DE1940903B1 - Verfahren zur Erzeugung und Absiebung von Oberwellen einer Grundfrequenz,insbesondere von Frequenzen fuer Traegerfrequenzsysteme - Google Patents

Description

,RC-Filter realisiert-und daher in Drucktechnik oder integrierter Technik hergestellt werden. Durch den Anstoß dieser Selektionsmittel erhalten die unerwünschten Nebenfrequenzen am Ausgang des Selektionsmittel eine solche Phasenlage und Amplitude

als Trägerschwingung, mit der Grundschwingung als Modulationsfrequenz und mit den Nebenfrequenzen als oberen und unteren Seitenfrequenzen darstellen. Die zur Beseitigung dieser Amplitudenmodulation dienende Amplitudenbegrenzung kann mittels eines einfachen Amplitudenbegrenzers mit Dioden oder mittels eines im Nulldurchgang der Oberwelle betätigten elektronischen Schalters, z. B. eines über-

Bei der auf diesem Verfahren beruhenden Trägerversorgung der Endgeräte von Trägerfrequenzanlagen, bei der Vervielfachungsfaktoren der Grund- io gegenüber der gewünschten Oberwelle, daß sie eine frequenz von mehr als 50 keine Seltenheit sind, ist Amplitudenmodulation dieser Oberwelle mit dieser es bekannt und üblich, die meist sinusförmige Grundfrequenzspannung in eine entsprechende Impulskette,
deren Wiederholungsfrequenz gleich der Grundfrequenz ist, zu verwandeln und aus dieser Impuls- 15
kette dann mittels mehrkreisiger LC-Bandpässe oder
Quarzfilter die gewünschten Oberwellen bzw. Harmonischen der Grundfrequenz herauszusieben.

Es ist auch bekannt, die sinusförmige Grundfrequenzspannung durch Verzerrung in eine Span- 20 steuerten Verstärkers oder einer Trigger- oder Tornungsimpulskette umzuwandeln, die pro Periode der schaltung, durchgeführt werden. Solche Begrenzer Grundfrequenz nicht nur einen Impuls, sondern und Schalter lassen sich in integrierter Technik oder mehrere Impulse aufweist zu dem Zweck, den in Drucktechnik herstellen. Das Verfahren nach der Energieinhalt des aus der Verzerrung resultierenden Erfindung kann.mehrfach bzw. in mehreren Stufen Oberwellenspektrums in der Nähe der gewünschten 25 hintereinander angewendet werden, um restliche Harmonischen zu vergrößern und benachbarte Har- Anteile der störenden Frequenzen weiter zu dämpfen, monische zu unterdrücken.

Bei beiden vorgenannten Verfahren treten jedoch neben der gewünschten Harmonischen im Abstand der Grundfrequenz Nebenfrequenzen auf, die von nachgeschalteten Trägerfiltern unterdrückt werden müssen. Solche Trägerfilter sind teuer und fügen sich wegen ihrer verhältnismäßig großen Spulen bzw. Quarze schlecht in die übrigen Teile der Schaltung

ein, die sich in integrierter Technik oder Druckschal- 35 Resonanzkreises verwandelt werden, der beispielstungstechnik herstellen lassen und daher sehr klein weise auf eine bestimmte störende Frequenz oder sind. ; , eine zwischen einem bestimmten Paar störender

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Frequenzen liegende Frequenz abgestimmt ist. Durch gleiche Selektion wie mit den Trägerfiltern auf einem selektive Messung der störenden Frequenzen am anderen Wege zu erreichen, der einen geringeren 40 Ausgang des ersten Amplitudenbegrenzers bzw. der Aufwand in Filterspulen erfordert. ^ ersten -Trigger- ader Torschaltung läßt sich leicht

Das diese Aufgabe lösende Verfahren nach der ein Optimum für die Lage der Resonanzfrequenz Erfindung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeich- . des weiteren Resonanzkreises finden, wenn die net, daß die im Oberwellenspektrum im Abstand der richtige Phasendrehung und Dämpfung beim Entwurf Grundfrequenz unter- bzw. oberhalb dieser Ober- 45 der Schaltung berücksichtigt wird. Dem weiteren welle liegenden Nebenfrequenzen um den gleichen Resonanzkreis wird dann ein weiterer Amplituden-Phasenwinkel in einer bzw. der entgegengesetzten
Richtung gedreht werden, wobei die im gleichen
Abstand von der Oberwelle liegenden Nebenfrequenzen paarweise amplitudengleich sind, und daß die 50
Nebenfrequenzen in der Ausgangsspannung des
Selektionsmittels durch Amplitudenbegrenzung, Triggerung oder mittels eines Tores unwirksam gemacht
werden.

Zur Umformung der Grundwelle in Impulse kann 55 besondere können durch Anwendung des erfindungseine der bekannten Impulsformeranordnungen, z. B. gemäßen Verfahrens passive oder aktive ÄC-Filterein Schmitt-Trigger, dienen, die die im allgemeinen
sinusförmige Grundwelle in eine Rechteckschwingung
gleicher Impulsfolgefrequenz mit dem Tastverhältnis 1:1 oder in eine Folge von schmalen Rechteck- 60
impulsen umformt, von denen einer oder mehrere
auf eine Periode der Grundschwingung kommen.

Zur Phasendrehung der Nebenfrequenzen kann ein einfacher LC-Resonanzkreis als Selektionsmittel verwendet werden, der mit einer in der Impulsformeranordnung erzeugten Kette von schmalen Impulsen oder einer Rechteckschwingung mit dem Tastverhältnis 1:1 angestoßen wird. Es kann aber

die dadurch verbleiben, daß in der Praxis die verwendeten Schaltelemente die an sie gestellten Anforderungen nicht in idealer Weise erfüllen.

Eine einmal entstandene Phasenmodulation der gewünschten Oberwelle läßt sich zwar durch eine Amplitudenbegrenzung nicht mehr beseitigen, sie kann aber-wenigstens teilweise wieder in eine Amplitudenmodulation durch Verwendung eines weiteren

begrenzer bzw. eine weitere Trigger- oder Torschaltung nachgeschaltet, um die noch vorhandene Amplitudenmodulation zu entfernen.

Auf diese Weise läßt sich der Bedarf an Resonanzkreisen und die Anforderung an ihre Selektionsschärfe stark vermindern, weil die Dämpfung der unerwünschten, störenden Frequenzen vorwiegend durch die Amplitudenbegrenzung erreicht wird. Ins-

schaltungen für hohe Dämpfungsforderungen eingesetzt werden, weil die an sich geringe Selektivität dieser Schaltungen dabei nicht ausschlaggebend ist.

Das Verfahren nach der Erfindung wird an Hand der Figuren der Zeichnung näher erläutert, wobei darstellen

F i g. 1 eine beispielsweise verwendbare Folge von schmalen Rechteckimpulsen,

F i g. 2 das ihr entsprechende Oberwellenspektrum,

F i g. 3 ein Ausführungsbeispiel eines Schaltungsschemas zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,.

Fig. 4 eine mögliche Ausführungsform des Selektionsmittels als einfacher Parallelresonanzkreis,

F i g. 5 die amplitudenmodulierte Ausgangsspannung dieses Kreises vor der Amplitudenbegrenzung und

Fig. 6 dieselbe Ausgangsspannung nach der Amplitudenbegrenzung.

Die sinusförmige Grundfrequenz (/o)-Schwingung wird in einem vorzugsweise elektronischen Impulsformer, z. B. einem monostabilen Multivibrator, in die in Fig. 1 dargestellte Folge von zwei schmalen Rechteckimpulsen pro Periode T= \:fo der Grundfrequenz umgeformt.

Das dieser Impulsfolge entsprechende, in F i g. 2 dargestellte Oberwellenspektrum zeigt, daß die ungeradzahligen Oberwellen 3 fo, 5 fo usw. amplitudenstärker in Erscheinung treten als die geradzahligen Oberwellen. Dabei sind bei Annäherung an die idealen Bedingungen Pegelunterschiede von 3 bis 5 Np zwischen den ungeradzahligen und den geradzahligen Oberwellen erreichbar. Der Abstand benachbarter Oberwellen bzw. Spektrallinien voneinander ist gleich der Grundfrequenz fo. Wenn z.B. die Oberwelle mit der Frequenz F — 5 fo ausgesiebt werden soll, so muß sie vornehmlich von den amplitudenschwachen Nebenfrequenzen F ± fo und den etwa amplitudengleichen F ± Ifo befreit werden. Für diese vier Frequenzen wird häufig eine Dämpfung von 10 Np gefordert, während die Dämpfung der weiter entfernt liegenden Oberwellen kleiner sein darf.

F i g. 3 zeigt das Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung zur zweistufigen, d. h. zweimal hintereinander erfolgenden Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung. Die aus der im allgemeinen sinusförmigen Grundwelle abgeleitete Impulsfolge nach F i g. 1 wird dem Eingang eines ersten, einfachen, auf die abzusiebende Oberwelle abgestimmten Bandpasses BP1 zugeführt, dessen Ausgangsspannung Ul in einem ersten Amplitudenbegrenzer B1 auf einen bestimmten Wert begrenzt und nach Verstärkung in einem Verstärker V dem Eingang eines zweiten, einfachen, auf die abzusiebende Oberwelle abgestimmten Bandpasses BP 2 angelegt wird. Die Ausgangsspannung des letzteren Bandpasses wird in einem zweiten Amplitudenbegrenzer BP2 begrenzt und stellt die gewünschte Oberwelle dar.

Die beiden Bandpässe BPl und BP 2 können beispielweise gemäß F i g. 4 jeweils aus einem Vierpol mit einem im Längszweig liegenden Widerstand R und einem im Querzweig liegenden, auf die abzusiebende Oberwelle abgestimmten L/C-Parallelresonanzkreis bestehen. Ein solcher einfacher Bandpaß dreht bei Ansteuerung durch eine Impulsfolge nach F i g. 1 die Phase der beiden ober- und unterhalb der Resonanzfrequenz, z. B. 5fo, liegenden Oberwellen 6 fo bzw. 4 fo um den gleichen Phasenwinkel in entgegengesetzter Richtung gegenüber der Phase der Resonanzfrequenz, die selbst nicht gedreht wird. Es tritt also eine Amplitudenmodulation der gewünschten Oberwelle 5 fo durch die Grundfrequenz fo auf, wie dies aus F i g. 5 mit der gestrichelt dargestellten, der Grundfrequenz entsprechenden Hüllkurve hervorgeht. Die modulierte Spannung Ul wird in beiden Richtungen auf einen bestimmten, durch die strichpunktierten Linien angedeuteten Wert begrenzt. Dabei ergibt sich die in Fig. 6 gezeigte Rechteckspannung U2 mit der Impulsfolgefrequenz S/o und dem Tastverhältnis 1:1. Diese Rechteckspannung wird nach Verstärkung im Verstärker V nochmals denselben Verfahrensschritten im Bandpaß BP 2 und Amplitudenbegrenzer B 2 unterzogen, an dessen Ausgang die weiter gefilterte, gewünschte Rechteckspannung mit der Impulsfolgefrequenz 5 fo und dem Tastverhältnis 1:1 abgenommen wird.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Erzeugung und Absiebung von Oberwellen einer Grundfrequenz, insbesondere von Frequenzen für Trägerfrequenzsysteme, bei dem die Grundwelle in Impulse umgeformt wird, deren Oberwellen sämtlich die gleiche Phasenlage haben und die Impulse ein einfaches, auf die abzusiebende Oberwelle abgestimmtes Selektionsmittel steuern, dadurch gekennzeichnet, daß die im Oberwellenspektrum im Abstand der Grundfrequenz unter- bzw. oberhalb dieser Oberwelle liegenden Nebenfrequenzen um den gleichen Phasenwinkel in einer bzw. der entgegengesetzten Richtung gedreht werden, wobei die im gleichen Abstand von der Oberwelle liegenden Nebenfrequenzen paarweise amplitudengleich sind, und daß die Nebenfrequenzen in der Ausgangsspannung des Selektionsmittels durch Amplitudenbegrenzung, Triggerung oder mittels eines Tores unwirksam gemacht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundwelle in eine Rechteckschwingung gleicher Impulsfrequenz mit dem Tastverhältnis 1: 1 umgeformt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundwelle in eine Folge von schmalen Rechteckimpulsen umgeformt wird, von denen einer oder mehrere auf eine Periode der Grundwelle kommen.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Selektionsmittel eine einfache LC-, RL- oder i?C-Schaltung dient, die mit passiven und/oder aktiven Elementen realisiert und vorzugsweise in integrierter Technik oder Druckschaltungstechnik hergestellt ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Selektionsmittel ein elektromechanischer Schwinger dient.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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