DE2011758B2

DE2011758B2 - Kammfilter

Info

Publication number: DE2011758B2
Application number: DE19702011758
Authority: DE
Inventors: Tore Torstensson Dr. techn. Göteborg Fjällbrant (Schweden). H03h 9-30
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 1969-03-11
Filing date: 1970-03-09
Publication date: 1972-06-22
Also published as: NO125209B; GB1249273A; US3622916A; FR2041070B1; CH542546A; DE2011758A1; JPS5012981B1; NL7003385A; FR2041070A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kammfilter mit periodischer Frequenzcharakteristik, welches vorgesehen ist zum Filtern von einem periodisch abgetasteten Signal und welches aus einer ersten und einer zweiten Additionsschaltung besteht, die jeweils einen Ausgang und eine Anzahl von Eingängen aufweisen. Die Additionsschaltungen sind so angeordnet, daß an dem entsprechenden Ausgang die Summe der Eingangssignale, multipliziert mit einem jedem Eingang zugeordneten Faktor, erhalten wird, wobei ein Eingang der ersten Additionsschaltung den Eingang des Filters darstellt und der Ausgang der zweiten Additionsschaltung seinen Ausgang bildet. Der Ausgang der ersten Additionsschaltung ist sowohl mit einem Eingang der zweiten Additionsschaltung als auch mit dem Eingang der ersten aus einer Anzahl von in Reihe geschalteten Verzögerungsschaltungen verbunden, deren Ausgänge jeweils mit einem Eingang der ersten Additionsschaltung und einem Eingang der zweiten Additionsschaltung verbunden sind.

Bei einem Filter der oben definierten Type, einem sogenannten Kammfilter, wird der Filtereffekt dadurch erzielt, daß zu dem Eingangssignal, welches aus einem abgetasteten Signal mit einer gegebenen Frequenz besteht, früher abgetastete Werte, multipliziert mit gewählten Faktoren, addiert werden. Dies wird mit Hilfe von Verzögerungsschaltungen, deren Verzögerung gleich der Abtastperiode ist, und durch mit ihnen verbundene Additionsschaltungen erreicht, wobei das abgetastete Signal vorzugsweise zum Filter in Digitalform addiert wird, so daß die Verzögerungsschaltungen aus Schieberegistern bestehen können,

die sehr viel billiger und zuverlässiger sind als Verzögerungsscluiltungen. Diese Filtertype wird z. B, in dem Aufsulz »Recent Advances in the Synthesis of Combfilters« in der Vortmgssammlung, |957, IRE »National Convention Record«, Vol. 5 (1957), Part 2, S. 186 bis 199, beschrieben. Aus diesem Aufsatz geht hervor, daß ein Ausgangssignal nur zu dem Zeitpunkt erhalten wird, wo ein Eingangssignal an das Filter geliefert wird. Das bedeutet, daß die Zeit zwischen zwei Eingangssignalen zur Lieferung anderer Signale an das Filter verwendet werden kann, d. h., eine Anzahl von Signalen kann parallel gefiltert werden durch gegeneinander in der Zeit verschobenes Abtasten des Signals. Das Filter kann z. B. in Zeitmultiplex-Systemen der Fernmeldetechnik oder zum Empfang von Radarechos verwendet werden. Im Fall des Radars ruft jedes Ziel ein Echo hervor, welches mit der Impulswiederholungsfrequenz wiederkehrt, und die Echos von verschiedenen Zielen sind gegeneinander in der Zeit verschoben, in der Regel ist man nur an Echos interessiert, die während -"ines gegebenen Abschnittes der Zeit zwischen zwei ausgesandten Radarimpulsen empfangen werden, z. B. in der letzten Hälfte dieser Zeit. Dies bedeutet, daß die Ausgangssignale von dem Filter nicht während der ersten Hälfte dieser Zeit erhalten werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, daß bei Kammfiltern der entsprechenden Art ein Eingangssignal zu verschiedenen Zeitpunkten in einer Abtastperiode Ausgangssignale unterschiedlicher übertragungsfunktion erzeugt.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst, daß die Verzögerung der Verzögerungsschaltung gleich 1/N-mal dem Abtastabstand ist, wobei N eine ganze Zahl größer als 1 ist.

