrequenzen von der Art η ■ fT ± fs (n—ganze
nur am Eingang und am Ausgang der Ketten- positive Zahl). Die hierdurch entstehenden Kombinaschaltung
(16TS, 18) angeordnet sind (Fig. 8). tionsfrequenzen können im allgemeinen (vgl. Fig. 1)
3. Bandfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch den aus dem Längswiderstind .R1 und aus den N Quergekennzeichnet, daß die jeweils aus dem Produkt 30 kapazitäten C (iV ist die Anzahl der Pfade, im AusdesWiderstandes
(i?t; i?2) im Längszweig und der führungsbeispiel der Fig. 1 ist N = 3) gebildeten
Kapazität (C1, C2) in einem der N-Querzweige ge- äquivalenten Tiefpaß, der eine hinreichend geringe
bildeten Zeitkonstanten (.R1C1; A2C0) unterschied- Grenzfrequenz
licher Vierpole untereinander gleich sind.
4. Bandfilter nach einem der vorhergehenden 35 / i
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die In-R1-NC
Trennverstärker (TS) eine gegenüber dem Längswiderstand (R1) des vorhergehenden Vierpols hat, nicht passieren. Nur die Differenzfrequenzen
(A1, C1) sehr große Eingangsimpedanz haben. | fT — fs j, die unterhalb der Grenzfrequenz
5. Bandfilter nach einem der vorhergehenden 40
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die j = :
Lastimpedanz sehr groß ist gegenüber dem Längs- In-R1- NC
widerstand (R2) des letzten Vierpols.
des äquivalenten i?C-Tiefpaßgliedes gelegen sind, 45 weil die Signalfrequenz /s hinreichend nahe der Takt-
frequenz fT benachbart ist, können die Tiefpässe passieren.
Die Differenzfrequenz \fr~~fs Ii die den äquivalenten
Tiefpaß passiert, wird durch eine erneute
Die Erfindung betrifft ein Bandfilter in der Art Modulation durch die mit der Taktfrequenz fT beeines
N-Pfad-Filters, bestehend aus der Kettenschal- 50 triebenen Schalter moduliert, so daß wieder Summentung
zweier oder mehrerer Vierpole, die je einen Se- und Differenzfrequenzen zwischen der Taktrienwiderstand
im Längszweig und mehrere unter- frequenz fT und der niedrigen Differenzfrequenz
einander gleiche Kondensatoren im Querzweig enthal- \fr~fsl entstehen. Bei diesem Modulationsprozeß
ten, denen je ein Schalter in Ruhe geschaltet ist und entsteht wieder die ursprüngliche Signalfrequenz /s
die Schalter im Rhythmus einer Taktfrequenz mit der 55 und ebnso die sogenannte Spiegelfrequenz
Periodendauer P nacheinander derart geschlossen fsp = 2 fT — fs. Die signalfrequenten Komponenten
und geöffnet werden, daß während jeder Perioden- dieses Mischvorganges, die durch die Wirkung der
dauer P die Schalter zyklisch für die Zeitdauer PIN drei Schalter entstehen, addieren sich am Ausgang zu
— bei iV-Kondensatoren je Vierpol — geschlossen einer signalfrequenten Spannung. Hingegen ist die
sind und zu keinem Zeitpunkt zwei Schalter gleich- 60 Phasenlage der durch die Wirkung der drei Schalzeitig geschlossen sind. ter entstehenden spiegelfrequenten Mischprodukte so
Sogenannte /V-Pfad-Filter, deren Realisierung nach gestaltet, daß am Ausgang keine spiegelfrequente
der schematischen Darstellung von F i g. 1 erfolgt, Spannung entsteht, d. h., daß die Spannung der Spiesind
z. B. durch eine Veröffentlichung »An alternative gelfrequenzen durch Kompensation ausgelöscht wird,
approach to the Realization of Network Transfer 65 In der Praxis wird man die Mischprodukte höherer
Funktions: The iV-Path Filter«, erschienen in der Ordnung, die sich am Ausgang um die Oberwellen
Zeitschrift »The Bell System Technical Journal«, η ■ fT der Taktfrequenz gruppieren, durch die NachSeptember
1960, S. 1321 bis 1350, bekanntgeworden. schaltung eines Bandoliers relativ geringer Selektivität
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH407868A CH472149A (de) | 1967-03-22 | 1968-03-19 | N-Pfad-Bandfilter |
| US714884A US3526858A (en) | 1967-03-22 | 1968-03-21 | Band filter of the n-path type |
| GB13910/68A GB1197378A (en) | 1967-03-22 | 1968-03-22 | Improvements in or relating to Band Filters |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DES0108966 | 1967-03-22 | ||
| DES0108965 | 1967-03-22 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BHV | Refusal |