DE1811503A1 - Filter zur Filterung von analogen Signalen - Google Patents

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann, Dr. Ing. A.Weickmann

Dipl.-Ing. H.Weickmann, D1PL.-PHYS. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.WeiCKMANn, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 27, DEN

MDHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/22

SenUralinstitutt for industriell forskning, Forskningsveien ΐ, Blindem, Oslo 5₅ Norvyejjen

Filter zur Filterung von analogen Signalen

Die liriinaung bezieht sich auf ein Filter zur Filterung von analogen ßiynalen mit Hilfe eines analogen Uetzv/erkes, v/ie i;\it iiilfe einer elektrischen oder hydraulischen Schaltung, iiit iiilie einer solchen Schaltung v;orden Signale integriert , uni eine (cewünschte charalcterästische Frequenz ode::· einen Qevmnschten i'requenabereich auszuv/^ihlen. Die zu integrierenden Signale können. Signale sein, die von den der _t",eueiligen Filterschaltun^: zugeführten Eingangs- £ii.;nalen abgeleitet sind; sie können aber auch die Ein- =.;.an-:siri._.iicü_e selbst sein. Die charakteristische Frequenz

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oder die charakteristischen Frequenzen hängen von den Werten der Widerstände und Kondensatoren ab, die in der FiIterschaltung enthalten sein können. Es ist eine üigenschaft eines bekannten Verfahrens zur Durchführung einer derartigen Filterung, daß die Integration ständig, d.h. ununterbrochen, stattfindet, und zwar solange die betreffende Filterschaltung eingeschaltet ist und ihr Eingangssignal e zugeführt werden.

Die Erfindung basiert auf diesem Verfahren und ferner auf dem bekannten trinzip, daß durch Abtastung eines durchgehenden Kurvenzuges mit einer Abtastfrequenz, die höher ist als die charakteristische Frequenz des betreffenden Kurvenzuges, wieder ein durchgehender Kurvenzug hergestellt werden kann.

Ein wesentlicher Nachteil bei nach diesen Prinzipien arbeitenden Filterschaltungen besteht darin, daß diese Filterschaltungen normalerweise nur für diejenige charakteristische Frequenz oder für denjenigen Frequenzbereich anwendbar sind, die bzw. der durch die Werte der in der .jeweiligen Filterschaltung verwendeten Bauelemente bestimmt ist. Dies bedeutet, daß die Wex^vte der Bauelemente geändert worden müssen, wenn''die jeweilige Filterschaltung zux* Aus χ il te rung von Signalen anderer Frequenzen benutzt werden soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Analog-Hetzwerke zu schaffen, die zum einen· an die Stelle bisher verwendeter Netzwerke setzbar sind und die zum anderen mit einfachen Einrichtungen auszukommen vermögen und,ohne die Werte von Bauelementen ändern zu müssen, Signale verschiedener gewünschter· Frequenzen innerhalb eines großen Bereiches charakteristischer Frequenzen auszuxiltsrn gesbatten. Gelöst wird diese Aufgabe e rf indung,s gemäß dadurch, daß die

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όί,αι^ΐο in dem jeweiligen Analog-ι* ebsv/erL nur während einzelner- ^eitabacknitte inue_oriert werden, deren ^e^. ceiti;_;er Zeitabstand kurzer· ist als die --erioue der des jevveils row L'us ent en Frequenzbereichs'.

Durch, diese besondere Art der Aufnahme von A bt as t prob en von den verschiedenen Si, nalen, die durch ein Analo;.;- ^et::;werk zu verarbeiten sind, ist es nkklich, einen iairvenau,-. wieder lier-zufjtr.'i.leii, der dem durch .eilenden Ku:_venzu.-v eine:;.· interessierenden i'requens entspricht. ..leich^ei'ci:^ ist es lüü^lich, das i_Set>v-;or^ S1\'.:j- andere -iLiarajitei-istische !''requenzen zu benutzen. Wie aus der ,.^Teit;er unten fol;.enuen .Je,Schreibung noch ersichtlich '..'eruen ;/ird, l-ie_c,t aie .j rs ache, den ,je'./eils ^ sv/üns eilten jj::o ^uenzbercieu ändern ^u kCunen, u.arin, da: .'ene bereiche, die aurch die einzelnen Zeitabschnitte darje- £toll"G sind, ver.^:.'ndert '..OX'de η können. Oe^i/L;. einer bevor-3U-; ten Ausführt-n_;: 3Γoru -Co.'- Erfindung. erfol_ct diese ■^no-ei.uii:_; dadurch, da·.: de::· -ereiiseiti^e ^eitü'cstaiid zv;isehen deix einzelnen ...eito-bschnitten geändert v/ix-d, da^e^en die Dauer der Seitrbsclinitte ',edoch I:onstant gehalten v.'ird. Die LndoruiiQ kann bei Anwendung des Netzwerkes zur Aus- ^ilterun·-, von iSi,_,nalen verschiedener !''requenzen dislcontimiierlich erfolgen; zum Lv/ecke eines vollst.Mndieen Überstreichens eines !»'requenzs^ektruins kann die betreffende ..„nderun·-; jedoch auch stetig erfolgen.

