DE2139039A1

DE2139039A1 - Bandpaßfilterschaltung

Info

Publication number: DE2139039A1
Application number: DE19712139039
Authority: DE
Inventors: Hirsohi Dipl.-Ing. Setagaya Tokio; Kato Tadayoshi Dipl.-Ing. Kawasaki; Nakamura (Japan)
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1970-08-04
Filing date: 1971-08-04
Publication date: 1972-02-10
Also published as: JPS5323659B1; DE2139039C3; DE2139039B2

Description

Bandpaßfilterschaltung Die Erfindung bezieht sich auf eine Bandpaßfilterschaltung.
Eine Bandpaßfilterschaltung, did nur ein gewünschtes, vorgegebenes Frequenzband durchläßt, enthält beispielsweise ein Bandpaßfilter SP? und einen Amplitudenbegrenzer LMT, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Wenn die Frequenz am Eingang geändert wird, wie dies as den Kurven der Fig. 1 zu erkennen -ist, wird gewissermaße ie Mittenfrequenz io des handpaßfilters BPF um den Betrag #f verschoben und entsprechend ändert sich die Ausgangsphase um den Betrag ##. Ebenso haben Änderungen der Mittenfrequenz f0 des Bandpaßfilters BPF, die beispielsweise durch Temperaturänderungen oder Alterung bedingt sind, eine Änderung der Ausgangsphase zur Folge. Dies wiederum verursacht Fehler, wenn die Bandfilterschaltung in einer Schaltung verwendet wird, die in hohem Maß eine Phasensynchronisation erfordert, wie dies beispielsweise bei Schaltungen zur Trägerwellen-Wiedergewinnung in einem mehrphasigen PCM-Demodulator und PCM-Modulator der Fall ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, den vorerwähnten Schwierigkeiten abzuhelfen und den Aufbau von 3andpaßfilterschaltungen anzugeben, bei denen die Differenz zwischen Eingangs- und Ausgangsphase automatisch konstant gehalten werden kann.
Gemäß der Erfindung läßt sich diese Aufgabe mit einem Bandpaßfilter lösen, bei dem ein Phasendetektor vorgesehen ist, der die Differenz zwischen der Bingangs- und Ausgangsphase des Filters feststellt und bei dem weiterhin eine Steuerschaltung vorgesehen ist, die diese Phasendifferenz mit Hilfe von Ausgangssignalen konstant hält, die der Phasendetektor abgibt.
Anhand von Ausfuh'rungsbeispielen wird nachstehend die Erfindung noch näher erläuterte Es zeigen in der Zeichnung Fig. 1 die bereits besprochenen Diagramme, in denen die Ausgangsamplitude A in Abhängigkeit von der Frequenz f und die phase e des gleichen Filters ebenfalls in Abhängigkeit von der Frequenz f dargestellt sind; Fig. 2 das Blockschaltbild eines konventionellen Bandpaßfilters; Pig. 3 das Blockschaltbild einer Anordnung einer Bandpaßfilterschaltung gemäß der Erfindung; Fig. 4 die Ausgangscharakteristik eines Phasendetektors; Fig. 5 und 6 zeigen im Blockschaltbild andere Ausgestaltungen einer 3andpaßbilterschaltung gemäß der Brwindung.
Fig. 3 zeigt im Blockschaltbild eine Ausführung gemäß der Erfindung. Dabei wird ein Teil der Eingangswellen einem Phasendetektor PD über eine Hybridschaltung, wie z. B. eine Entkopplungsschaltung bzw. eien Weichenschaltung zugeführt, während der andere Teil der Eingangswellen über die Eatkopplungsschaltung einem Bandpaßfilter BPF zugeführt wird. Nur das jeweils benötigte Frequenzband wird vom Bandpaßfilter BFP durchgelassen und Störanteile beseitigt Den Bandpaßfilter nachgeschaltet ist ein spannungsgesteuerter Phasenschieber vas, der die Ausgangsphase des Filters BPF andert und schließlich wird die Amplitude der Ausgangsspannung des Phasenschiebers VCS durch einen nachgeschalteten Amplitudenbegrenzer LMT konstant gehalten. Die Ausgangsphase des Amplitudenbegrenzers LMT wird im Phasendetektor PD mit der Phase der Eingangswellen verglichen und das Ausgangssignal des Phasendetektors PD, das proportional ist zur Phasendifferenz, wird über ein Tiefpaßfilter LF ebenfalls dem spannungsgesteuerten Phasenschieber VOS zugeführt. Wie aus Fig. 4 zu erkennen ist, kann eine zur Phasendifferenz proportionale positive oder negative Spannung aus dem beispielsweise als phasenempfindlicher Gleich richter ausgebildeten Phasendetektor FD erhalten werden.
Wenn daher eine Phasendifferenz zwischen den Eingangs- und Ausgangssignalen auftritt, werden die Phaseblagen durch den spannungsgesteuerten Phasenschieber VCS derart geändert, daß die Phasendifferenz minimiert wird. Diese Phasendifferenz ist angebbar als der Quotient aus der Phasendifferenz zwischen der Eingangs- und Ausgangsphase bei offener Schleife und der Verstärkung der Schleife, d. h. (Phasenifferenz zwischen Eingangs- und Ausgangsphase bei geöffneter Schleife) / (Verstärkung der Schleifer Die Verstärkung der Schleife ist das Produkt aus der Empfindlichkeit des Phasendetektors PD und der Empfindlichkeit des spannungsgesteuerten Phasenschiebers VCS. Da die Phasendifferenz zwischen Ein- und Ausgang durch die Phasencharakteristik des Bandpaßfilters BPF bestimmt ist, übersteigt die Phasendifferenz nicht den Wert von + 900 und es bedarf daher wegen der Anfaagsphasendifferenz keiner langen Zeitdauer, um die Phase nachzusiehen, d. h. die Phaseenachsteuerung ist immer mit einer großen Geschwindigkeit möglich und die Phasendifferenz zwischen Ein- und Ausgang kann automatisch auf einen minimalen konstanten Wert gehalten werden.
Fig. 5 zeigt-im Blockschaltbild eine andere Ausführungsform der Erfindung. Die zur Phasendifferenz proportionale Ausgangsspannung des Phasendetektors FD wird über ein Tiefpaßfilter BS dem Bandpaßfilter BPP unmittelbar zugeführt, um dessen Mittenfrequenz durch Verwendung einer spannungsabhängigen tapazitätsdiode oder dergl. su verändern. Diese Ausführung macht also von der Tatsache Gebrauch, daß die Ausgangsphase durch Änderung der Bandmittenfrequenz fo gemäß Fig. 1 geändert werden kann und entsprechend dieser Methode kann die Phasendifferenz zwischen Ein- und Ausgang automatisch auf einen möglichst geringen konstanten Wert gehalten werden.
In Fig. 6 ist die Bloctschaltung einer weiteren Ausführungsform gemäß der Erfindung dargestellt. Die Ausgangsspannung des lhasendetektors PD wird über ein Tiefpaßfilter LF einem spannungsgesteuerten Oszillator VCO ugefShrt und die Ausgangssignale des Oszillators VCO werden Frequenzkonvertern FC zugeführt. In dieser Ausgestaltung kann das Bandpaßfilter 3PF bei einer Frequenz betrieben werden, die niedriger als die Frequenz der Eingangs signale ist und deshalb kann bei verhältnismäßig hoher Frequenz der Eingangssignale das Bandpaßfilter BPF verhältnismäßig einfach realisiert werden. Auch diese Ausffflirung kann, wie die vorhergehenden, die Phasendifferenz zwischen Ein- und Ausgang automatisch auf einen möglichst geringen konstanten Wert durch die steuerung der Oszillatorfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators VCO halten.
Wie der vorstehenden Erläuterung zu entnehmen ist, sind in der l3andpaßfilterschaltung gemäß der Erfindung ein Phasendetektor PD vorgesehen, der die Differenz zwischen der Eingangs-und Ausgangsphase des Filters feststellt, weiterhin eine Steuerschaltung mit einem spannungsgesteuerten Phasenachieber' VCS und ein Bandpaßfilter BPF, oder es können ein spannungsgesteuerter Oszillator VCO und Frequenzumsetzer FC zur Kontrolle der Phasendifferenz durch die Ausgangs spannung des Phasendetektors PD verwendet werden und es kann automatisch die Differenz zwischen den Eingangs- und Ausgangsphasen auf einen minimalen kostanten Wert gehalten werden. Bei der Verwendung einer erfindungsgemäßen Bandpaßfilterschaltung in einer Trägerwellen-Wiedergewinnungsschaltwzg für ein Mehrphaven-PCM-Demodulator- und -PEodulatorsystem wird es daher möglich, die Trägerwellen korrekt wiederzugewinnen, da die Ausgangsphase nicht verändert wird. Die BandpaBfilterschaltung gemäß der Erfindung kann auch sehr wirkungsvoll in anderen ahnlichen Schaltungen eingesetzt werden, bei denen eine Phasensynchronisation erforderlich ist, da die Änderung der Ausgangsphase eliminiert wird.
4 Patentan3prüche 6 Figuren

