DE2241159C3 - Filter mit nyquistflanke fuer elektrische schwingungen - Google Patents
Filter mit nyquistflanke fuer elektrische schwingungenInfo
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- DE2241159C3 DE2241159C3 DE19722241159 DE2241159A DE2241159C3 DE 2241159 C3 DE2241159 C3 DE 2241159C3 DE 19722241159 DE19722241159 DE 19722241159 DE 2241159 A DE2241159 A DE 2241159A DE 2241159 C3 DE2241159 C3 DE 2241159C3
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Description
Die Erfindung betrifft ein Filter mit Nyquistflanke für elektrische Schwingungen zur Erzeugung eines
Seitenbandes mit Restseitenband unter Verwendung eines Impedanznetzwerkes, das aus der Kettenschaltung
mehrerer strenger Weichen besteht, oder unter Verwendung eines Reaktanznetzwerkes in Form einer
Abzweigschaltung.
Bei der Umsetzung von Frequenzbändern, die praktisch bei der Frequenz Null beginnen, wie z. B.
bei Videobändern, werden bekanntlich zur Bildung eines Seitenbandes mit Restseitenband Filter mit einer
sogenannten Nyquistflanke benötigt. Zur Dimensionierung solcher Filter wurden bisher experimentelle
oder mathematische Approximationsverfahren angewendet. Eine weitere Realisierungsmöglichkeil ist
beispielsweise durch die deutsche Offenlegungsschrift 15 41660 bekanntgeworden, bei der eine Weichenschaltung
aus drei strengen Weichen verwendet wird. Durch die DT-OS 19 02 057 ist ferner ein Verfahren
zur Ausfilterung eines Restseitenbandsignals bekannt. bei dem mit Hilfe von Bandpaß-Bandsperrenweichen,
wobei dem Bandpaß ein Allpaß und der Bandsperre ein Einseitenbandfilter nachgeschaltet ist, und die
Ausgänge des Allpasses und des Einseitenbandfilters über ein Addierglied zusammengefaßt sind, eine
Nyquistflanke erzeugt wird. Es erfordern diese bekannten Weichenschaltungen jedoch einen verhältnismäßig
großen schaltungstechnischen Aufwand.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den vorerwähnten Schwierigkeiten abzuhelfen und die ss
Realisierung und den Aufbau eines Filters anzugeben, bei dem die Nyquistbedingung zumindest im Flankenbereich
mit großer Genauigkeit eingehalten werden kann.
Ausgehend von dem eingangs genannten Filter '>o
mit Nyquistflanke für elektrische Schwingungen wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst.
daß der Bemessung dieser Nelzwerke eine selbstreziproke charakteristische Funktion </v zugrunde
gelegt ist und daß die Betriebsdämpfungsfunktion der gesamten Schaltung D11 =-- Dj1. isl. wobei Ds
die zu (]N gehörende Spannuivisdämpfungsfunktion
bedeutet.
Nachstehend wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen noch näher erläutert.
Es zeigt in der Zeichnung
Fig. 1 die Bildung eines Seitenbandes mit Restseitenband
mittels eines Nyquistfilters,
F i ο 2 eine strenge Frequenzweiche, bestehend aus zwei zueinander konjugierten, eingangsseitig paraliel
geschalteten Teilfiltern,
F i g. 3 den schematischen Dämpfungsverlauf einer strengen Frequenzweiche im Überschneidungsbereich,
F i g. 4 die Kettenschaltung zweier gleicher strenger
Frequenzweichen zur Bildung eines Nyquist-
filters, .
F i g. 5 das Schaltbild eines Hochpasses mit Nyquistflanke,
F i g. 6 die Symmetrierung der charakteristischen
Funktion ψΝ(ρ),
Fig. 7 die Betriebsdämpfune aB und die Reflexionsdämpfung
ar des Nyquist-Hochpasses nach Fi c 5 für den frequenzreziproken und symmetner-
ten~Fdll,
F i g. 8 den relativen Fehler lr des Nyquisi-Hochpasses
nach Fig. 5 für den frtquenzreziproken
und symmetrischen Fall.
Ein Nyquistfilter muß, wie in F i g. 1 gezeigt, zumindest
im Flankenbereich, bei gesonderter Betrachtung der Phase, die Betragsbedingung
\AH(mr - Mi + M«(
erfüllen, wenn AB die Betriebsübertragungsfunktion
des Nyquistfillers. <»T die Trägerfrequenz und
.)„, = 0,-oij die Abweichung von der Trägerfrequenz
ist.
Gleichung (1) fordert, daß sich die arithmetischsymmetrisch zum Träger im Abstand ± fm angeordneten
normierten Spanrungsbeträgc nach der Umsetzung zum Wert 1 ergänzen.