Obwohl aie Erfindung für verschiedene 1¹^ per. ν η iinalojivetav/er-.snBedeutung hat, z.B. für hydraulische und pneumatische iietzv.'erke, dürfte die praktische Bedeutung der Erfindung ®iu größten in Verbindung mit elektrischen i'ilterschc.lturii^en sein. Die Erfindung wird daher ira folgenden in Einblick auf derartige Aiialog-I.etzwerke näher erläutert.

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üblicherweise werden elektrische Filter gewöhnlich aus passiven Bauelementen hergestellt, zu denen Widerstände, Kondensatoren und Spulen gehören. Pei?artigß passive Filter können als !üiefpaß-, liochoaß- und BandpaBfiltgg ausgebildet sein. Derartige Filter sind ^edpch aufgrund ihres großen Gewichts und Plat ab e darf s häufig unpr.akti§ßf!· Dies ist insbesondere dann der Fall_? wenn dip F-ilf§r für niecLeige Frequenzen dimensionier^ gind; J|j ^i|n.g§i?ep Ifiil sind auch aktive Filter unter yervfendung· ¥o,n WJ-d^rs^ände/n, Kondensatoren und Tex^stärkern laergestej-l^ w/oj?,d§n_s £.Q$ diese Weise sind platzraubende §pul.en ygriaif^egL wg3?d§n. giner. der diesen bekannten Filtern anhaftenden lacii^eile b§s^,§h|; jedoch darin, daß diese Filter normalerweise nu:p fi|a3 dj-e charakteristische Frequenz verv/endet wepden können_? für die sie Jeweils dimensioniert sind. Werden elekiferisshe Filter nach dem der Erfindung zu Grunde liegenden jBrinzip realisiert, so kann Jedes, dieser Filter für eine große Anzahl charakteristischer Frequenzen oder für einen veränderbaren Frequenzbereich benutzt werden.·

Während der letzten Jahre haben integrierte Schaltungstechniken allmählich zunehmend an Bedeutung gewonnen. Betrachtet man die Herstellung von Filtern unter Zugrundelegung' der bei diesen Schaltungstechniken angewandten Verfahrensweise, so ergibt sich, daß die passiven Filter aufgrund der in ihnen enthaltenen Spulen hierfür vollständig ungeeignet sind. Das gleiche kann auch bezüglich der aktiven Filter gesagt v/erden. In diesem Falle sind bei Einsatz eines Filters für niedrige Frequenzen häufig Widerstände in der Größenordnung von Iieg-Ohm und Kondensatoren in der Größenordnung von Mikrofarad erforderlich. Derartige Bauelementewerte können in integrierten Schaltungen mit den heute bekannten Verfahren kaum realisiert werden. Daneben können die der integrierten Schaltungstechnik anhaftenden

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Vorteile geringer Produktionskosten bei großen Einheitsserien bei der Herstellung derartiger Filter nicht erzielt -,/erden, da diese Filter - wie bekannt - speziell für den jeweiligen Anwendungsfall individuell dimensioniert sein müssen.

Demgemäß soll die Erfindung im weiteren elektrische Filter zu realisieren gestatten, die durch integrierte Schaltungstechniken in großen Einheitsserien hergestellt vferden können. Diese Filter, die in bekannter V/eise aktive oder passive Bauelemente enthalten, von denen zumindest eines ein Kondensator ist, sind gemä£ der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß mit jedem Kondensator ein Schaltelement wirksam in Seihe geschaltet und während einzelner Zeitabschnitte jeweils- geschlossen ist.

Diese Anordnung macht es z.B. möglich, './iderstände in der Größenordnung von 1kChm und Kondensatoren in der Größenordnung von 1000 pF zu verwenden. Diese "ierte sind im Einblick auf die integrierte Schalt ungs technic: cairch^us ?nnehmbaro A'erte; sie sind besonders vorteilhaft für Kybridschaltungen.

Es sei an dieser Stelle bemerkt, daß die zuvor gebrauchte Bezeichnung 'wirksam in Seihe geschaltet" hier im v/esentliehen in elektrischer Einsicht zu verstehen ist, d.h. im Hinblick auf den durch den jeweiligen Kondensator fließenden Strom. Dabei kann ein zusätzliches, mit einem Kondensator direkt in Reihe zu schaltendes Schaltelement auch in Reihe au einer Parallelschaltung eines Kondensators und eines Verstärkers geschaltet sein, der keinen Strom verbraucht .

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Die oben genannten Schaltelemente können im Prinzipmechanische Schalter oder elektrische Schaltungen sein, die als Schalter arbeiten. Vorzugsweise enthält jedes Schaltelement jedoch einen Feldeffekttransistor, der von einer Iin pul sexuelle her gesteuert wird.

Die charakteristische frequenz wird dadurch geändert, daß der Zeitabschnitt geändert wird.," währenddessen die Schaltelemente geschlossen sind. Diese Steuerung der Schaltelemente kann dadurch erfolgen, daß die Steuerimpulsbreite geändert wird. Vorzugsweise erfolgt die betreffende Steuerung jedoch durch andern der Inpulswiederholungsfrequenz. Diese frequenz kann leicht auf einen: wesentlich höheren Wert gehalten v/erden, als dem der charakteristischen Frequenz, bei der das Filter benutzt wird. Dies bedeutet, daß die einzelnen Zeitabschnitte konstant gehalten werden und daß der gegenseitige Zeitabstand solcher aufeinanderfolgender Zeitabschnitte geändert wird.

Die Impulswiederholungsfrequenz kann kontinuierlich geändert werden. -Dies führt zu steuerbaren Filtern für Frequenzdurchlauf- und Anpassungs-Anwendungen. Auf der anderen Seite kann die Änderung auch nicht kontinuierlich erfolgen, und zwar um das jeweilige Filter auf eine andere charakteristische Frequenz einzustellen. Als Beispiel für den Frequenzänderungsbereich ein und desselben Filters kann ein Bereich von 1 Ez bis 1 MHz angesehen v/erden. Hit diesem Frequenzbereich werden interessierende Filterforderungen in Sprach- und Fernseh-Nachrichtenvermittlungs- ·' einrichtungen überdeckt.

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Zur Verdeutlichung der Besiehung zwischen dei¹ ifrequenz und Zoitsteuerung der I?ilter geraäi; der Erfindung sei als Beispiel eine einf adie RG-Pchaltung betrachtet, deren charakteristisch.« frequenz bzw. Grenzfrequenz durch die !ο e Ziehung

gegeben ist.

Ist <Ier Kondensator in dieser Schaltung in erzind-ungsgeu^:iße3: »/eise mit eine;.; Schalter- (wirLsam) in .rfeihe ge-& ehalt et, -dor 'während einzelner Zeitabschnitte 4 t ein-

geschaltet- und während der -jeweils dazwischen lie.Tenden ™

Leitcibschnitte Ί¹ - A'c ausgeschaltet ist, so ergibt sich eine u-rensfreiiuenü von

-hieraus ergibt sich, daß die charakteristische Frequenz um einen jPalctor herabgesetzt wird, der gleich deia Verh'lltriis von Δ t r»u χ¹ ist, -oder rait anderen Worten ausgedrückt, der· proportional der Zeitspanne ist, während der dem Kondensator vorgeschaltete Schalter einen Strom führt.

In diesem Zusammenhang sei ferner auf eine hü^lichkeit zur Beseitigung einer ^requenzwänderung hingeviiesen, v/elche die Bauelemente bei diesem ^fx^Typ von filtern gemäß der Erfindung bestimmt. V/emi der Zeitabschnitt Δ t durch ein RG-Glied mit den Vierten H^ und G. bestimmt wird, ist die charakteristische .Frequenz durch folgende Beziehung gegeben:

^ω c ⁼ RG * "ΊΓ

Die mögliche Abweichung der Widerstands- oder Kondensatorderte, z.B. aufgrund von '£emperaturänderungen, wird hier ausgeglichen.

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Die Filterschaltung gemäß der Erfindung ißt generell bei ■allen FiItertypen'anwendbar; sie liefert stets während derjenigen Zeitabschnitte, während derer die Schaltelemente geschlossen sind, ein genaues Ausgangssignal. In aktiven Filtern sind mit Hilfe eines dem Verstärker und dem zugehörigen KondenBator Vorgeschalteten Schaltelementes die Ausgangssignale äuoh während der Zeitspannen zwischen aufeinanderfolgenden fcöitabschnitteri korrekt, während derer die.Schaltelemente Strom führen. In diesem Fall dient der dem Verstärker vorgeschaltete Kondensator ferner als Interpolationeglied» das den integrierten Amplitudenwert von einem Integrations-Zeitabschnitt bis zum nächsten Integrations-Zeitabschnitt; festhält. Im Unterschied hierzu kann das Schaltelement auch zwischen dem Verstärker und dom zugehörigen Kondensator eingefügt sein. In.diesem Fall kann ein Interpolationsglied an den Ausgang der filterschaltung angeschaltet sein. In Filtern ohne Verstärker kann dieses Interpolationsglied stets an den Ausgang der ITiijLterschaltung angeschlossen sein. Im allgemeinen sollte din Interpolationsglied in der Filterschaltung vorgesehen!ßein, um ein korrektes oder nahezu korrektes Aufgangeignal während der Zeitspannen zwischen aufeinanderfoigehden Zeitabschnittenzu erhalten, während derei die Schaltelemente Strom führen.

Die Verfahrensweise bei der Zusammenstellung von Filtern gemäß der Erfindung kann die gleiche sein wie jene bei der Zusammenstellung von konventionellen Filtern. Zu berücksichtigen ist lediglich die generelle, zusätzliche Regel, daß in der FiIterschaltung in Reihe mit jedem, in konventioneller Filterkonfiguration geschalteten Kondensator ein Schaltelement anzuordnen ist, z.B. ein Feldeffekttransistor. Wenn -ein Filter gemäß der Erfindung ,

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zusammengestellt wird, können die Flankensteilheit und damit der relative Frequenzabstand auf herkömmliche v/eise dimensioniert werden, ohne daß dabei (jedoch die charakteristische Frequenz zu berücksichtigen ist, da diese spater eingestellt wird. Daher kann ein und dieselbe Filterschaltung für eine sehr große. Anzahl unterschiedlicher Frequenzen benutzt werden» Die Folge hiervon ist, daß eine einzige integrierte Schaltung in großer Stückzahl hergestellt werden kann. In diesem Zusammenhang sei noch darauf hingewiesen, daß somit Filter auf wirt- j schaftliche Weise mit größerer Flankensteilheit herge- φ stellt werden können, als für gewisse praktische Anwendungs- '

fälle unbedingt erforderlich ist.

Die Erfindung wird| ausgehend von konventionslle^n Filtern, im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1a zeigt eine Grundschaltung eines konventionellen '

aktiven Tiefpaßfilters zweiter Ordnung. Fig. 1b zeigt eine Grundschaltung eines entsprechenden Filters gemäß der Erfindung.

Fig. 2a zeigt eine andere Ausführungsform eines Filters gemäß der Erfindung, unter Zugrundelegung des Filters gemäß Fig. 1b. ,

Fig. 2b zeigt eine dritte Ausführungsform eines Filters mit einem gesonderten Interpolationskondensator. Fig. 3 zeigt eine der in Fig. 2a dargestellten Grundschaltung entsprechende bevorzugte Schaltung. Fig. 4 zeigt eine Grundschaltung eines aktiven Eochpaßxilters gemäß der "Erfindung.

Fig. 5 veranschaulicht aas Prinzip eines passiven Filters a-enäf: der Erfindung.

B/* D

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In Fig. 1a ist gezeigt, wie Widerstände IL,, und Lp, Kondensatoren G,,. und. Q,,. und ein Verstärker F,. zu einem Tiefpaßfilter zweiter Ordnung zusamnlenges ehalt et werden können. Wie bekannt, legen die Bauelementewerte in einer derartigen Schaltung eine gewisse charakteristische Frequenz fest. Für eine andere charakteristische Frequenz müssen die Widerstände und Kondensatoren durch Bauelemente anderer Werte ausgetauscht werden.

