DE2050708C3 - Zeitvariantes Filter mit frequenzabhängigen Übertragungseigenschaften - Google Patents

Description

vorteilhafter Weise dadurch weiter herabsetzen, daß den Koppelgliedern, sofern sie mit Verstärkern in Reihe mit Schaltern verwirklicht sind, die der Rückkopplungsschleife einer Reaktanz des Hauptnetzwerkes angehören, ein Trennverstärker dadurch gemeinsam zugeordnet wird, daß der Trennverstärker über ein- und ausgangsseitig vorgesehene, paarweise vom gleichen Steuertakt betätigte Schalter nach einem vorgegebenen Programm nacheinander jeweils

den großen Vorteil, daß für die Realisierung einer Bandpaßcharakteristik die Taktfrequenz, nicht mehr in den Frequenzbereich des Nutzsignals hineinfällt, da die Taktfrequenz und Vielfache von ihr außerhalb der Durchlaßbereiche liegen.

Das Filter nach der Erfindung läßt sich auf vielfältige Weise zur Realisierung einer Fülle von Filtercharakteristiken verwirklichen. Weder ist das Filter auf die Ausführung unter sich gleicher Netzwerke

beschränkt, noch ist es erforderlich, daß die Netz- io zwei Kapazitäten miteinander verbindet,
werke zeitinvariant sind. Eine weitere besondere Ausführungsform eines

Bei einem ersten Grundtyp des Filters nach der Filters nach der Erfindung, das sowohl vom ersten Erfindung zur Realisierung von Bandpässen bzw. als auch vom zweiten Grundtyp Gebrauch machen Bandsperren mit einer Mittenfrequenz jp sowie ganz- ■ kann, wird dadurch erhalten, daß von sogenannten zahligen Vielfachen davon sind η (N Si 3) als Tief- 15 Resonanztransfer-Filterstrukturen ausgegangen wird, bzw. Hochpässe oder Bandpässe bzw. Bandsperren Derartige Filterstrukturen, die unter anderem Gegenausgestaltete gleiche Netzwerke (Haupt- und Rück- stand der Offenlegungsschrift 1 541 968 sind, lassen kopplungsnetzwerke) vorgesehen. Die gesteuerten sich ausschließlich aus Kapazitäten, die über Reso-Koppelglieder sind hier taktgesteuerte richtungsun- nanztransferschalter miteinander verbunden sind, abhängige Umladeschalter. Die Taktperiode der 20 verwirklichen. Das Hauptnetzwerk und die Rück-Umladeschalter beträgt in diesem Falle \/N-fp. kopplungsnetzwcrke bestehen hier aus durch taktge-Außerdem sind dabei die Steuertakte zweier im Zuge steuerte, richtungsunabhängige Umladeschalter, vorder Rückkopplungsschleife aufeinanderfolgender Um- zugsweise Resonanztransferschalter, verbundenen ladeschalter gegeneinander zeitlich verschoben. Kapazitäten, und das Hauptnetzwerk steht ein- und

Ein zweiter Grundtyp eines Filters nach der Er- 25 ausgangsseitig über solche Umladeschalter mit dem findung ergibt sich dann, wenn das Netzwerk mit den an- und abführenden Signalweg in Verbindung. Die

Taktsteuerung der Koppelglicder wird dabei so vorgenommen, daß eine Steuerkapazität eines Netzwerkes stets nur über ein Koppelglied mit einer an-

weils eine aus Rückkopplungsnetzwerken und ge- 30 deren Kapazität eines anderen Netzwerkes in Versteuerten Koppelgliedern aufgebaute Rückkopp- bindung stehen kann.

Wird bei einem solchen Filter vom zweiten Grundtyp Gebrauch gemacht, dann ist es sinnvoll, daß die Rückkopplungsnetzwerke ausschließlich Kapazitäten

Signalein- und -ausgangsanschlüssen zeitvariant ausgebildet ist. Hier ist es im allgemeinen erforderlich, daß sämtlichen Reaktanzen des Hauptnetzwerkes je-

lungsschleife zugeordnet wird. Die Rückkopplungsnetzwerke sämtlicher Rückkopplungsschlcifen bestehen dann ausschließlich aus Reaktanzen, und jede

Rückkopplungsschleife weist eine gleiche Anzahl von 35 enthalten und die Taktsteuerung der Koppelglieder θΛ/·ΐίΛηηΐιιιιι»π<ιΐ>ηι»ίβη iinr? »»,»n in .,i.»;.Mii»r vx/fiep so vorgenommen wird, daß eine Kapazität eines

Netzwerkes stets nur über ein Koppelglied mit einer anderen Kapazität eines anderen Netzwerkes in Verbindung stehen kann.

Mit Ausnahme der Filtcrschaltungen nach der Erfindung, die dem ersten Grundtyp angehören, können die taktgesteuerten Koppelglieder wahlweise aus richtungsunabhängigen Umladcschaltern, insbesondere Resonanztransferschaltern oder aus Trennver-

Rückkopplungsnetzwerken und von in gleicher Weise
gesteuerten Koppelglicdern auf. Die Übertragung
eines Momentanzustandes einer Reaktanz des Hauptnetzwerkes auf ein Rückkopplungsnetzwerk oder
umgekehrt wird hier so vorgenommen, daß eine An- 4°
derung des zu übertragenden Momentanwertes durch
sekundäre Umladevorgänge während der Übertragungsphase wenigstens vernachlässigbar klein bleibt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform dieses
zweiten Grundtyps, bei dem das Hauptnetzwerk im 45 stärkern in Verbindung mit taktgesteuerten Schaltern Ein- und Ausgang jeweils einen taktgestcuerten bestehen, die dabei richtungsabhängig sein können, ersten Schalter aufweist, sind allen Kapazitäten des Mit der Anwendung des der Erfindung zugrunde

Hauptnetzwerkes taktgesteuerte zweite Schalter und liegenden Lösungsprinzips auf RechnerfiUer (Samallen seinen Induktivitäten taktgesteuerte dritte Schal- pled-Data-Filter. Digitalfilter, digitale Wellenfilter), ter zugeordnet. Dabei stimmt der Schaltzustand der 50 die unter anderem zeitlich gesteuerte Verzögerungszweiten Schalter mit dem Schaltzustand der ersten elemente enthalten, läßt sich in außerordentlich vorSchalter zeitlich überein, und der Schaltzustand der teilhafter Weise dadurch ein dritter Gnindtyp eines dritten Schalter ist umgekehrt dem Schaltzustand der Filters nach der Erfindung gewinnen, daß die Taktersten und zweiten Schalter. Außerdem wird die frequenz der Rechenelemente und der Filterein- und Übertragung eines Momentanzustandes des Haupt- 55 -ausgangsschaltungen um einen ganzzahligen Faktor netzwerkes auf ein Rückkopplungsnctzwerk oder um- N für N Ξ> 3 erhöht ist und daß jedes Verzögerungs-

elcmcnt durch ein Vcrzögerungselement gleicher Gesamtverzögerung ersetzt ist, dessen Speicheranzahl zur Anpassung an die erhöhte Taktfrequenz in ausaus- 60 reichendem Umfange erhöht ist.

An Hand von in der Zeichnung dargestellten Aus

gekehrt lediglich in den Zeitabschnitten vorgenommen, in denen eine Beeinflussung des Hauptnetzwerkes über diese Anschlüsse hinweg unterbunden ist. Die Rückkopplungsnetzwcrke enthalten schließlich Reaktanzen.

Besonders einfach gestalten sich in diesem Zusammenhang die Verhältnisse, wenn das Hauptnctzwcrk als Reaktanzen ausschließlich Kapazitäten enthält und auch die Rückkoppiungsnctzwcrkc ausschließlich Kapazitäten aufweisen.

Der technische Aufwand für ein solches Filter vom zweiten (irundlyp läßt sich in außerordentlich

fühmngsbcispiclen soll die Erfindung im folgenden noch näher erläutert werden. In der Zeichnung bedeutet

Fip. 1 ein bereits in der Einleitung beschriebenes Λ'-Pfad-Filtcr in schematicher Darstellung,

F i g. 2 der zeitliche Verlauf der Stcuerfunktion der Schalter des N-Pfad-Filtcrs nach Fig. I,

F i g. 3 ein Tiefpaßglied,

F i g. 4 ein Filter vom ersten Grundtyp nach der Erfindung unter Verwendung des Tiefpaßgliedes nach F i g. 3 als Netzwerke,

F i g. 5 der zeitliche Verlauf der Schalterfunktionen beim Filter nach F i g. 4,

F i g. 6 ein Tiefpaßglied,

F i g. 7 ein Filter vom zweiten Grundtyp nach der Erfindung mit dem Tiefpaßglied nach F i g. 6,

F i g. 8 der zeitliche Verlauf der Schalterfunktionen des Filters nach F i g. 7,

F i g. 9 ein weiteres Filter vom zweiten Grundtyp nach der Erfindung mit einem Tiefpaßglied nach Fig. 6,

Fig. 10 der zeitliche Verlauf der Schalterfunktionen beim Filter nach F i g. 9,

Fig. 11 eine bevorzugte Ausführungsform eines Filters vom zweiten Grundtyp nach der Erfindung mit einem Tiefpaßglied nach F i g. 6,

F i g. 12 der zeitliche Verlauf der Schalterfunktionen beim Filter nach Fig. 11,

F i g. 13 ein Tiefpaß,

Fig. 14 ein weiteres Filter vom zweiten Grundtyp nach der Erfindung mit dem Netzwerk nach Fig. 13,

Fig. 15 der zeitliche Verlauf der Schalterfunktionen beim Filter nach Fig. 14,

Fig. 16 ein Resonanztransferfilter,

Fig. 17 d&s Ersatzschaltbild des Resonanztransferfilters nach F ig. 16,

F i g. 18 ein weiteres Filter vom zweiten Grundtyp mit einem Resonanztransferfilter nach Fig. 16,

Fig. 19 der zeitliche Verlauf der Schalterfunktionen beim Filter nach Fig. 18,

F i g. 20 eine Variation des Filters vom zweiten Grundtyp nach F i g. 18,

Fig. 21 ein weiteres Filter vom ersten Grundtyp mit einem Resonanztransferfilter nach F i g. 16 als Netzwerke,

F i g. 22 ein Filter vom dritten Grundtyp nach der Erfindung,

F i g. 23 ein aus in Kette geschalteten Leitungsabschnitten realisiertes Tiefpaßfilter,

F i g. 24 die Realisierung des Filters nach F i g. 23 als digitales Wellcnfilter,

F i g. 25 ein weiteres Filter vom dritten Grundtyp nach der Erfindung.

Das in F i g. 3 dargestellte Tiefpaß-.-r-Glied besteht aus den Kondensatoren CX und Cl' im Querzweig und dem Widerstand R 1 im Längszweig. Die beiden Anschlußpaare sind mit 1, Γ und 2. 2' bezeichnet. Beim Filter nach der Erfindung vom ersten Typ nach F i g. 4 sind drei der Tiefpaß-.-i-Glieder nach F i g. 3 dadurch vereinigt, daß das erste Tiefpaß-.7-Glicd mit seinen Anschlüssen I, Γ und 2, 2' das Hauptnetzwerk darstellt und die beiden weiteren Tiefpaß-.-r-Glieder die Rückkopplungsnetzwerkc darstellen, die dem Hauptnetzwerk über Resonanztransferschalter si. s2 und si', .v2' parallel geschaltet sind. Die Rcsonanztransferschalter sind in Fig. 4, wie auch in den folgenden Figuren mit Ausnahme der F i g. 9. durch in einen Doppelkreis eingezeichnete Schalter schematisch dargestellt. Die beiden Rückkcspplungsnet/wcrke bilden zusammen mit den Resonanztransferschaltern eine über das Hauptnetzwerk elektrisch geschlossene Schleife. Die Resonanztransferschalter si, si und si', st werden im Rhythmus der Periode TIN für N — 3 während einer gegen die Zeit T sehr kleinen Dauer τ geschlossen und während dieser Zeit, unter Anwendung des Resonanztransferprinzips, die Momentanzustände der jeweils miteinander verbundenen Netzwerke gegeneinander ausgetauscht. Die Resonanztransferschalter si, si einerseits und die Resonanztransferschalter^sl', si' andererseits werden vom Steuertakt, wie der in F i g. 5 über der Zeit t dargestellte zeitliche Verlauf der Schalterfunktionen zeigt, gleichzeitig betätigt, doch haben beide Schalterpaare unterschiedliche Schaltphase.

In F i g. 5 beträgt die Zeitverschiebung Γ/2 N; diese Festlegung ist jedoch willkürlich. Es kommt lediglich darauf an, daß die beiden Resonanztransferschalter si, si einerseits und die Resonanztranferschalter si', s2' andererseits zu keinem Zeitpunkt gleichzeitig geschlossen sind.

Filter nach F i g. 4 und die im folgenden noch näher zu erläuternden Ausführungsformen stellen »Pseudo-N-Pfad-Filter« dar, da sie die Funktion eines /V-Pfad-Filters dadurch nachbilden, daß das beim N-Pfad-Filter vorhandene räumliche Vielfach hier im Zeitmultiplex benutzt wird. Das Filter nach F i g. 4 ist mit anderen Worten ein Bandpaß mit der Mittenfrequenz fp = MT für den niedrigsten Durchlaßbereich mit den bereits geschilderten Vorteilen gegenüber einem normalen N-Pfad-Filter. Durch den vorgegebenen Steuertakt wird der Momentanzustand des Hauptnetzwerkes während der Schließzeiten der Resonanztransferschalterpaare über die Rückkopplungsnetzwerke zum Hauptnetzwerk zurückübertragen, und zwar innerhalb der Zeit T, deren Kehrwert die Bandmittenfrequenz fp bzw. Vielfachen hiervon des Bandfilters bestimmt.

Während beim Filter nach Fi g. 4 die verwendeten Tiefpaß-a-Ciiieder zeitinvariante Netzwerke darstellen, läßt sich das der Erfindung zugrunde liegende Lösungsprinzip auch bei Zeitvarianten Netzwerken ganz allgemein dann zur Anwendung bringen, wenn berücksichtigt wird, daß die Aus- und Wiedereinspeicherung des Momentanzustandes des Hauptnetzwerks auch dadurch herbeigeführt werden kann, daß der Momentanzustand jedes aus einer Reaktanz bestehenden Energiespeichers des Hauptnetzwerks ^für sich ausgespeichert und nach einer vorgegebenen Anzahl von Steuertakten wieder eingespeichert wird. Zu diesem Zweck muß jeder Reaktanz ein eigener Rückkopplungszweig mit einer entsprechenden Anzahl von weiteren, ebenfalls aus Reaktanzen bestehenden Netzwerken zugeordnet werden, durch die die jeweils ausgespeicherten Momentanzustände nach Art eines Schieberegisters bis zur Wiedereinspeichemng durchgeschoben werden. Auf jeden Fall muß darauf geachtet werden, daß sich der Momentanzustand dei jeweils abzufragenden Reaktanz während des Abfragezeitraums praktisch nicht ändert. Kann die Ab fragezeit nicht sehr klein gegenüber den im Netz werk vorhandenen Zeitkonstanten gewählt werden dann muß durch Ausbildung des Netzwerks ah zeit Variante* Netzwerk, und zwar mit Hilfe von Schalt mitteln, dafür gesorgt werden, daß diese Fördern«] erfüllt wird.

Dieser Sachverhalt soll im folgenden an Hand voi F i g. 6 bis 8 an einem ersten Ausführungsbeispie näher erläutert werden.

F i g. 6 zeigt ein Tiefpaß-Halbglied mit der Kaps zität C im Querzweig und dem Widerstand R it l^ängszweig. Dkses Netzwerk wird, wie F i g. 7 zeig durch Einfügen eines cingangsseitigen Schalters .1

9 10

und eines ausgangsseitigen Schalters sa in den Längs- Zeit angegebenen Schalterfunktionen der jeweils vom zweigen zu einem zeitvarianten Netzwerk, dessen Ein- gleichen Steuertakt gesteuerten Schalter si, s4 einerund Ausgangsanschlüsse wiederum mit 1, Γ und 2, 2' seits und si, s3 andererseits erkennen lassen, ergibt bezeichnet sind. sich die gewünschte Bandpaßcharakteristik mit der

Das Filter nach Fig. 7, das einen zweiten Grund- 5 Bandmittenfrequenz fp= \/T bei einer Taktperiode typ darstellt, weist als Energiespeicher lediglich den T/N für N = 3 und einer gegensinnigen Schaltfunk-Kondensator C auf. Die diesem Energiespeicher zu- tion der genannten Schalterpaare, geordnete Rückkopplungsschleife besteht aus N—\ Eine weitere Modifikation des Bandpasses nach

für N = 4 jeweils · eine Kapazität enthaltenden F i g. 7, bei der an Stelle von vier Trennverstarkern Rückkopplungsnetzwerken, die über taktgesteuerte io mit einem einzigen Trennverstärker V ausgekommen Koppelglieder einander in Kette geschaltet sind. Die wird, zeigt Fig. 11. Die Einsparung von drei Trenntaktgesteuerten Koppelglieder bestehen jeweils aus verstärkern gelingt in einfacher Weise dadurch, daß der Serienschaltung eines Trennverstärkers Vl, Vl, der einzige Trennverstärker über vier ein- und aus- V3 und V4 mit einem taktgesteuerten Schalter si, gangsseitig angeordnete Schalter si' bis s4' und si s2, s3 und s4. In Fig. 7 sind die Kapazität C des 15 bis s4, die schaltfunktionsmäßig einander paarweise Hauptnetzwerkes und die Kapazitäten der Rückkopp- zugeordnet sind, und zwar die Schalterpaare sl/sl', lungsnetzwerke beispielsweise als gleich groß an- s2/s2', s3/s3' und s4/s4' nacheinander jeweils zwei gegeben. Die Kapazitäten können in weiten Cirenzen Kapazitäten C miteinander verbindet. Die vier Kapabeliebige Werte haben, da bei dieser Art von Rück- zitäten C, die die Rückkopplungsnetzwerke darstelkopplungsschleife lediglich die an der Kapazität C 20 len, brauchen, da lediglich Spannungen übertragen des Hauptnetzwerkes auftretende Spannung abge- werden, wiederum nicht gleich groß zu sein, fragt und nach Durchlauf der über die Schalter si Die in Fig. 12 über der Zeit t dargestellten Schal-

bis s4 getakteten Rückkopplungsschleife dieser Ka- terfunktionen der Schalterpaare se/sa, sl/sl', sl/sl', pazität C wieder aufgeprägt wird. Im Gegensatz zum s3 s3' und s4/s4' haben wiederum die Periode T/N Filter nach F i g. 4, bei dem die Resonanztransfer- 25 für N = 4 und sind in der Phase gegeneinander in der schalter die Übertragung von Momentanzustandswer- schon mehrfach angegebenen Weise gegeneinander ten gleichzeitig in beiden Richtungen vornehmen, ist verschoben.

bei der Ausführungsform nach Fig. 7 der Signalfluß Fig. 13 zeigt ein Tiefpaßglied, bestehend aus der

in der Rückkopplungsschleife durch die Verstärker Parallelschaltung des die Kapazität C₀ mit dem Wi- Vl bis V4 in einer Richtung vorgegeben. Dies be- 30 derstand A₀ in Reihe mit der Induktivität L_n. Die Redingt gegenüber der Ausführungsform nach F i g. 4 alisierung eines Filters vom zweiten Typ nach der an Stelle von wenigstens zwei Rückkopplungsnetz- Erfindung mit einem Tiefpaßnetzwerk nach Fig. 13 werken wenigstens drei Rückkopplungsnetzwerke. zeigt Fig. 14. Das die Signalein- und -ausgangs-

Wie die in F i g. 8 über der Zeit dargestellten Schal- anschlüsse 1,1' und 2, 2' aufweisende Hauptnetzwerk terfunktionen der Schalter se, sa auf der Ein- und 35 hat wiederum zur Entkopplung vom Signalweg ein-Ausgangsseite des Hauptnetzwerks sowie der Schal- und ausgangsseitig die Schalter se und sa. Außerdem ter si bis s4 in der Rückkopplungsschleife erkennen ist die Induktivität mit L₀ durch einen Gyrator ersetzt, lassen, beträgt die Schaltperiode sämtlicher Schalter der hierzu primärseitig von der an seinen Sekundär- TiN. Außerdem sind die Steuertakte für die Schalter anschlüssen die Induktivität L₀ erzeugenden Kapazisl bis s4 zeitlich so gegeneinander verschoben, daß 40 tat Cj? abgeschlossen ist. Zur Verhinderung einer Anzwei in der Rückkopplungsschleife aufeinanderfol- derung der Ladungszustände der die Induktivität L₀ gende Schalter in keinem Zeitpunkt gleichzeitig ge- und die Kapazität C_n darstellenden Energiespeicher schlossen sind. Außerdem ist durch geeignete Wahl ist einerseits die Sekundärseite des Gyrators G mit der Schließzeit der gleichzeitig betätigten Schalter se dem Schalter sg überbrückt und andererseits in Reihe und sa dafür gesorgt, daß bei der Aus- und Wieder- 45 zum Widerstand R₀ der Schalter sr angeordnet. Die einspeicherung eines Spannungswertes in die Kapa- durch die Kapazität Cg repräsentierte Induktivität L_n zität C des Hauptnetzwerks durch Schließen des einerseits und die Kapazität C andererseits sind je-Schaltcrs il bzw. s4 nur in solchen Zeitabschnitten weils mit einer Rückkopplungsschleife entsprechend erfolgt, in denen die Schalter se und sa geöffnet sind. der Ausfühvungsform nach F i g. 7 versehen. Die Auf diese Weise ist gewährleistet, daß während der 50 Rückkopplungsnetzwerke darstellenden Kapazitäten Schließzeiten der Schalter si und s4 die in der Ka- sind bei der einen Rückkopplungsschlcife mit C und pazität enthaltene Ladung nicht durch Beeinflussung bei der anderen Rückkopplungsschleife mit C be· über die ein- und ausgangsseitigen Anschlüsse ver- zeichnet Entsprechend sind die Trennverstärker mil ändert wird. Die Erfindung nach F1 g. 7 stellt eben- V1 bis V4 bzw. V Y bis V4' und die Schalter mit si falls ein Bandpaß mit der Bandmittenfrequenz 55 biss4 bzw. si'biss4'bezeichnet. fp = I/Γdar _{e u} , _J ^Die Schalte!funktionen der im Filter nach Fig. H

An Stelle der aus Schaltern und rrennvcrstärkern vorhandenen Schalter sind über der Zeit t in F i g. 1 -bestehenden taktgesteuerten Koppelglieder können dargestellt. Den Schaltern se, sa und sr ist eine Schal selbstverständlich auch Resonanztransferschaltcr ver- terfunktion gemeinsam, während die Schalterfunktior wendet werden, wodurch die Mindestanzahl der 60 des Schalters sg hierzu die Umkehrung darstellt. Du Rückkopplungsnetzwerke um ein Netzwerk reduziert Periode der Schalterfunktioncn beträgt TlN mit Λ werden kann. Em entsprechendes Ausführungsbei- gleich der Anzahl der verwendeten Netzwerke. Di< spiel zeigt Fig. 9 fur den Fall, daß einerseits die Schlicßdaucr ist so bemessen daß während der oft Resonanztransferschalter hier durch taktgesteuerte nungsphase der Schalter se sa und sr die gleich de Schalter si bis s4 in Reihe mit einer Schwunginduk- 65 Schlicßzeit des Schalters sg ist, ausreicht damit ii tivität L realisiert sind und andererseits die Schalter diesem Zeitintervall zeitlich gegeneinander versetz si bis s4 als einseitig auf Bezugspotemial liegende die Schalter si. si' jnd s4, 5 4' schließen können Schalter ausgeführt sind. Wie die in F1 g. 10 über der Hierdurch ist dann die unverfälschte Ein- und Aus

speicherung der Momentanzustandswerte der Kapazitäten Cg und C₀ gewährleistet, wie es für die einwandfreie Funktion des Filters erforderlich ist.

Fig. 16 zeigt einen Filtertyp, bei dem Kapazitäten unterschiedlicher Größe über Resonanztransferschalter miteinander zu einer Kette verbunden sind. Das Filter nach Fig. 16 besteht aus drei Kapazitäten C11, C 21 und C31 in den Querzweigen und aus den Resonanztransferschaltern ill, sll,s3l und ί41 in den Längszweigen. Wesentlich bei diesem Filtertyp ist, daß sowohl auf Seiten der Eingangsanschlüsse 1 und 1' als auch auf seiten der Ausgangsanschlüsse 2, 2' ein Resonanztransverschalter j 11 bzw. .v41 vorhanden ist. Die Resonanztransferschalter ill, s21, s31, s41 werden über Steuertakte nach einem vorgegebenen Programm betätigt. Mit einem derartigen Filter lassen sich Filter mit Leitungscharakteristik verwirklichen. Das Filter nach Fig. 16 stellt, wie das Ersatzschaltbild in F i g. 17 erkennen läßt, ein ein- und ausgangsseitig mit einer normierten Kapazität eil bzw. c31 belastetes Leitungsstück mit dem normierten Wellenwiderstand l/cl2 dar, wobei cl2 wiederum eine normierte Kapazität ist.

Die Realisierung eines Filters vom zweiten Typ nach der Erfindung mit Hilfe der in F i g. 16 angegebenen Filterstruktur zeigt Fig. 18. Das Filter nach Fig. 18 wird aus dem Filter nach Fig. 16 dadurch gewonnen, daß jeder der Kapazitäten CIl, C21 und C 31 eine Rückkopplungsschleife aus Rückkopplungsnetzwerken und Koppelgliedern zugeordnet wird. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 18 sind die Koppelglieder als Resonanztransferschalter ausgebildet, während die Rückkopplungsnetzwerke, im vorliegenden Fall mindestens zwei. Kapazitäten sind. Entsprechend der Zuordnung der Rückkopplungsschleifen zu den Kapazitäten des Hauptnetzwerkes sind die Kapazitäten der weiteren Netzwerke für die Kapazität CIl mit Cl2 und C13, für die Kapazität C 21 mit C 22 und C 23 und für die Kapazität C 31 mit C 32 und C33 bezeichnet. Die für jede Rückkopplungsschleife erforderlichen zwei Resonanztransferschalter sind entsprechend mit sl2/.sl3, slllslS und s32/s33 bezeichnet. Das Filter nach Fig. 18 stellt wiederum ein Bandpaß mit der Frequenz fp - 1 IT für den Fall dar, daß die Periode der Steuertakte für die Resonanztransferschalter TIN für N - 3 beträgt und die Steuertakte für die einzelnen Resonanztransferschalter so festgelegt werden, daß eine Kapazität eines Netzwerkes stets nur über ein Koppelglied mit einer anderen Kapazität eines anderen Netzwerkes in Verbindung stehen kann. In Fig. I⁴J sind über der Zeit t die Schalterfunktionen für die verschiedenen Resonanztransferschalter angegeben. Die Schlicßdauer τ der Schalter ist dabei wieder sehr klein gegen die Zeit Γ bemessen. Wie Fig. 19 erkennen läßt, weisen die Resonanztransferschalter s 11, .v 12, j 13, s 23 und s33 den gleichen Steuertakt auf. Entsprechendes gilt für die Resonanztransferschalter s21, s4i einerseits und die Resonanztransferschalter j 12, *22 und s32 andererseits. Für die Festlegung der Steuertakte bestehen weitere Möglichkeiten.

An Stelle der in den Rückkopplungszweigen als taktgesteuerte Koppelglieder verwendeten Resonanztransferschalter können selbstverständlich auch andere taktgesteuerte Koppelglieder, insbesondere Trennverslärker in Reihe mit Schaltern vorgesehen werden. In diesem Falle erhöht sich dann die Mindestanzahl der wiederum Kapazitäten darstellenden Rückkopplungsnetzwerke um ein Netzwerk, weil hier die Koppelglieder nicht in beiden Richtungen übertragen können. Die entsprechende Variante des FiI-ters nach Fig. 18 zeigt Fig. 20, bei dem aus Gründen der Vereinfachung lediglich die der Kapazität CIl zugehörige Rückkopplungssclileife dargestellt ist. Die drei Rückkopplungsnetzwerke bestehen aus den Kondensatoren C12', C13' und C14'. Die vier

ίο Verstärker der Koppelglieder sind mit V12, V13, V14 und V15 bezeichnet und die zugehörigen taktgesieuerten Schalter mit j 12', s 13', s 14' und s 15'.

Filterstrukturen, die mit Hilfe von Resonanztransferschaltern und Kapazitäten nachgebildet werden, können auch zur Realisierung von Filtern vom ersten Grundtyp nach der Erfindung herangezogen werden. Ein einfaches Ausführungsbeispiel, das dem Filter nach Fig. 18 entspricht, ist in Fig. 21 dargestellt. Hier bestehen die Rückkopplungsnetzwerke bis auf die anschlußseitigen Resonanztransferschalter sll und s 14 aus dem Hauptnetzwerk mit den Ein- und Ausgangsanschlüssen 1, Γ und 2, 2'. Die hier als Koppelglieder notwendigen Resonanztransferschalter ermöglichen die Realisierung eines Bandpaßfilters mit nur zwei Rückkopplungsnetzwerken. Die die taktgesteuerten Koppelglieder darstellenden Resonanztransferschalter sind mit s42, s44' und j43. .946' bezeichnet. Beide Schaltcrpaare werden jeweils vom gleichen Steuertakt betätigt. Der Steuertakt für die Gesamtheit der Resonanztransferschalter ist im übrigen wieder so bemessen, daß eine Kapazität eines Netzwerks stets nur über ein Koppelglied mit einer anderen Kapazität eines anderen Netzwerkes in Verbindung stehen kann.

Wie bereits darauf hingewiesen worden ist, ergibt sich bei Anwendung des der Erfindung zugrunde liegenden Lösungsprinzips auf Rechnerfilter ein dritter Grundtyp eines Filters nach der Erfindung. Eine Ausführungsform eines solchen Rechnerfilters, in der anglikanischen Literatur als Sampled-Data-Filter bezeichnet, ist in der erfindungsgemäßen Ausführung in Fig. 22 schematisch dargestellt. Bleiben zunächst einmal die Maßnahmen nach der Erfindung unbeachtet, dann weist dieses Filter zwischen zwei Summierern 5« eine Kette von Verzögerungsgliedern auf. die jeweils die Verzögeringszeit T haben. Die weiteren Eingänge der beiden Summierer Su sind mil Abgriffen dieser Kette aus Verzögerungsgliedern übei Multiplikatoren Kl, - Kl.. . -Km- 1, -Kn, bzw. LO, Ll. Ll... Lm- I, Lm verbunden. Dies« bekannte Filterstruktur läßt sich in außerordcntlicf einfacher Weise dadurch zu einem Filter vom dritter Typ nach der Erfindung umgestalten, daß einerseit: die Taktfrequenz der durch die Summierer und MuI tiplizicrer gegebenen Rechenelcmente um den Fak tor N erhöht wird und andererseits, wie das da Schema der Fig. 22 deutlich macht, jedes Verzöge rungsglied der Verzögerungszeit Γ der Kette voi Vcrzögerunesgliedcrn durch die Kettenschaltung voi N taktgesteuerten Verzögerungsgliedem mit der Takt zeit 77/V ersetzt werden. Die Gesamtverzögerungszei jeder Kettenschaltung beträgt also T. Bei der prakti sehen Realisierung eines solchen Filters ist es nicti erforderlich, daß jedes Verzögerungsglied aus zwc Speichern, einem Eingangs- und einem Ausgang« speicher besteht, wie das bei üblichen Abtasthaiti gliedern der Fall ist. Es genügt, wenn die Kette m der Gesamtverzögerung T insgesamt N +1 Speiche

aufweist. Das Riter nach Fig.22 kann sowohl für die Verarbeitung abgetasteter Analogsignale als auch digitaler Signale ausgebildet sein. Hatte das ursprüngliche Filter eine Tiefpaßcharakteristik, so ergibt sich bei der in der Erfindung abgewandelten Form eine Bandpaßcharakteristik mit der Bandmittenfrequenz jp—MT für den niedrigsten Durchlaßbereich. In entsprechender Weise läßt sich die Erfindung auf weitere kanonische Formen dieses Rechnerfilters anwenden.

Wie einem älteren Vorschlag (Patentanmeldung P 20 27 303.4) zu entnehmen ist, können Rechnerfilter mit einer Grundschaltung nach Art üblicher LC-Filter, insbesondere Abzweigfilter, verwirklicht werden, dio im Gegensatz zu den klassischen LC-Filtern weit weniger empfindlich gegen Toleranzschwankungen der verwendeten Bauteile sind. Die Betrachtung derartiger Rechnerfilter ist besonders einfach, wenn die Signalflußdiagramme nicht auf Spannungen und Ströme, sondern auf Wellengrößen gegründet werden. Derartige Filter sind daher als digitale Wellenfilter bezeichnet worden. Eine Ausführungsform eines solchen digitalen Wellenfilters, das durch sein Wellenfiußdiagramm angegeben ist, zeigt Fig. 24. Es entspricht dem in Fig. 23 angegebenen, aus drei in Kette geschalteten Einheitselementen mit den Wellenwiderständen /-3, r4 und r5. Der Kette ist eingangsseitig die Quelle E₀ in Reihe mit dem Widerstand ri und ausgangsseitig der Widerstand rl parallel geschaltet.

Bei dem als Wellenflußdiagramm dargestellten Filter nach Fig. 24 bedeuten al, al und b\, bl momentane Wellengrößen, die Halbkreissymbole Wellensenken bzw. Wellenquellen, e die Spannungen der Quelle E₀ nach Fig. 23, Wl, Wl, W3 und W4 Wellenzweitore mit den Torwiderständen rl/i-3, r3/r4, r4/rS und rS/rl und die zwischen den Wellentoren angeordneten, mit T/l eingeschriebenen Quadrate Verzögerungsglieder mit der Verzögerungszeit T/2.

F i g. 25 zeigt schematisch ein digitales Wellenfilter vom dritten Typ nach der Erfindung, bei dem vom digitalen Wellenfilter nach F i g. 24 ausgegangen wird. Dieses Filter wird in ähnlicher Weise zum Filter nach F i g. 22 dadurch umgestaltet, daß einerseits die Takt- as frequenz der Rechenelemente um einen ganzzahligen Faktor N erhöht wird und andererseits jedes Verzögerungsglied mit der Verzögerung T/2 durch eine Kettenschaltung von Verzögerungsgliedern mit einer Gesamtverzögerungszeit 7/2 ersetzt wird. In F i g. 25 sind die Kettenschaltungen von Verzögeraugsgliedern durch N Verzögerungsglieder mit der Verzögerungszeit TJ2N angegeben. Bei der praktischen Realisierung eines solchen Filters sind bezüglich der erforderlichen Anzahl von Speichern ähnliche Betrachtungen maßgeblich, wie sie bei der Erläuterung des Filters nach F i g. 22 ausgeführt wurden. Bei dem Filter nach F i g. 25 genügt es, daß jede Kettenschaltung von Verzögerungsgliedern mit der Gesamtverzögerung T/2

N + 1

Speicher bei ungeradzahligem N uud

1 +

Speicher bei geradzahligem N aufweist. Das im Wellenflußdiagramm dargestellte Filter nach F i g. 24 stellt einen Tiefnaß dar. Entsprechend ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform nach Fig. 25 wiederum ein Bandpaß mit der Bandmittenfrequenz fp= MT für den niedrigsten Durchlaßbereich.

Das Wellenflußdiagramm eines digitalen Wellenfilters enthält zum Unterschied der in Fig. 24 dargestellten einfachen Ausführungsform im allgemeinen neben Verzögerungselementen mit der Verzögerungszeit T/2 auch Verzögerungselemente mit der Verzögerungszeit T. Ein Filter vom dritten Grundtyp nach der Erfindung ergibt sich hier wiederum dadurch, daß einerseits die Taktfrequenz der Rechenelemente um den Faktor N erhöht wird und andererseits jedes Verzögerungselement mit der Verzögerungszeit T/2 bzw. T durch eine Kettenschaltung von Verzögerungsgliedern mit einer Gesamtverzögerungszeit T/2 bzw. T ersetzt wird. Bei der praktischen Realisierung der Kettenschaltung von Verzögerungsgliedern mit der Gesamtverzögerungszeit T genügt es entsprechend dem Filter nach F i g. 22, wenn jede Kettenschaltung N + 1 Speicher aufweist.

Aus Gründen der Vereinfachung wurde in den beschriebenen Ausführungsbeispielen nach den F i g. 3 bis 25 von Netzwerken ausgegangen, die eine einfache Tiefpaßcharakteristik aufweisen. Als Ausgangsnetzwerke können neben Tiefpässen auch Hochpässe und Bandpässe auch höheren Grades zur Anwendung gelangen. Die Erfindung ermöglicht auch die Realisierung von Allpässen.

Hierzu 9 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Zeitvariantes Riter mit frequenzabhängigen Übertragungseigenschaften, bestehend aus einem Hauptnetzwerk mit Rückkopplung, dessen Ein- und Ausgangsanschlüsse die Signalein- und -ausgangsanschlüsse des Filters sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplung des Hauptnetzwerkes aus zwei oder mehreren Rückkopplungsnetzwerken besteht, die unter sich, gegebenenfalls unter teilweiser Einbeziehung des Hauptnetzwerkes, gleiche Grundstruktur aufweisen und über gesteuerte Koppelglieder untereinander und mit dem Hauptne*zwerk verbunden, dadurch als geschlossene Rückkopplungsschleife wirksam sind, daß durch geeignete Wahl der Steuertakte für die Koppelglieder in vorgegebenen, regelmäßig aufeinanderfolgenden Zeitpunkten der Momentanzustand jedes Rückkopplungsnetzwerkcs auf das im Zuge der Rückkopplungsschleife jeweils nachfolgende Rückkopplungsnetzwerk übertragen wird.

2. Zeitvariantes Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sämtlichen Reaktanzen des Hauptnetzwerkes jeweils eine aus Rückkopplungsnetzwerken und gesteuerten Koppelgliedern aufgebaute Rückkopplungsschleife zugeordnet ist, daß außerdem die Rückkopplungsnetzwerke sämtlicher Rückkopplungsschleifen ausschließlich aus Reaktanzen bestehen und jede Rückkopplungsschleife eine gleiche Anzahl von Rückkopplungsnetzwerken und von in gleicher Weise gesteuerten Koppelgliedern aufweist und daß die Übertragung eines Momentanzustandes einer Reaktanz des Hauptnetzwerkes auf ein Rückkopplungsnetzwerk oder umgekehrt so vorgenommen ist, daß eine Änderung des zu übertragenden Momentanwertes durch sekundäre Umladevorgänge während der Übertragungsphase wenigstens vernachlässigbar klein bleibt.

3. Zeitvariantes Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Realisierung von Bandpässen bzw. Bandsperren mit einer Mittenfrequenz fp sowie ganzzahligen Vielfachen davon N (N ^i) als Tief- bzw. Hochpässe oder Bandpässe bzw. Bandsperren ausgestaltete gleiche Netzwerke (Haupt- und Rückkoppiungsnetzwerke) vorgesehen sind, daß ferner die gesteuerten Koppelglieder taktgesteuerte richtungsunabhängige Umladeschalter sind, daß außerdem die Taktperiode der Umladeschalter \IN-fp beträgt und daß hierbei die Steuertakte zweier im Zuge der Rückkopplungsschleife aufeinanderfolgender Umladeschalter gegeneinander zeitlich verschohen sind.

4. Zeitvariantes Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptnetzwerk im Ein- und Ausgang jeweils einen taktgesteuerten ersten Schaller (se, sa) aufweist und allen Kapazitäten (C₀) des Hauptnetzwerkes taktgesteuerte zweite Schalter (ir) und allen seinen Induktivitäten (L_n) taktgesteuerte dritte Schalter (ig) zugeordnet sind, daß ferner der Schaltzustand der zweiten Schalter mit dem Schaltzustand der ersten Schalter zeitlich übereinstimmt und der Schaltzustand der dritten Schalter umgekehrt dem Schaltzustand der ersten und zweiten Schalter ist, daß außerdem die Übertragung eines Momentanzustandes des Hauptnetzwerkes auf ein Rückkopplungsnetzwerk oder umgekehrt lediglich in den Zeitabschnitten vorgenommen ist, in denen eine Beeinflussung des Hauptnetzwerkes übe.· diese Anschlüsse hinweg unterbunden ist, und daß die Rückkopplungsnetzwerke ausschließlich Reaktanzen enthalten.

5. Zeitvariantes Filter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptnetzwerk als Reaktanzen ausschließlich Kapazitäten (C) enthält und daß auch die Rückkopplungsnetzwerke ausschließlich Kapazitäten (C) aufweisen.

6. Zeitvariantes Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptnetzwerk und die Rückkopplungsnetzwerke aus durch taktgesteuerte richtungsunabhängige Umladescfcalter (s2i, s3i) verbundenen Kapazitäten (C 11, C21, C 31) bestehen und das Hauptnetzwerk ein- und ausuangsseitig über weitere Umladeschalter (sll, s 41) mit dem an- und abführenden Signalweg in Verbindung steht und daß die Taktsteuerung der Koppelgliedei so vorgenommen ist daß eine Kapazität (C/ r) eines Netzwerkes siets nur über ein Koppelglied (sir, Vi visit·') mit einer Kapazität eines anderen Netzwerkes in Verbindung stehen kann.

7. Zeitvariantes Filter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptnet/werk aus durch taktgesteuerte richtungsunabhängige Umladeschalter (s2\, s31) verbundenen Kapazitäten (CIl. C21, C31) besteht, daß ferner die Rückkopplungsnetzwerke ausschließlich Kapazitäten enthalten und daß die Taktsteucrung der Koppelglieder so vorgenommen ist, daß eine Kapazität (C/1·, Ci >■') eines Netzwerkes stets nur über ein Koppelglied mit einer Kapazität eines anderen Netzwerkes in Verbindung stehen kann.

8. Zeitvariantes Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelglieder Resonanztransferschalter (si )■) sind.

9. Zeitvariantes Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die taktgesteuerten Koppelglieder aus Trennverstärkern (K 12 ... V 15) in Verbindung mit taktgesteuerten Schaltern (5 21 ... s 15) bestehen.

10. Zeitvariantes Filter nach Anspruch 5 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß den Koppelgliedern, die der Rückkopplungsschleife einer Reaktanz des Hauptnetzwerkes angehören, ein Trennverstärker (V) dadurch gemeinsam zugeordnet ist, daß der Trennverstärker über ein- und ausgangsseitig vorgesehene, paarweise vom gleichen Steuertakt betätigte Schalter (sl/sV, sllsl', *3/i3', s 41 s 4') nach einem vorgegebenen Programm nacheinander jeweils zwei Kapazitäten (C) miteinander verbindet.

11. Zeitvariantes Filter mit frequenzabhängigen Übertragungseigenschaften in Form eines Rechnerfilters (Sampled-Data-Filter, Digitalfilter, digitales Wellenfilter), das unter anderem zeitlich gesteuerte Vcrzögerungselcmente enthält, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktfrequenz der Rechenclemente und der Filterein- und -ausgangsschaltungen um einen ganzzahligen Faktor N für N ;> 3 erhöht ist und daß jedes

Verzögerungselement durch ein Verzögerungs- N Pfade untereinander gleich sind. Unsymmetrien element gleicher Gesamtverzögerung ersetzt ist, haben zur Folge, daß sich die Spiegelwelten, die sich dessen Speicheranzahl zur Anpassung an die er- bei der Rücktransformation des Signals in die urhöhte Taktfrequenz in ausreichendem Umfange sprüngliche Frequenzlage mit Hilfe der ausgangsseitierhöht ist 5 _gen Schalter P1 (r), P 2 (i) ... P N (1) ergeben, sich

bei der Zusammenfassung der Pfade am Ausgang A nicht vollständig gegenseitig auslöschen. Wie die

Praxis zeigt, läßt sich auch bei hohem technischen

Aufwand diese Symmetriebedingung nicht in aus-10 reichendem Maße erfüllen. Eine weitere sich bei

Die Erfindung bezieht sich auf ein zeitvariantes einem /V-Pfad-Filter ergebende Schwierigkeit ergibt Filter mit frsqucnzabhängigen Übertragungseigen- sich durch die unvermeidlichen Kopplungen zwischen schäften. dem Steuereingang und der Schaltstrecke von elek-

Im Gegensatz zu zeitinvarianten Filtern ist bei tronischen Schaltern, wie sie bei zeitvarianten Filtern zeitvarianten Filtern die Übertragungsfunktion des 15 fast ausschließlich zur Anwendung kommen. Diese Filters zeitabhängig. Filter dieser Art sind in der Kopplungen haben nämlich zur Folge, daß der Literatur unter dem Namen W-Pfa4-Filter, Digital- Steuertakt, dessen Folgefrequenz fp gleich der Bandfilter, Rechnerfiiter, Sampled-Data-Filter, Abtastfilter, mittenfrequenz des niedrigsten Durchlaßbereiches Schalterfilter u. dgl. m. bekanntgeworden. Im wesent- des durch das /V-Pfad-Filter realisierten Bandpasses liehen handelt es sich dabei um taktgesteuerte Anord- 20 ist, als Störspannung im Nutzsignalbereich wirknungen, deren taktgesteuerte Elemente im allgemei- sam ist.

nen Schalter sowie Verzögerungseinriehtungen sind. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

Unter den zeitvarianten Filtern kommt dem weitere grundlegende FilterMruktur anzugeben, die /V-Pfad-Typ insofern eine besondere Bedeutung zu, unter Ausnutzung der /V-Pfad-Filterfunktion die bei als er sich sowohl mit Hilfe von zeitinvarianten als 25 /V-Pfad-Filtern bestehenden Schwierigkeiten hinsichtauch mit den verschiedensten zeitvarianten Netz- lieh einer ausreichenden Pfadsymmetrie und einer werken, und zwar Analog- und Digitalnetzwerken wirksamen Entkopplung des Signals vom Steuertakt realisieren läßt. Mit dem /V-Pfad-Prinzip la: sen sich überwindet.

beispielsweise Bandpässe mit sehr geringer Band- Ausgehend von einem zeitvarianten Filter mit

breite ausführen. 3" frequenzabhängigen Übertragungseigenschaften, be-

Das Prinzip eines solchen Filters beruht in be- stehend aus einem Hauptnetzwerk mit Rückkoppkannter Weise darauf, daß das zu filternde Signal zu- lung, dessen Ein- und Ausgangsanschlüsse die Signalnächst in eine Frequenzlage umgesetzt wird, in der es ein- und -ausgangsanschlüsse des Filters sind, wird leicht gefiltert wenden kann und daß es anschließend diese Aufgabe gemäß der l.rfindung dadurch gelöst, wieder in die ursprüngliche Frcquenzlage zurück- 35 daß die Rückkopplung des Hauptnetzwerkes aus transportiert wird. Ein solches /V-Pfad-Filter ist in zwei oder mehreren Rückkopplungsnctzwcrken be-Fig. 1 schematisch dargestellt. Das dem Eingang £ steht, die unter sich, gegebenenfalls unter teilweiser zugeführte Signal wird N gleichen Pfaden zugeführt, Einbeziehung des Hauptnetzwerkes, gleiche Grunddie ausgangsseitig wiederum zum Ausgang A zusam- struktur aufweisen und über gesteuerte Koppelglieder mengefaßt sind. Jeder der N Pfade weist ein Netz- 4° untereinander und mit dem Hauptnetzwerk verbunwerk N auf. das entsprechend seiner Pfadzugehörig- den dadurch als geschlossene Rückkopplungsschleife keit mit einem Index 1 bzw. 2 bzw. . .. N versehen wirksam sind, daß durch geeignete Wahl der Steuerist. Jedes der Netzwerke Nl, N2 ... N N weist ein- takte für die Koppelglieder in vorgegebenen, regelgangs- und ausgangssseitig als Schalter P1 (/), mäßig aufeinanderfolgenden Zeitpunkten der Mo- P 2 (1)... P N (t) bezeichnete Modulatoren auf, die 45 mcntanzustand jedes Rückkopplungsnetzwerkes auf von einem Sleuertakt betätigt werden. Im Diagramm das im Zuge der Rückkopplungsschleife jeweils nachder F i g. 2 sind die Steuertakte für die Schalter P1 (0 folgende Rückkopplungi-netzwerk übertragen wird. P 2 (/)... P N (t) über der Zeit t dargestellt. Danach Der Erfindung liegt die wesentliche Erkenntnis zu-

werden die Schalter im Rhythmus der Periode 7 gründe, daß sich d>e Funktion eines /V-Pfad-Filters, während der Dauer aT/N zeitlich gegeneinander ver- 50 bei dem sich das Ausgangssignal aus der Summe der setzt so gesteuert, daß das am Eingang E anstehende N Teilsignale, hervorgerufen durch die Parallel-Signal kontinuierlich über die N Pfade zum Aus- schaltung von zeitlich nacheinander im Rhythmus gang A übertragen wird. Dabei ist i.i jedem Zeitpunkt einer Taktfrequenz aktivierten Λ' Signalpfaden, zudie Verbindung zwischen dem Eingang E und dem sammensetzt. auch dadurch realisieren läßt, daß das Ausgang A stets nur durch einen der N Pfade ge- 55 Gesamtsignal einen einzigen Signalweg, der aus der geben. Für die Wirkungsweise des in F i g. 1 darge- Kaskadenschaltung von N Netzwerken besteht, im stellten /V-Pfad-Filters ist es lediglich erforderlich, Rhythmus einer um den Faktor N erhöhten Taktdaß die gegenseitige zeitliche Versetzung der Steuer- frequenz durchläuft. Im Gegensatz zum /V-Pfadtaktc für die Schalter P 1 (/), P 2 (/)... PN (/) gleich Filter durchlaufen also beim Filter nach der Erfinder durch die Zahl N geteilten Periodendauer T gc- 60 dung sämtliche Tcilsignale sämtliche Netzwerke. Mit wählt ist, und daß die Schaltzeit der Schalter aT/N anderen Worten werden hier die Netzwerke, die beim die Bedingung a< 1 ei füllt. Unter der Annahme, daß N-Pfad-Filter ein räumliches Vielfach bilden, beim die Netzwerke TVl, TV 2 .. .NN, die alle unter sich Filter nach der Erfindung in Zeitmultiplex benutzt, gleich sind, Tiefpässe darstellen, stellt das /V-Pfad- Somit können unvermeidliche Ungleichheiten der Filter einen Bandpaß mit der Mittenfrequenz fp = 1/7 65 Netzwerke untereinander keinen Einfluß mehr auf und ganzzahligen Vielfachen von fp dar. das Auftreten störender Mischprodukte am Filter-

Für die einwandfreie Funktion eines solchen ausgang haben.
/V-Pfad-Filter ist es von großer Bedeutung, dpß die Darüber hinaus hat das Filter nach der Erfindung