DE1766425B2 - SAMPLE PROCEDURE FOR AN N-PATH FILTER - Google Patents
SAMPLE PROCEDURE FOR AN N-PATH FILTERInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Abtastverfahren für ein N- Pfad- Filter mit impulsförmiger Abtastung.The invention relates to a sampling method for an N- path filter with pulsed sampling.
N-Pfad-Filter sind bekanntlich Schaltungsanordnungen, die aus mehreren parallelen Kanälen bestehen, die ihrerseits jeweils einen Eingangsmodulator, ein in allen Kanälen gleiches Filternetzwerk unc einen Ausgangsmodulator enthalten, wobei die Modulatoren der einzelnen Pfade (vorzugsweise Schalter) durch Steuersignale bestimmter Frequenz und Phasenlage angesteuert werden.As is known, N-path filters are circuit arrangements which consist of several parallel channels which in turn an input modulator, a filter network that is the same in all channels and an output modulator included, the modulators of the individual paths (preferably switches) by control signals specific frequency and phase position can be controlled.
Schaltungsanordnungen dieser Art haben die Eigenschaft, das Übertragungsverhalten der in den parallelen Pfaden vorhandenen Filternetzwerke in den Bereich um die Abtastfrequenz, mit der die Modulatoren bzw. Schalter gesteuert werden, zu transformieren.Circuit arrangements of this type have the property of reducing the transmission behavior of the parallel Paths existing filter networks in the area around the sampling frequency with which the modulators or Switches are controlled, transform.
Den Vorteilen dieser Filtertechnik (Abstimmbarkeit, hohe Konstanz von Mittenfrequenz und Bandbreite und damit sehr hohe erreichbare effektive Filtergüten, Mikro-Miniaturisierbarkeit) steht unter anderem der erhebliche Nachteil begrenzter Weitabselektion gegenüber. The advantages of this filter technology (tunability, high constancy of center frequency and bandwidth and thus very high achievable effective filter qualities, micro-miniaturization) stands among other things considerable disadvantage compared to limited wide selection.
Auf diesen Nachteil von N-Pfad-Filtern ist beispielsweise in der Zeitschrift »Frequenz« Heft 1/1968, S. 11 bis 16, hingewiesen, insbesondere auf 12, 15 und 16. Demzufolge treten bei Vielfachen der Abtastfrequenz weitere Durchlaßbereiche auf, die durch zusätzliche konventionelle, beispielsweise aus Spulen und Kondensatoren aufgebaute, Eingangs- und/oder Ausgangsfiiter des N-Pfad-Filters unterdrückt werden wüssen. Die Anforderungen an diese zusätzlichen Filter werden bei hohen geforderten Weitabselektionen entsprechend hoch.This disadvantage of N-path filters is, for example in the magazine "Frequency" issue 1/1968, pp. 11 to 16, referred to, in particular to 12, 15 and 16. As a result, further passbands occur at multiples of the sampling frequency, which are caused by additional conventional input and / or output filters, for example made up of coils and capacitors of the N-path filter know to be suppressed. The requirements for these additional filters are given in high required wide selections correspondingly high.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Stand der Technik der N-Pfad-Filter mn impulsförmiger Abtastung hinsichtlich seines wirtschaftlichen Aufwandes für die Weitabselektion zu verbessern.The invention is based on the object the technology of the N-path filter with pulse-shaped sampling in terms of its economic outlay to improve far-reaching selection.
Gemäß der Erfindung besteht die Lösung dieser Aufgabe darin, daß die Tastverhältnisse der impulsförmigen Abtastprogramme, also die 1 inschaltzeit einesAccording to the invention, the solution to this problem is that the pulse duty factors of the pulse-shaped Scanning programs, i.e. the 1 switching time of a
Kanals zur Periodendauer ungleich ^ (N= Anzahl der Kanäle) derart gewählt ist, daß eine Unterdrückung anderer Durchlaßbereiche als dem der Abtastgrundfrequenz entsprechenden gewünschten Durchlaßbereich eintritt, wobei die Tastverhältnisse für die Eingangsmodulatoren und die Ausgangsmodulatoren gleich oder ungleich gewählt sind.Channel for the period not equal to ^ (N = number of channels) is chosen such that a suppression passbands other than the desired passband corresponding to the fundamental sampling frequency occurs, with the duty cycles for the input modulators and the output modulators are chosen to be equal or different.