Der dadurch erzielbare Fortschritt besteht darin, daß gegenüber den bisher bekannten Kammfiltern durch Jen Gegenstand der Erfindung hinsichtlich der Charakteristiken der übertragungsfunktion eine größere Freizügigkeit erzielbar ist.

Zweckmäßige Weiterbildungen des Gegenstandes der Erfindung bestehen dann darin, daß

a) Uk: Faktoren auf verschiedene Weise zu den

N Zeitpunkten voreingestellt sind;

b) die Anzahl der Verzögerungsschaltungen gleich zwei ist, N = 2, der Multiplikationsfaktor (O₀) des Eingangs der zweiten Additionsschaltung, der mit dem Ausgang der ersten Additionsschaltung verbunden ist, gleich 1 ist, der Multiplikationsfaktor (α,) des Eingangs der zweiten Additionjschaltung, der mit dem Ausgang der ersten Verzögerungsschaltung verbunden ist, gleich - 1 ist, der Multiplikationsfaktor (ft,) des Eingangs der ersten Additionsschaltung, der mit dem Ausgang der ersten Additionsschaltung zu den Abtastzeiten verbunden ist, gleich 1 ist und zu Zeitpunkten, die um T/2 nach diesen Zeiten liegen, einen Wert hat, der zwischen 0 und 2 verändert werden kann, und daß der Multiplikationsfaktor (a₂) des Eingangs der zweiten Additionsschaltung, der am Ausgang der zweiten Additionsschaltung liegt, gleich 1 ist, und der Multiplikationsfaktor (H₁) des Eingangs der ersten Additionsschaltung, der am Ausgang der zweiten Additionsschaltung liegt, gleich -1 + A zu den Abtastzeiten und gleich

-1 zu den Zeitpunkten ist, die um T/2 nach diesen Zeiten liegen, wodurch ein Sperrbereichsfilter erhalten wird, dessen Grenzfrequenz durch den veränderlichen Wert bestimmt wird und dessen Breite des Sperrbereiches durch die Zahl I bestimmt wird;

c) die Anzahl der Verzögerungsschaltungen gleich zwei ist, N' = 2, der Multiplikationsfaktor («„) des Eingangs der zweiten Additionsschaliung, der mit dem Ausgang der ersten Additionsschaltung verbunden ist, gleich 1 ist, der Multiplikationsfaktor (α,) des mit dem Ausgang der ersten Verzögerungsschaltung verbundenen Eingangs der zweiten Additionsschaltung gleich -1 ist, der Multiplikationsfaktor (/>,) des Eingangs der ersten Additionsschaltung, der mit dem Ausgang der ersten Additionsschaltung zu den Abtastzeiten verbunden ist, gleich 1 ist und zu den Zeitpunkten, die um T/2 nach diesen Zeiten liegen, einen Wert hat, der zwischen 0 und -2 verändert werden kann, und daß der Multiplikationsfaktor («,) des Eingangs der zweiUv Additionsschaltung, der mit dem Ausgang der zweiten Verzögerungsschaltung verbunden ist, gleich - 1 ist und der Multiplikationsfaktor [b₂) des Eingangs der ersten Additionsschaltung, der mit dem Ausgang der zweiten Additionsschaltung verbunden ist, gleich 1 - I ist zu den Abtastzeiten und gleich 1 ist zu den Zeitpunkten, die um T 2 nach diesen Zeiten liegen, wodurch ein Sperrbereichsfilter erhalten wird, dessen Grenzfrequenz durch den veränderlichen Wert und bei dem die Breite des Sperrbereiches durch die Zahi I bestimmt wird;

d) zum Filtern eines entsprechenden Signals, das mit sich periodisch verändernden Impulsintervallen abgetastet wird, die Multiplikationsfaktoren (/),, b₂ . ) der ersten Additionsschaltung (Sl) sich in Abhängigkeit von der Länge (f) des Impulsintervalls zwischen den Impulsen verändern, so daß b' konstant ist von einem Impulsintervall zum anderen, wobei b der Wert eines multiplizierenden Faktors und t die Zeit zwischen zwei Impulsen in einem Impulsintervall ist, und daß an der Ausgangsseite der zweiten Additionsschaltung (S2) eine Gatterschaltung (G) angeordnet ist, die Ausgangssignale synchron mit dem Zuführen der Impulse zum Eingang der ersten Additionsschaltung (S 1) durchläßt.