In Fig. 1b ist eine entsprechende Schaltung gemäß der Erfindung gezeigt. In dieser Schaltung sind ein Schaltelement B.. in Reihe mit dem Kondensator G** und ein Schaltelement B^p in Reihe mit dem Kondensator C^₂ S^e~ s ehalt et. Die Schaltelemente B,-^ und B. ρ können gemeinsam in irgendeiner gewünschten Weise angesteuert oder aktiviert werden. Es dürfte, ersichtlich sein, daß die Integration durch die Kondensatoren G^y, und C^₂ lediglich während der Zeitspanne erfolgt, während der die Schaltelemente B^. und B.ρ jeweils Signale zu übertragen gestatten, und daß die charakteristische Frequenz davon abhängt, welchen zeitlichen Anteil von der Gesamtzeit die IntegrationsZeitspanne ausmacht, während der die Schaltelemente jeweils geschlossen sind, Durch lediglich während eines anderen Bruchteils der Gesamtzeit geschlossene Schaltelemente B^. und B.ρ kann die Schaltung zur Ausfilterung von Signalen einer anderen charakteristischen Frequenz benutzt werden, ohne daß die Werte der Widerstände und Kondensatoren geändert werden.

Es dürfte einzusehen sein, daß die charakteristische Frequenz ein und desselben Filters auf diese Weise einfach dadurch geändert werden kann, daß die Zeitspanne geändert wird, während der die Schaltelemente jeweils geschlossen sind. Die charakteristischen Flankensteilheiten bleiben dadurch unverändert.

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!typische Kondensatoren in der erfindungsgemäßen Schaltung können Kapazitäten in der Größenordnung von 1000 pF besitzen; die Widerstände können Worte in der Größenordnung von 1 kOhm besitzen. Ein möglicher Frequenzvariationsbereich kann zwischen 1 Ez und 1 MHz liegen.

Die FiIterschaltungen gemäß der Erfindung sind auch als steuerbare Filter für die Überstreichung eines Frequenzbandes, als Anpassungsfilter sowie ale Frequenzregelnetzwerke in regelbaren Oszillatoren verwendbar, da eine lineare und genaue Übereinstimmung zwischen den Zeitspannen bzw. Zeitabschnitten A t und dem Zeitabstand T dee Steuersignals auf der einen ßeite und der charakteristiöchen Frequenz auf der anderen Seite besteht, wie dies oben bereits erläutert worden iet#.

Um ein genaues Ausgangssignal auch während der Zeitspanne zwischen den Zeltabschnitten Δ t zu erhalten» Während derer die Schaltelemente der Schaltung geschiossen aind, werden im folgenden unter Bezugnahme auf die !figuren 2a und 2b zwei Ausführungabeispiele der Erfindung näher erläutert. Die in diesen Figuren vorgesehenen Widerstände R₂^ und R₂₂ entsprechen den oben erwähnten Widerständen R^ und R^₂; die Kondensatoren C₂^ und G₂₂ entsprechen den oben erwähnten Kondensatoren C^ und G₁₂, und dip Verstärkerschaltung F₂ entspricht dem Verstärker F^ in den auvor betrachteten Figuren.

Gemäß Fig. 2a ist das Schaltelement Bg,. in Reihe mit dem Kondensator C₂,, geschaltet, und zwar derart, daß es vor dem Kondensator O₂^ und vor dem Verstärker F₂ liegt, der keinen Strom verbraucht. Der Kondensator G₂^ wirkt dabei gleichzeitig als Interpolationsglied in der Filterschaltung, indem er den integrierten Si^nalwert an den Ausgangs-

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klemmen während der Zeitspanne zwischen aufeiiianderfolgenden Zeitabschnitten konstant hält., während welcher die Schaltelemente der Schaltung.geschlossen sind.

Gemäß Fig. 2b ist das Schaltelement B_0x, in Reihe mit dem Kondensator Gp^ geschaltet., und zwar derart, daß es zwischen dem Kondensator Cp_x, und dein Verstärker F₀ liegt. Als Interpolationsglied sind an den Ausgang· der Schaltung ein Kondensator G₀₇ und ein Schaltelement B₀₇ . geschaltet, das gemeinsam mit den Schaltelementen B_0x, und B₀₀ gesteuert wird. In diesem Fall wird ebenfalls der jeweils zuletzt integrierte Signalwert am Ausgang der Schaltung bis zum nächstfolgenden Integratioiiszeitabschnitt konstant gehalten.

Die in Fig. ο vorgesehenen Widerstände R_7x,, R₇₀ und Kondensatoren G-^_x, und C₇,,-, entsprechen den Widerständen und Kondensatoren in einem konventionellen Tiefpaßfilter zweiter Ordnung. Der Feldeffekttransistor FT_7x, und der Widerst and R-,- bilden den Verstärker. Als Schaltelemente gemäß der Erfindung dienen hier Feldtransistoren FT_7o und FT₇^, von welchen der Feldeffekttransistor FT₇₀ dem Verstärker FT_7x,,, dem Widerstand R--, und dem Kondensator C_7x, gemäß

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Fig. 2a vorgeschaltet ist. In Reihe mit der Torelektrode jedes der Feldeffekttransistoren FS-zp* FTx₇ ist eine Diode Dv_x,, 1)^2 geschaltet* Diese Dioden dienen jeweils dazu, einen Stromfluß in die Torelektrode: hinein zu verhindern.. Dadurch erhalten die Schalter FT₇₀,. F¹J^₂- ein an ein ideales

;?2 - Ov .

Schalterverhalt en angenähertes Sciialtverhalteaa.. M-© Schalter werden durch vom einer Impuls quelled PK, über einen Eraäsistor T_7X] abgegebene Impulse gest^:eae;rti* $>&$?. Tjiaiagistar· T₇. ist an seiner Basis: mit einem Basiswiderst and I₂-,,. und. ma

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seinem Kollektor mit einem Ijäst«Aderstand. Jt^ veanbi^fflden..* Wie. ersicmtlich,, ist der Feld^vefS©fciit:ransistö:r· F¹E₇^ derart

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angeordnet, daß der Kondensator O^ stets die Spannung ε.η der torelektrode des Feldeffekttransistors Fi'^/i festhält. Dadurch werden die Signale derart geglättet, daß sie korrekt oder nahezu korrekt auch während der Zeitspanne zwischen den den Feldeffekttransistoren FT-,_o und S¹T-,, neweils zugeführten Steuerimpulsen auftreten.

Die in Fig. 4 vorgesehenen Widerstände 'R₁,* ? ^%ρ·> Kondensatoren ii_L,_y,, C_i(ρ und der Verstärker F'_z, entsprechen den Elementen in einem konventionellen aktiven Hochpaßfilter zweiter Ordnung. Gemäß der Erfindung sind in diese Filterschaltung Schaltelemente B,, und B^p derart einge-I'ägt, daß eine Integration in einzelnen 'Δ eito.b schnitt en erfolgt. Ferner können ein Schaltelement B_z ^. und ein Kondensator ΰ_/ι7, an den Ausgang der Schaltung angeschlossen sein, um den Jeweils zuletzt integrierten Signalwert an dem Ausgang der Schaltung bis zum jeweils folgenden Integrationszeitabschnitt, während dessen die Schaltelemente B_z,. und B_;,p geschlossen werden, konstant zu halten. Die Schaltelemente "sind vorzugsweise Feldeffekttransistoren, die durch z.B. von einem Impulsgenerator abgegebane Impulse gesteuert werden.

Die in Fig. 5 vorgesehenen Widerstände Sr/,, H^pi H₁-, und Kondensatoren Gr^₁ ^c;?» ^r^ entsprechen den in einem konventionellen passiven Filter, einem sogenannten Doppel-T-Filter vorgesehenen entsprechenden Elementen. Gemäß der Erfindung sind in Reihe mit den Kondensatoren Schaltelenente Bj-,, B_rp und Bc- geschaltet, die z.B. durch Impulse gesteuerte Feldeffekttransistoren sein können. Ferner sind, ο in Schaltelement B₁-M und ein Kondensator Grn in der Schaltung vorgesehen, um den jeweils integrierten Signalwert 'wähx'end der Zeitspanne zwischen aufeinanderfolgenden Steuerimpulsen konstant zu halten.

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Es dürfte einzusehen sein, daß Bandpaßfilter in derselben Art und Weise hergestellt v/erden können, indem z.E. in herkömmlicher v/eise Tiefpaßfilter und Hochpaßfilter gemäß der Erfindung in Reihe geschaltet werden.

Bei den oben betrachteten Beispielen elelrtrischer Schaltungen gemäß der Erfindung ist im Hinblick auf die Erzielung des gev/ünschten Effekts die Verwendung von Kondensatoren angenommen worden. Es dürfte jedoch einzusehen sein, daß unter Berücksichtigung der Dualität iron Kondensator und Spule im Prinzip auch Spulen in erfindungsgemäßer V/eise verwendet werden können. Demgemäß wären in JPilterschaltungen mit Spulen die Schaltelemente zun 3in- und Ausschalten jeweils parallel zur jeweils zugehörigen Spule geschaltet und während der Integratioiiszeitspannen geöffnet. Während des geschlossenen Zustands zwischen diesen Zeitspannen würde der-Strom in der S-uile !.^-derzeit praktisch nicht erreichbaren - Idealfall konstant gehalten werden.

Es dürfte schließlich einzusehen sein, daß in nicht-elektrischen Systemen, wie-z.B. in hydraulischen oder pneumatischen Systemen, den beschriebenen Effekten völlig entsprechende Effekte erzielbar sind, und zwar wegen der vollständigen Analogie zwischen derartigen Systemen und den zuvor beschriebenen elektrischen Systemen.

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0θβ-*20/11?Ο

Claims (12)

atents, ns "ο r ü c h e

1. !"!lter- zur Filterung von analogen Signalen, enthaltend ein Analog—i* et zwerL, in uelcheia in einem gewünschten Frequenzbereich, liegende Signale integriert v; erden, dadurch gekennzeichnet, da£ Integrations-Binrichtungen (B... bis Oy.y., B^₂ kis G.^) vorgesehen sind, die die Signale nur während einzelner Seitabschnitte integrieren, deren gegenseitiger Zeitabstand kürzer ist als die Periode der Signale in dem gewünschten Frequens-"bereich.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,. daE Einrichtungen (G₀^, 0^₇) vorgesehen sind, die das Ausgrangssignal ax/isclien einzelnen /jeit-intervc.ilen nahezu !constant halten.

3- Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Veränderung dec ^ev/ünschten Frequenzbereiches eine Steuereinrichtung (I¹¹Iv) vorgesehen ist, durch die das Verhältnis der Dauer der einzelnen Zeitabschnitte zu dem gegenseitigen Abstand solcher Seitabschnitte öiderbar ist.

4«. Filter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Steuereinrichtung (PK) bei kontinuierlicher Änderung des Verhältnisses der Dauer der einzelnen Seitabschnitte zu dem gegenseitigen Abstand solcher Zeitabschnitte eine FrequenzüberStreichung ausführbar ist.

5» Filter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß. durch die Steuereinrichtung (PK) unter Beibehaltung der Dauer der einzelnen Zeitabschnitte der gegenseitige Abstand dieser Zeitabschnitte änderbar ist.

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6« Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zur Filterung elektrischer Signale_runter Verwendung zumindest eines Kondensators, dadurch gekennzeichnet, daß-mit dem jeweiligen Kondensator (C,,,,, C.p) jeweils e^JQrefiha-ltelement (B.., B.p) v/irksam in ^ftiUk^ geschaltet ist, das während der einzelnen fntegrationszeitspannen geschlossen ist* ' , .

7. Filter nach" Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement ein elektronischer Schalter (FT^o, Fi₃₃) ist, ,

8. Filter nach Anspruch 7? dadurch gekennzeichnet, daß

^! der elektronische Schalter einen Feldeffekttransistor : umfaßt* · *

9· Filte^ nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet', daß die jeweiligen elektronischen Schalter durch von einer Impulsquelle (PK) abgegebene Impulse veränderbarer Impulswiederholungsfrequenz steuerbar sind.

10. Filter'nach Anspruch 9i dadurch gekennzeichnet, daß

zur Kompensation der Drift seiner Bauelemente die Impulsquelle (PK) für die Festlegung der Dauer der einzelnen Zeitabschnitte in an sich bekannter Weise ein zeitbestimmendes RC-Netzwerk enthält.

11. Filter nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator (Gp., Gp₇) vorgesehen ist, der die Ausgangespannung zwischen den einzelnen. Integrationszeitabschnitten nahezu konstant hält.

12.. Filter nacH Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß 'der Kondensator C^o^i ^r.λ) einer der vorgesehenen Filterkondensatoren ist.

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§09828/1130 S

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