Mit anderen Worten besteht die Erfindung bei einem Abtasferfahren für ein N-Pfad-Filter mit impulsförmiger Abtastung darin, daß die Tastverhältnisse der impulsförmigen Abtastprogramme unabhängig von der Anzahl der Pfade so eingestellt werden, daß eine Unterdrückung anderer oder weiterer Durchlaßbereiche eintritt, als dem bekannten Verfahren entspricht, das Tastverhältnis mit 1 : N zu wählen.In other words, the invention resides in one Sampling method for an N-path filter with pulsed Sampling in that the duty cycles of the pulse-shaped scanning programs are independent of the Number of paths can be set so that a suppression of other or further passbands occurs than corresponds to the known procedure that Select pulse duty factor with 1: N.
Anhand der Fig. 1 bis 6 wird der Stand der Technik und das erfindungsgemäße Verfahren näher beschrie-The prior art and the method according to the invention are described in more detail with reference to FIGS.
Fig. 1 zeigt die prinzipielle Anordnung eines N-Pfad-Filters! Das Eingangssignal SJt) wird den N verschiedenen Eingangsmodulaioren Mte bis Mnc parallel zugeführt und hier mit der noch näher zu beschreibenden impulsförmigen Tastfunktion der Frequenz ^0 moduliert. Anschließend durchlaufen die Ausgangssignale der N Eingangsmodulatoren Ngleiche Filternetzwerke F (;ώ) und danach N weitere (Ausgangs-)Modulatoren Mu bis Mn3, in denen sie im allgemeinen mit derselben Tastfunktion wie in den Eingangsmodulatoren moduliert werden. Nach Summation über alle N Kanäle ergibt sich das Ausgangssignal SJt). An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß SJt) und SJt) Spannungen oder Ströme sein können und daß die Modulatoren multiplizierende Eigenschaften im weitesten Sinne haben können. Im folgenden wird die Erläuterung der Erfindung auf den technisch besonders interessanten Fall beschränkt, daß SJt) und SJt) Spannungen darstellen und daß die Modulatoren Serienschaltern entsprechen, ohne daß dadurch die allgemeine Anwendbarkeit der Erfindung eingeschränkt werden soll.Fig. 1 shows the basic arrangement of an N-path filter! The input signal SJt) is fed in parallel to the N different input modulators M te to Mnc and modulated here with the pulse-shaped key function of the frequency ^ 0 to be described in more detail. The output signals of the N input modulators then pass through N identical filter networks F (; ώ) and then N further (output) modulators Mu to Mn 3 , in which they are generally modulated with the same key function as in the input modulators. After summation over all N channels, the output signal SJt) results. At this point it should be pointed out that SJt) and SJt) can be voltages or currents and that the modulators can have multiplying properties in the broadest sense. In the following, the explanation of the invention is limited to the technically particularly interesting case that SJt) and SJt) represent voltages and that the modulators correspond to series switches, without thereby limiting the general applicability of the invention.
F i g. 2 erläutert die allgemein angewendete Abtastfunktion am Beispiel eines 3-Kanal-Filters (N= 3), deren wesentliche Merkmale darin bestehen, daß erstens eine zeitliche Verschiebung zwischen den Kanälen eingestellt wird, die sich nachF i g. 2 explains the generally used sampling function using the example of a 3-channel filter (N = 3) The main features are that, firstly, a time shift is set between the channels will that look after
2.72.7
berechnet, daß zweitens das Verhältnis der Einschaltzeit eines Kanals zur Periodendauer gleich -^ ist und daßcalculates that, secondly, the ratio of the switch-on time of a channel to the period is equal to - ^ and that
schließlich die Eingangs- und Ausgangsmodulatoren je eines Kanals mit der gleichen Abtastfunktion angesteuert werden. Bei Anwendung des Abtastverfahrens nach F i g. 2 treten Durchlaßbereiche bei der Ar-fachen Abtastfrequenz auf, wie sie in Fig. 3a für ein 3-Pfad-Filter und in Fig. 3b für ein 4-Pfad-Filter schematisch dargestellt sind. Der Übertragungswirkungsgrad für die Durchlaßbereiche bei λ- · ω0 berechnet s::h narh der FormelFinally, the input and output modulators of each channel are controlled with the same scanning function. When using the scanning method according to FIG. 2 pass bands occur at Ar times the sampling frequency, as shown schematically in FIG. 3a for a 3-path filter and in FIG. 3b for a 4-path filter. The transmission efficiency of the transmission ranges at λ- · ω 0 calculates s: h Narh of the formula
Atk) -- A1,Atk) - A 1 ,
sinsin
kyky
mit k = 0, 1, 2with k = 0, 1, 2
wob- 1 A„ einen je nach Filtertyp und Ausführungwob- 1 A " one depending on the filter type and design
unterschiedlichen konstanten Faktor darstellt Man erkennt aus Fig.3 daß die Durchlaßbereiche der Ordnungszahlen >1 hohe Anforderungen an die VGrselektion stellen und daß das 3-Pfad-Filter im Hinblick hierauf den günstigsten Fall darstelltrepresents a different constant factor. It can be seen from FIG. 3 that the transmission ranges of the Ordinal numbers> 1 make high demands on the VGrselection and that the 3-path filter in the With regard to this represents the best case
Wesentlich für die Erfindung ist nunmehr, von dem allgemein üblichen Abtastschema dahingehend abzuweichen, daß bestimmte Durchlaßbereiche entfallen. Dies wird erreicht durch Wahl entsprechender Tastverhältnisse der Abtastimpulsfolgen, und zwar z. B. getrennt für Ein- und Ausgang der Pfade.It is now essential for the invention to deviate from the generally customary scanning scheme to the effect that that certain passbands are omitted. This is achieved by choosing the appropriate duty cycle the sampling pulse trains, namely z. B. separate for input and output of the paths.