Claims

Patentansprüche 1. Bandpaßfilterschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Phasendetektor (PD) zur Ermittlung der Differenz zwischen der Eingangs- und Ausgangsphase eines in der Schaltung angeordneten Bandpaßfilters (BPF) vorgesehen ist, und daß eine Steuerschaltung (YCS; f; VCO; FC) vorgesehen ist, die die Phasendifferenz nach Maßgabe der Ausgangs signale des Phasendetektors (PD) konstant hält.
2. Filterschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bandpaßfilter ein spannungsgesteuerter Phasenschieber (VCS) und ein Amplitudenbegrenzer (LMT) nachgeschaltet sind, daß der Eingang des Bandpaßfilters (BPF) und der Ausgang des Amplitudenbegrenzers (LMT) mit einem Phasendetektor (PD) verbunden sind, und daß dessen Ausgangssignal über einen Tiefpaß (LF) den spannungsgesteuerten Phasenschieber (VCS) steuert (Fig. 3).
3. Filterschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang des Bandpaßfilters (BPF) und der Ausgang des ihm nachgeschalteten Amplitudenbegrenzers (LMT) mit einem Phasendetektor (PD) verbunden sind und das Ausgangssignal des Phasendetektors über einen Tiefpaß (LF) die Bandmittenfrequenz (fO) des insbesondere spannungsabhängige Kapazitäten enthaltenden Bandpaßfilters (3 steuert (Fig. 5).
4. Filterschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer aus Bandpaßfilter (3FF) und Amplitudenbegrenzer (LMT) bestehenden Kettenschaltung jeweils ein Frequenzumsetzer (Fa) vor- und nachgeschaltet ist, daß der Eingang des Bandpaßfilters (3FF) und'der Ausgang des Amplitudenbegrenzers (LMT) mit einem Phasendetektor (rD) verbunden sind, dessen Ausgangssignal über einen Tiefpaß (LF) einen spnnnungsgesteuerten Oszillator (VCO) steuert, der seinerseits mit den Frequenzumsetzern (SC) verbunden ist.

L e e r s e i t e