Alle diese Weiterbildungen stehen in einem klaren Gehilfenverhältnis zum Gegenstand des Anspruchs 1 als einmal die N Zeitpunkte näher bestimmt werden sowie weitere Hinweise erhalten werden über die Zahl der zu verwendenden Verzögerungsschaltungen, die Anordnung der Additionsschaltungen zueinander und das Verhältnis der Multiplikationsfaktoren zu der Länge des Impulsintervalls zwischen den Impulsen.

Die Erfindung wird in genaueren Einzelheiten unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert, in weichen

F i g. 1 den Zeitverlauf für ein in den Intervallen T abgetastetes Signal V₀ zeigt,

F i g. 2 ein bekanntes Filter zeigt,

F i g. 3 ein Beispiel Tür ein Filter gemäß der Erfindung zeigt,

F i g. 4 ein abgetastetes Signal zeigt,

F i g. 5 schematisch ein Filter gemäß der Erfindung zeigt und

Fig. 6 einige Impulsdiagramme für das Filter gemäß F i g. 5 zeigt.

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F i g. I zeigt ein Signal n,(0, von dem angenommen wird, daß es in den Intervallen T abgetastet wird. F i g. 2 zeigt das Kammfilter. Dieses Filter besteht aus zwei Additiöflseinheiten S1 und S1 mit den Ausgängen Kl und Vl und einer Anzahl von Eingängen BO ... Bn und A(I... An, die so aufgebaut sind, daß die auf die Eingänge gegebenen Signale mit Faktoren b₀ ... b„ bzw. O₀ . . . a„ multipliziert werden, und die Summe der so multiplizierten Signale wird an den Ausgängen der Schaltungen erhalten. Mit dem Ausgang der Schaltung Sl ist eine Anzahl von in Reihe geschalteten Verzögerungsschaltungen Dl, D 2 ... Dn verbunden, deren Verzögerung gleich der

MO = üö(t) +
Vi(t) = O₀O₁(O +

Wenn diese Gleichungen nach Laplace transformiert werden und die Frequenzvariable e'"^T , bei der >> die Frequenz ist, gleich ζ gesetzt wird, dann wird der folgende Ausdruck erhalten (es wird auf den obenerwähnten Aufsatz verwiesen), wobei zu bemerken ist, daß die Zeitverschiebung T eine Multiplikation mit l/z bedeutet.

V₁(Z)= V₀[Z) + ^ F₁(Z)

+ ^F₁(Z)₊ ... + ^V_x(Z) V₁(Z) = O_nV_x(Z) + J V₁(Z)

V₀(Z)

Z¹O₀ + Z¹^a_x + ...a_n

7* jrx — l L L

Abtastperiode T ist. Die Ausgänge der Verzögerungssehaltungen sowie der Ausgang der Schaltung Sl sind mit Eingängen beider Additionsschaltungen verbunden, wie aus der Figur hervorgeht, und weiterhin bildet der Eingang Bö den Eingang des Filters, auf den das abgetastete Signal in F i g. 1 gegeben wird, und der Ausgang Vl der Schaltung S 2 bildet den Ausgamg des Filters, an dem der gefilterte, abgetastete Wert erhalten wird. Bei einer willkürlichen Abtastzeit werden die folgenden Ausdrücke für das Ausgangasignal der ersten und der zweiten Additionseinheit erhalten, wenn angenommen wird, daß b = 1 ist:

- 2T) + ■

- 2T) +

+ fc.r,(f - ηΤ) f a,v_x(t -

ergibt. Daraus ist zu ersehen, daß die gewünschten Pol- und Nullstellen der Übertragungsfunktion des Filters erhalten werden können durch geeignete Wahl der Faktoren O₀ ... a_m bzw. f>, ... fy Daß die übertragungscharakteristik periodisch ist, ist aus der Tatsache zu sehen, daß ζ = e '«·' , d. h.. die Bedingungen bei einer Frequenz ω, werden wiederholt bei ίο den Frequenzen

f> — io_f + tn —ψ- .

Fig. 3 zeigt ein Beispiel für ein Filter gemäß der

Erfindung, wobei die gleichen Bezugszeichen bei ides-tischen Teilen verwendet werden wie in Fig. 2. Aus Fig. 3 geht hervor, daß das Filter zwei Verzögeningseinheiten (Dl bzw. D2) enthält und demnach hinsichtlich der Anzahl der Verzögerungsschaltungen ein Spezialfall des Filters vier Fig. 2 ist. Der wesentliche Unterschied liegt darin, daß die Verzögerung der Verzögerungseinheiten T 2 betragt. Wie leicht ?u sehen ist. bedeutet dies, daß ein Ausgangssignal sowohl zu den Abtastzeiten als auch zur Zeit T 2 nach jeder Abtastung erhalten wird. Aus den folgenden Be rechnungen ergibt sich, daß verschiedene Pbertragungsfunktionen zu den Abtastzeiten und zu den Zwischenzeiten, zu denen ein Ausgangssignal erhalten wird, verwirklicht werden, und darüber hinaus wird eine größere Freiheit hinsichtlich der Form der übertragungsfunktion erzielt durch die Tatsache, daß die Faktoren f>,. b₂ und O₀, O_x, a₂ auf gegebene Werte zu den Abtastzeiten und auf andere Werte zu den Zeiten T 2 später eingestellt werden.

In Analogie mit den Gleichungen Tür die Ausgangssignale vom Filter in F i g. 2 können die folgender Gleichungen aufgestellt werden für das Filter ir Fig. 3 zu den Zeiten f. l-T2 und r -T. wobei : eine willkürliche Abtastzeit ist:

1:

t - T/2:

f - T:

(i) = P₀ + i'i(^f - Tß)b_x + t',(f - T)b₂

MOo₀ + v_x(t - Τβ)α_λ + r,(r - T)a₂

₁ (t - T/2) = 0 + p, it - T)b_x + v_x(t - 3T/2)b₂

₂(I - T/2) = r,(t - TjI)O₀ + ι,(i - T)O₁ + r,(r - 3T/2)a₂

- T) = P₀ + D₁ (t - 3T/2)h, + r,(i - 2T)b₂

- T) = p,(t - T)O₀ + T₁(I- 3T/2)a_t + c,(t - 2T)a₂ .

Um die übertragungsfunktion zur Zeit t zu erhalten, wird die Gleichung (3) zuerst nach Laplace transfo miert. was auf die gleiche Weise wie oben folgendes ergibt:

V (Z) ^

₁₇ i7\ ii

ζ -b₂

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Dieser Ausdruck wird in die Gleichungen (1) und (2) eingesetzt, nachdem die letzteren entsprechend transformiert wurden, und ergibt:

(1) V₁₁₀(Z) = V₀(Z) + V₁₁₀(Z) 2~^ sowie zu den letztgenannten Zeiten b,', H₂ und O₀ ^-, a[, a₂ sind, dann wird die folgende Übertragungsfunktion zur Zeit t aus den obigen Gleichungen (1) bis (6) erhalten, indem man Jj₁, H₂ und O₀, α,, a₂ durch b,', H₂ und O₀, al, a₂ in den Gleichungen (3) und (4) in beiug auf die Zeiten (-1/2 ersetzt:

V₁₁₁)(Z) _ Z²O₀ +

+ a₂ - O₀Hj) - O₁Hj

Z² - Z(H_xHj + H₂ + H'₂) + H₂bi

IO und zur Zeit t - T/2 erhält man

«5

Aus diesen Gleichungen kann die Übeftragungslinktion

V₀(Z)

gelöst werden und ergibt

V ₂₁₀(Z) _
K₀(Z)

± ZJa₁H_x + O₂ - H₂O₀) - H₂O₁
Z^r^Z(2fe₂ +Ίή) + %

Auf die gleiche Weise kann die übertragungsfunktion zur Zeit f - T/2 erhalten werden, indem man zuerst V_n,_ _T,(Z) aus der nach Laplace transformierten Gleichung (5) löst und diesen Wert in die nach Laplace transformierten Gleichungen (3) und (4) einsetzt. Daraus ergibt sich die folgende übertragungsfunktion zur Zeit t - T/2:

Viii - T'

JJi₁ ₂
+ 2H₂JTV₂

Man erhält damit verschiedene Übertragungsfunktionen zu den Abtastzeiten und zu Zwischenzeiten. Man kann z. B. einen Sperrbereich für das Filter bei verschiedenen Frequenzen in den zwei Fällen erhalten. Dies kann z. B. verwendet werden in einem sogenannten Dopplerradarcmpfänger. bei dem infolge des Dopplereffekts Ziele mit verschiedenen Geschwindigkeiten Echos hervorrufen, deren Energieinhalt bei Verschiedenen Frequenzen liegt. Ein anderer Weg zur Verwendung des Filters besteht, mit einer zusätzlichen Verzögerungsschaltung, darin, das erste erhaltene Ausgangssignal zu verzögern und. wenn das nächste erhalten wird, beide Signale zu multiplizieren, so daß eine übertragungsfunktion mit Pol- und Nullstellen erhalten wird, in welcher einer der zwei Uber-Iragungsfunktionsbestandteile Pol- und Nullstellen aufweist.

Es ist selbstverständlich auch möglich, die Werte der Faktoren H₁. H₁ bzw. O₀. α, und a₂ zu verändern, so daß sie gegebene Werte zu den Zeiten t. t + T ... und andere Werte zu den Zeiten t + T/2. f + 3 T/2 ... aufweisen. Wenn angenommen wird, daß die Werte zu den entsprechenden Zeiten H_x. h₂ und a₀. α, und α.

- a[H'₂ +

Z² - Z(b,V + H₂ + Hj) + H₁H₁ ^-

Mit diesem Verfahren hat man demgemäß eine größere Freiheit hinsichtlich der Größe der Koeffizienten in der übertragungsfunktion.

Dies erweist sich z. B. als brauchbar zur Herstellung eines sogenannten Zahnfilters (notch filter), d. h. eines Filters mit periodisch auftretenden Sperrbereichen. Wenn die Koeffizienten die Werte

O₀ = i^ = 1. fl, = al
/,, = 1, H₂ = -1 +

= -1. fl₂ = a₂ = 1.

annehmen, wobei I eine Zahl < 1 ist und H' = -1 ist. dann wird der folgende Ausdruck Tür die Zeit f erhalten durch Einführung dieser Koeffizientenwerte in den obigen Ausdruck

Z(2-b,')+l] [Z² + Z(2 - (f),'+ I))+ (1+ D].

Wenn hier fr.' Werte zwischen O und 2 annimmt, dann werden konjugiert komplexe Nullstellen für jeden Wert von b,' im Nenner für Z-Werte erhalten.

die auf dem Einheitskreis der komplexen Ebene Hegen. Zum Beispiel wird Z_x = Z₁ = -1 erhalten Tür H[ = 2 und Z, = ; sowie Z₂ = -j für b,' = O. wobei j die Imaginäreinheit ist. Wenn Z = e'-" = j sin <>T + cos i;T, werden entsprechend für H_x' = Z Nullstellen erhalten im Nenner für

und für Hj = 0 werden Nullstellen erhalten bei

In ähnlicher Weise werden für Werte von H₁' zwischen 2 und 0 Nullstellen in den Nennern erhalten.

d. h. Sperrbereiche, für Frequenzen zwischen γ und

±2 f- Es ist auch festzustellen, daß der 9-Wert des Filters, d. h. die Breite des Sperrbereiches, durch die Zahl 1 bestimmt wird. Wenn nämlich der Nenner von Null verschieden ist. können Nenner und Zähler als etwa gleich betrachtet werden, wobei die Gentfuigkeit der Näherung selbstverständlich ansteigt mit abnehmendem Wert von 1. Man erhält damit ein Sperr-

bereichsfilter. dessen Grenzfrequenz zwischen i -^f

209 526'491

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und ~ verändert werden kann durch Veränderung

von fc,' zwischen 0 und 2, und dessen Q-Wert durch die Größe von I bestimmt wird.
Ähnlich kunn ein Filter mit einer Grenzfrequenz

zwischen

und 0 erzielt werden durch Änderung

des der Vorzeichen von a_lt b_± und W₁ und dureh Veränderung von hi zwischen -1 und 0, wodurch die Nullstellen des Nenners statt dessen auf dem Teil to des Einheitskreises liegen, der in der rechten Hälfte der komplexen Ebene liegt, d. h.. die Realteile der Nullstellen sind positiv.

Eine andere Art der Verwendung des Filters besteht darin, daß man den Wert von H₁ ein wenig vom Wert 1 t$ abweichen läßt, wobei die Polstelle ein wenig im Winkel verschoben wird in der Z-Ebene in bezug auf Null, wobei eine Anordnung erhalten werden kann, die ein Null-Ausgangssignal für eine gegebene Frequenz abgibt, ein positives Ausgangssignal, wenn die Frequenz von diesem Wert ansteigt, und ein negatives Ausgangssignal, wenn die Frequenz geringer wird. Das Ausgangssignal kann in einem solchen Fall dazu verwendet werden, auf die Multiplikationsfaktoren der Filter in solcher Weise einzuwirken, daß die Grenzfrequenz der Frequenz des Eingangssignals folgt.

Als Schlußfolgerung kann gesagt werden, daß das in F i g. 3 gezeigte Filter nur eine Ausführungsform der Erfindung ist. Die Anzahl der Verzögerungsschaltungen kann natürlich größer als zwei sein, und die Verzögerung kann ein anderer Bruchteil als die Hälfte der Abtastperiode sein. Wenn die Verzögerung gleich 7 .V ist. wobei N eine ganze Zahl größer als 1 ist. dann bedeutet das. daß ein Eingangssignal /V-mal ein Ausgangssignal während jeder Abtastperiode hervorruft

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist das Filter für Signale gedacht, bei denen die Zeit zwischen den 'aipulsen nicht konstant ist, sondern sich periodisch mit der Zeit verändert, so daß jeder Impulsabstand ein Vielfaches der Verzögerang der Verzögcrungsschaltung ist. Neben diesen Verzögerungsschaltungen und Additionsschaltungen enthält das Filter darüber hinaus eine Gatterschaltung an der Ausgangsseite, die Impulse zu dem Ausgang nur zu den Zeitpunkten durchläßt, wenn ein Signalimpuls auf das Filter gegeben wird. Darüber hinaus sind die Additionsschaltungen mit einer Anzahl von Eingängen versehen und so konstruiert, daß am Ausgang der ent- «prechenden Additionsschaltung die Summe der Eingangssignale. multipliziert mit einem zu jedem Einfang gehörenden Faktor, erhalten wird, wobei diese Faktoren hinsichtlich der Additionsschaltung an der Eingangsseite des Filters in einer vorbestimmten Weise verändert werden, so daß fiir alle Impulsintervalle der Ausdruck W konstant ist, wobei in diesem Ausdruck b der Wert eines Faktors und t die Länge des Impulsintervalls ist, die sich demnach von einem Impulsintervall zu dem anderen verändern kann.

Bei Filtern der oben beschriebenen Type wird die Filterwirkung dadurch erzielt, daß zu dem Eingangssignal früher abgetastete Werte, multipliziert mit bestimmten gewählten Faktoren, addiert werden.

Dies wird mit Hilfe der Verzögerungsschaltungen und der Additionsschaltungen erreicht, wobei das abgetastete Signal vorzugsweise dem Filter in Digitalform zugeführt wird, so daß die Verzögerungsschal· tungen aus Schieberegistern bestehen können, die viel billiger und zuverlässiger als Verzögerungsschaltungen sind. Das Filter kann z. B. in Zeitmultiplexsystemen der Fernmeldetechnik oder zum Empfang von Radarechos verwendet werden.

F i g. 4 ist ein Beispiel Tür ein sich periodisch änderndes Abtasten eines Signals (gestrichelte Linie), wobei der Impulsabstand zwischen den Impulsen abwechselnd 2 T und 3 Γ beträgt. Es ist vorgesehen, diese Impulse auf die Eingangsklemme BO des Filters zu geben, wie es Fig. S zeigt.

Das Filter gemäß F i g. 5 besitzt eine Additionsschaltung S1 aul Jer Einganpseite. drei zwischengeschaltete Verzögerungsschaltungen Dl. D2 und D3 sowie eine Additionsschaltung Sl und eine Gatterschaltung G an der Ausgangsseite. Die Additionsschaltung Sl besitzt eine Anzahl von Eingängen BO. Bl. Bl und Bi. von denen der Eingang BO der Eingang des gesamten Filters ist und die Eingänge Bl. Bl und B3 mit dem Ausgang der entsprechenden Verzögerungsschaltung Dl. D2 und D3 verbunden sind.

Jeder der Eingänge Bl, B2 und B3 besitzt einen zugeordneten Multiplikationsfaktor />,. b₂ und 6,. und diese Faktoren verändern sich in Abhängigkeit von der Länge f des Impulsintervalls zwischen den Impulsen, so daß h' konstant ist von einem Impulsintervall zum anderen. Wenn demnach der Faktor /), den Wert r», = />' in Impulsintervallen der Länge 2 T und den Wert />, = b" in Impulsintervallen der länge 3 T aufweist (s. F i g. 4). dann gilt die Beziehung [hf = [h'f. Die Ausgänge der Verzögerungsschaltungen Dl. D2 und D3 sind weiterhin mit ihren entsprechenden Eingängen an der Additionsschaltung S 2. nämlich den Eingängen AI. Al und -43 verbunden. Jedem dieser Eingänge ist ein Multiplikationsfaktor α,. a₂ und α, zugeordnet, die sich nicht wie die Faktoren />,. H₂ und f>₃ verändern, sondern konstant sind.

An der Ausgangsseite der Additionsschaltung S1 ist eine Gatterschaltung G angeordnet, die Ausgangssignale synchron mit dem Zuführen von Signalen zum Eingang BO der Additionsschaltung S1 durchläßt.

F i g. C zeigt einige Impulspositionsdiagramme von Impulsen, die am Eingang BO der Additionsschaltung Sl, am Ausgang V2 der Additionsschaltung S2 und am Ausgang V 3 der Gatterschaltung G auftreten. Aus den Diagrammen ist zu erkennen, daß die Impulse am Eingang BO und am Ausgang V 3 synchron mit den sich periodisch verändernden Impulsintervallen auftreten, während die Impulse am Ausgang V 2 im gleichen Abstand erscheinen.

Es kann mathematisch gezeigt werden, daß durch die erwähnte Veränderung der Faktoren b eine nicht gewünschte Amplitudenmodulation der durch das Filter übertragenen Impulse vermieden wird. Der Abtastcharakter des Signals wird am Ausgang des Filters beibehalten, und es gibt keine Verzerrung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

2 Ol 1 Patentansprüche:

1. Kammfilter zum Filtern eines abgetasteten Signals, bestehend aus einer ersten und einer zweiten Additionsschaltung, die jeweils einen Ausgang und eine Anzahl von Eingängen aufweisen und so aufgebaut sind, daß am entsprechenden Ausgang die Summe der Eingangssignale, multipliziert mit einem Faktor, der jedem Eingang zugeordnet ist, erhalten wird, wobei der eine Eingang der ersten Additionsschaltung den Eingang des Filters und der Ausgang der zweiten Additionsschaltung seinen Ausgang bildet und wobei der Ausgang der ersten Additionsschaltung sowohl mit einem Eingang der zweiten Additionsschaltung als auch mit dem Eingang einer ersten aus einer Anzahl in Reihe geschalteter Verzögerungsschaltungen verbunden ist, deren Ausgäuge jeweils mit einem Eingang der ersten und einem Eingang der zweiten Additionsschaltung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerung der Verzögerungsschaltungen gleich l/N-mal dem Abtastabstand ist, wobei N eine ganze Zahl größer als 1 ist.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Faktoren auf verschiedene Werte zu den N Zeitpunkten voreingestellt sind.

3. Filter nach Anspruch 2 zum Filtern eines mit der Periode T abgetasteten Signals, dadurch gekennzeichnet, daß die AnzaLi der Verzögerungsschaltungen gleich zwei i.°,t, N = 2, der Multiplikationsfaktor (a₀) des Eingangs der zweiten Additionsschaltung, der mit dem Ausgang der ersten Additionsschaltung verbunden ist, gleich 1 ist, der Multiplikationsfaktor («,) des Einganges der zweiten Additionsschaltung, der mit dem Ausgang der ersten Verzögerungsschaltung verbunden ist, gleich - 1 ist, der Multiplikationsfaktor (/?,) des Einganges der ersten Addition.,- schaltung, der mit dem Ausgang der ersten Additionsschaltung zu den Abtastzeiten verbunden ist, gleich 1 ist und zu Zeitpunkten, die um T/2 nach diesen Zeiten liegen, einen Wert hat, der zwischen 0 und 2 verändert werden kann, und daß der Multiplikationsfaktor (a₂) des Eingangs der zweiten Additionsschaltung, der am Ausgang der zweiten Additionsschaltung liegt, gleich 1 ist, und der Multiplikationsfaktor [h₂) des Eingangs der ersten Additionsschaltung, der am Ausgang der zweiten Additionsschaltung liegt, gleich -1 + I zu den Abtastzeiten und gleich — 1 zu den Zeitpunkten ist, die um Tl nach diesen Zeiten liegen, wodurch ein Sperrbereichsfilter erhalten wird, dessen Grenzfrequenz durch den veränderlichen Wert bestimmt wird und dessen Breite des Sperrbereiches durch die Zahl I bestimmt wird.

4. Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Verzögerungsschaltungen gleich 2 ist, JV' - 2, der Multiplikationsfaktor (O₀) des Eingangs der zweiten Additionsschaltung, der mit dem Ausgang der ersten Additionsschaltung verbunden ist, gleich 1 ist, der Multiplikationsfaktor (α,) des mit dem Ausgang der ersten Verzögerungsschaltung verbundenen Eingangs der zweiten Additionsschaltung gleich -1 ist, der Multiplikationsfaktor (/?,) des Eingangs der ersten Additionsschaltung, der mit dem Ausgang der ersten Addilionsschallung zu den Abtastzeiten verbunden ist, gleich I ist und zu den Zeitpunkten, die um T/2 nach diesen Zeiten liegen, einen Wert hat, der zwischen 0 und -2 verändert werden kann, und daß der Multiplikationsfaktor Ui₁) des Eingangs der zweiten Additionsschaltung, der mit dem Ausgang der zweiten Verzögerungsschalturig verbunden ist, gleich -I ist und der Multiplikationsfaktor (/»,) des Eingangs der ersten /-vdditionsschaltung, der mit dem Ausgang der zweiten Additionsschaltung verbunden ist, gleich 1 - I ist zu den Abtastzeiten und gleich 1 ist zu den Zeitpunkten, die um T/2 nach diesen Zeiten liegen, wodurch ein Sperrbereichsfilter erhalten wird, dessen Grenzfrequenz durch den veränderlichen Wert und bei dem die Breite des Sperrbereiches durch die Zahl I bestimmt wird.

5. Filter nach Anspruch 1 zum Filtern eines Signals, das mit sich periodisch verändernden Impulsintervallen abgetastet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Multiplikationsfaktoren (/>,./j₂ ...) der ersten Additionsschaltung (Sl) sich in Abhängigkeit von der Länge U) des Impulsintervalls zwischen den Impulsen verändern, so daß b' konstant ist von einem Impulsintervall zum anderen, wobei b der Wert eines multiplizierenden Faktors und f die Zeit zwischen zwei Impulsen in einem lmpulsintcrvall ist, und daß an der Ausgangsseite der zweiten Additionsschaltung (S 2) eine Gatterschaltung (G) angeordnet ist, die Ausgangssignale synchron mit dem Zuführen der Impulse zum Eingang der ersten Additionsschaltung (Sl (durchläßt.