= A0 = A 0
Ein technisch sehr wesentliches Beispiel eines erfindungsgemäßen Abtastschemas für ein 3-Pfad-Filter zeigt F i g. 4. Hier erfolgt in den Eingangsmodulatoren eine Abtastung mit einer verlängerten Impulsdauer, und zwar ist die Impulsdauer um so viel verlängert, daß sich ein Verhältnis der Impulsdauer zur Penodendauer von 1 :2 ergibt Das Ausgangsverhältnis ist 1 :3 und damit in diesem speziellen Fall unverändert.A technically very important example of a sampling scheme according to the invention for a 3-path filter shows Fig. 4. Here, the input modulators are sampled with an extended pulse duration, and although the pulse duration is so much longer that the ratio of the pulse duration to the penode duration is 1: 2 results The output ratio is 1: 3 and therefore in unchanged in this particular case.
Der Übertragungswirkungsgrad eines mit dem Abtastschema nach Fig.4 betriebenen 3-Pfad-Filters berechnet sich zuThe transmission efficiency of a 3-path filter operated with the sampling scheme according to FIG calculates to
sin I.
sin
' 2'2
mit k = 0, 1, 2 ....with k = 0, 1, 2 ....
Man sieht aus F i g. 5, daß A(k) für Jt= 2, 3,4, 6, 8 usw. Nullstellen besitzt, daß also insbesondere der schwer zu unterdrückende Durchlaßbereich für 2ω0 verschwindetOne can see from FIG. 5 that A (k) has zeros for Jt = 2, 3, 4, 6, 8 etc., so that in particular the pass band for 2ω 0 , which is difficult to suppress, disappears
F i g. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Filteranordnung nach der Erfindung:F i g. 6 shows an embodiment of a filter arrangement according to the invention:
Ein 6stufiger Ringzähler RZ steuert 6 Verknüpfungsglieder G\ bis Gs derart, daß die Schalter S\ bis Se in der der F i g. 4 entsprechenden Weise angesteuert werden.A 6-stage ring counter RZ controls 6 logic elements G \ to Gs in such a way that the switches S \ to Se in the FIG. 4 can be controlled accordingly.
Die Verknüpfungsglieder können in bekannter Weise als Torschaltungen (entsprechend der Darstellung F i g. 6), aber auch als bistabile Multivibratoren usw. ausgebildet sein.The logic elements can be used in a known manner as gate circuits (according to the illustration F i g. 6), but also be designed as bistable multivibrators etc.
Der Mehraufwand gegenüber einem 3-Pfad-Filter üblicher Bauart liegt in der Erhöhung der Stufenzahl des Ringzählers von 3 auf 6 und in den Verknüpfungsgliedern, also lediglich auf der digitalen Seite.The additional effort compared to a conventional 3-path filter is the increase in the number of stages Ring counter from 3 to 6 and in the links, i.e. only on the digital side.
Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19681766425 DE1766425B2 (en) | 1968-05-21 | 1968-05-21 | SAMPLE PROCEDURE FOR AN N-PATH FILTER |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19681766425 DE1766425B2 (en) | 1968-05-21 | 1968-05-21 | SAMPLE PROCEDURE FOR AN N-PATH FILTER |
Publications (3)
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DE1766425A1 DE1766425A1 (en) | 1971-07-15 |
DE1766425B2 true DE1766425B2 (en) | 1977-01-27 |
DE1766425C3 DE1766425C3 (en) | 1977-09-08 |
Family
ID=5698931
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19681766425 Granted DE1766425B2 (en) | 1968-05-21 | 1968-05-21 | SAMPLE PROCEDURE FOR AN N-PATH FILTER |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE1766425B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1534319A (en) * | 1976-08-20 | 1978-11-29 | Cossor Ltd A C | Electrical filter networks |
-
1968
- 1968-05-21 DE DE19681766425 patent/DE1766425B2/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1766425A1 (en) | 1971-07-15 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |