DE2061521C3 - Aus Schaltern und Kondensatoren bestehende Bandsperre für elektrische Schwingungen - Google Patents

Description

nachgeschalteten Kondensatoren haben untereinander die gleichen Kapazitätswerte und sind mit CbezeichneL In dem sich an diesen Längszweig anschließenden Querzweig liegt ein ohmscher Widerstand R Für die Funktion der Schaltung kommt es nun darauf an, die Schalter 51 bis 53 zyklisch im Rhythmus eines Taktsignals kurzzeitig zu schließen. Es ist dies aus F i g. 2 zu erkennen, die die Schaltfolge der einzelnen Schalter zeigt Die einzelnen Schalter werden nacheinander im Zeitabstand T geschlossen, wobei es darauf ankommt, ι ο daß die Schließungsdauer kurz ist gegenüber dem Zeitabstand T. Demzufolge wird also jeder einzelne Schalter im Zeitabstand T geschlossen, so daß bei der Verwendung von drei Schaltern die Zeit T gleich der dreifachen Zeit T ist Die Zeitdauer T nennt man bekanntlich auch die Einzeltakte, die Zeitdauer Γ den Summentakt Als Schalter verwendet man Transistorschalter, deren Aufbau an sich ebenfalls bekannt ist Die Funktionsweise eines solchen Filters kann an sich der eingangs genannten Literatursteile entnommen werden und es kommt zur einwandfreien Funktion lediglich darauf an, daß die Taktfrequenz für den Summentakt T wenigstens doppelt so groß ist als die höchste auftretende Übertragungsfrequenz.

In Fig.3 ist der Absolutbetrag des Spannungsverhältnisses |ίΛ/ί-Ί| in Abhängigkeit von der Frequenz / aufgetragen, wenn t/i die an den Eingangsklemmen 1,1' anliegende Wechselspannung und Lh die an den Ausgangsklemmen 2, 2' abzunehmende Wechselspannung darstellt (vergleiche F i g. 1). Die Sperrfrequenzen einer derartigen Bandsperre liegen nun bei geradzahligen Harmonischen der zu den Einzeltakten T gehörenden Taktfrequenz und treten somit bei den Frequenzen MT, 2JT, 3/T... auf, wie dies aus Fig.3 ebenfalls erkennbar ist Die Bandbreite B hat bei Verwendung von drei Schaltern den Wert B= ^xlac RQ woraus zu erkennen ist, daß durch geeignete Wahl der Größen R und C die Bandbreite außerordentlich — theoretisch sogar beliebig — schmal gewählt werden kann, was gerade für den Einsatz in Modulationssystemen zur Unterdrückung des Trägersignals bzw. von Trägerresten wesentlich ist

Es wird nun das zur Schließung der einzelnen Schalter 51 bis 53 verwendete Taktsignal direkt aus dem Trägersignal hergeleitet, was beispielsweise durch eine Frequenzteilung oder eine Frequenzvervielfachung erfolgen kann. Hierfür geeignete Schaltungen sind an sich bekannt Dadurch sind die Frequenz des Trägersignals und die Sperrfrequenz des Filters selbst dann identisch, wenn gegebenenfalls die Frequenz des Trägersignals geringfügig schwankt Wegen der außerordentlich geringen Bandbreite werden damit auch bei Verwendung verhältnismäßig einfacher Schaltungen Verzerrungen im Durchlaßbereich des Filters weitgehend vermieden. Wählt man also im Ausführungsbeispiel bei Verwendung dreier Schalter bei einem Trägersignal mit der Trägerfrequenz 20 kHz für den Summentakt T eine Taktfrequenz, die ein ganzzahliges, der Anzahl der verwendeten Schalter entsprechendes Vielfaches der Trägerfrequenz ist, also 60 kHz, dann liegt die Sperrfrequenz des Filters in der gewünschten Weise bei 20 kHz.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Aus Schaltern und Kondensatoren bestehende Bandsperre für elektrische Schwingungen, bei der im Längszweig eines Vierpols die Parallelschaltung mehrerer, jeweils aus der Serienschaltung eines Schalters und eines Kondensators bestehender Zweige angeordnet ist und die einzelnen Schalter zyklisch im Rhythmus eines Taktsignals kurzzeitig geschlossen werden und bei der dieser Parallelschaltung im Querzweig des Vierpols ein ohmscher Widerstand nachgeschaltet ist, gekennzeichnet durch ihre Verwendung zur Unterdrückung des in einem Modulationssystem auftretenden Trägersignals in der Weise, daß das zur Schließung der einzelnen Schalter (Si, 52, S3) verwendete Taktsignal aus dem Trägersignal hergeleitet ist, derart, daß die Frequenz des Taktsignals und die Frequenz des Trägersignals in einem der Anzahl der verwendeten Schalter (Si, S2, S3) entsprechenden ganzzahligen Verhältnis zueinander stehen und die Frequenz des Taktsignals wenigstens doppelt so groß ist wie die höchste zu übertragende Signalfrequenz.

   Die Erfindung betrifft eine aus Schaltern und Kondensatoren bestehende Bandsperre für elektrische Schwingungen, bei der im Längszweig eines Vierpols die Parallelschaltung mehrerer, jeweils aus der Serienschaltung eines Schalters und eines Kondensators bestehender Zweige angeordnet ist und die einzelnen Schalter zyklisch im Rhythmus eines Taktsignals kurzzeitig geschlossen werden und bei der dieser Parallelschaltung im Querzweig des Vierpols ein ohmscher Widerstand nachgeschaltet ist.

   In der Nachrichtenübertragungstechnik tritt bei Modulationsverfahren, insbesondere bei allen Verfahren zur Einseitenbandmodulation, das Problem der sogenannten Trägerunterdrückung auf, d. h. es ist erforderlich, vom Modulationssignal herrührende Spannungen so zu unterdrücken, daß Störungen durch das Modulationssignal nicht mehr auftreten können. Zur Lösung dieser Aufgabe sind an sich mehrere Möglichkeiten bekannt. Beispielsweise kann man den Modulator symmetrisch aufbauen, daß er nur mehr einen hinreichend kleinen Trägerrest abgibt. Es wird dieses Verfahren schon deshalb nicht vollständig gelingen, da es an die einzelnen Bauelemente des Modulators derzeit praktisch nicht zu erreichende Toleranz- und Konstanzforderungen stellt. Weiterhin ist es möglich, den Trägerrest durch ein sogenanntes Einseitenbandfilter zu unterdrücken. Dadurch halbiert sich jedoch die Trennlücke des Filters, wodurch zwingend auch dessen Bauelementezahl erhöht wird und dadurch auch die Toleranzforderungen an die einzelnen Bauteile verschärft werden. Schließlich !äßt sich der Trägerrest auch durch eine mit Schwingquarzen realisierte Bandsperre unterdrücken, was jedoch ebenfalls verhältnismäßig aufwendig ist, weshalb man bei den üblicherweise gestellten Anforderungen die beiden erstgenannten Möglichkeiten miteinander kombiniert. Die genannten Wege stellen darüber hinaus eine Realisierung, die auf eine integrierte Bauweise, wie beispielsweise auf Dünnfilm- oder monolithische Technik, abzielt, von de-

   Toleranzseite her vor derzeit nicht lösbare Probleme.

   Es ist aus der US-PS 34 11 110 ein Modulationssystem mit unterdrücktem Träger bekanntgeworden, bei dem unter anderem eine Einrichtung vorgesehen ist, die in .s Längszweigen angeordnete, parallelliegende Schalter enthält Diese bekannte Anordnung dient jedoch der Kontrolle bzw. der Verschiebung der Phasenlage eines hochfrequenten Signals wie beispielsweise eines Trägersignals und es werden dort die einzelnen Schalter

   ίο nicht zyklisch im Rhythmus einer Taktfrequenz, sondern gemeinsam geschaltet.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bandsperrenschaltung anzugeben, die sich gegebenenfalls in integrierte)- Bauweise realisieren läßt und bei der außerdem die Anforderungen an die Konstanz und die Toleranzen der einzelnen Bauteile erniedrigt werden können.

   Ausgehend von einer aus Schaltern und Kondensatoren bestehenden Bandsperre für elektrische Schwingun- gen, bei der im Längszweig eines Vierpols die Parallelschaltung mehrerer, jeweils aus der Serienschaltung eines Schalters und eines Kondensators bestehender Zweige angeordnet ist und die einzelnen Schalter zyklisch im Rhythmus eines Taktsignals kurzzeitig geschlossen werden und bei der dieser Parallelschaltung im Querzweig des Vierpols ein ohmscher Widerstand nachgeschaltet ist, wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine derartige Bandsperre zur Unterdrückung des in einem Modulationssystem auftre tenden Trägersignals in der Weise verwendet ist, daß das zur Schließung der einzelnen Schalter verwendete Taktsignal aus dem Trägersignal hergeleitet ist, derart, daß die Frequenz des Taktsignals und die Frequenz des Trägersignals in einem der Anzahl der verwendeten Schalter entsprechenden ganzzahligen Verhältnis zueinander stehen und die Frequenz des Taktsignals wenigstens doppelt so groß ist wie die höchste zu übertragende Signalfrequenz.

   Bei der Erfindung wird von der Überlegung

   ausgegangen, an sich bekannte digitale Bandsperren mit zyklisch kommutierten Kondensatoren zu verwenden, da die Bandbreite solcher Sperren an sich beliebig schmal gemacht werden kann, wenn man nur eine ausreichend konstante Taktfrequenz zur Verfügung hat.

   Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels noch näher erläutert. Es zeigt in der Zeichnung

   F i g. 1 das Prinzipschaltbiid einer an sich bekannten digitalen Bandsperre,

   F i g. 2 den Schaltrhythmus der Taktsignale, mit denen die einzelnen Schalter kurzzeitig geschlossen werden,

   Fig.3 das Verhältnis von Ausgangsspannung zur Eingangsspannung einer solchen Bandsperre. In der F i g. 1 ist eine digitale Bandsperre dargestellt, deren Schaltungsprinzip beispielsweise durch eine Veröffentlichung in der Zeitschrift »Transactions of the IRE«, Professional Group on Aeronautical and Navigational Electronics, Dec. 1953, Seiten 21 bis 26, bekanntgeworden ist Diese Bandsperre bildet einen Vierpol, dessen Eingangsklemmen mit 1 und 1' und dessen Ausgangsklemmen mit 2 und 2' bezeichnet sind. Im Längszweig des Vierpols sind mehrere einzelne Zweige parallel geschaltet, von denen jeder aus der Serienschaltung eines Kondensators und eines Schalters

   r>s besteht. Im Ausführungsbeispiel sind drei Zweige gewählt, so daß also im ersten Zweig der Schalter S1, im zweiten Zweig der Schalter S?. und schließlich im dritten Zweig der Schalter 53 liegt. Die ihnen jeweils