Diese Forderung arithmetischer Symmetrie kann mit Filtern aus konzentrierten Elementen auch in
einem Frequenzbereich endlicher Breite prinzipiell nicht exakt erfüllt werden. Da der Dämpfungsvcrlauf
aB(,„) = -ln|/lB(ai)|nur im Frequenzintervall 0 - ,...,
oder (O7- - 2
<»T usw. willkürlich vorgegeben werden
kann und weil neben Gleichung (1) auch die Realisierbarkeitsbedingung
erfüllt sein muß, müßte sich im Frequenzbereich - x bis + χ das vorgegebene Frequenzverhallen unendlich
oft wiederholen, was nur mit unendlich großem
Aufwand realisierbar wäre.
Den folgenden Betrachtungen wird daher die realisierbare geometrische Symmetrie
zugrunde gelegt, wobei
IN,-
-f I n, +
+
ist. Modifiziert man die Nyqiiisthedingung (1) dem-
Entsprechend, so erhall man die Bedingung
Da die Nyquistbedingung (1) in der Praxis im allgemeinen nur im Flankenbereich zwischen Durchlaßgrenze
md und Sperrgrenze t»i erfüllt sein muß,
kann die arithmetische Symmetrie mit ausreichender Genauigkeit durch die geometrische Symmetrie ersetzt
werden, wenn für den Flanken bereich |<»s - o,d\, bezogen
auf die Trägerfrequenz ωτ,
< 30%
verlangt wird. Der Unterschied zwischen der geometrischen
und arithmetischen Symmetrie ist dann
2,,.f
An Hand der F i g. 2 und 3 sei noch der Zusammenhang zwischen der Nyquistbedingung md dem
Übertragungsverhalten strenger Frequenzweichen gezeigt. Bei der an sich bekannten Schaltung einer strengen
Frequenzweiche nach Fig. 2 sind zwei Teilfilter 1 und 2 mit den Dämpfungsfunktionen DV1 und
D^2 am gemeinsamen Weichenscheitel, d. h. an den
Klemmen 4, 4', parallel geschaltet. Die Schaltung wird von einer Spannungsquelle U0 mit dem Innenwiderstand
R gespeist. Die Ausgangsklemmen des ersten Filters sind mit 5 und 5' und die Ausgangsklemmen
des zweiten Filters mit 10 und 10' bezeichnet. Die einzelnen Teilfilter sind wiederum mit dem
Widerstand R abgeschlossen. Der prinzipielle Dämpfungsverlauf aN = In |DnI in Abhängigkeit von der
Frequenz ω ist in Fig. 3 gezeigt. Bekanntlich besteht
eine strenge Frequenzweiche aus zwei zueinander konjugierten Teilfiltern, die am Eingang parallel
(oder in Reihe) geschaltet sind. Die charakteristischen Funktionen <?v der beiden Teilfilter sind
reziprok zueinander, demzufolge ist der Reflexionsfaktor r am gemeinsamen Klemmen paar (Weichenscheitel)
bei allen Frequenzen identisch Null.
Für strenge Weichen gilt daher allgemein folgende Energiebilanz.
Wie man nun erkennt, ist die modifizierte Nyquistbedingung
Gleichung (2b) mit Gleichung (6) iden-(2a) tisch, wenn
ist. Aus Gleichung <6) und (7) ist ersichtlich, daß die (2b) Kettenschaltung zweier strenger Weichen gemäß
F i g. 4 mit zueinander frequenzreziproken Dämpfungen der Teilfilter im geometrisch-symmetrischen
Sinn die Eigenschaften eines Nyquislfillers besitzt.
Zur Bildung eines Fiiiers mit Nyquisifiunke sind
beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 zwei gleiche strenge Frequenzweichen 3 und 3' nach F i g. 2 in
Kette geschaltet, wobei zur einfacheren Darstellung ein Blockschaltbild verwendet ist, in dem die der
F i g. 2 entsprechenden Schaltungsteile mil gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind. In der Schaltung nach
(3) der F i g. 4 liegt also am gemeinsamen Weichcn-
scheitel 4 die Spannung U1, die von einer Spannungsquelle, z. B. einem Modulator mit der Ausgangsspannung
U0 herrührt. Die gestrichelt eingerahmte erste Frequenzweiche 3 besteht wiederum aus den Teiliiltern
i und 2. Dem Ausgang 5 des Teilfiliers 1 ist der Eingang 6 der wiederum gestrichelt umrahmten
= 2,65%. 25 zweiten Frequenzweiche 3' nachgeschaltet. Die zweite
Frequenzweiche besteht wiederum aus der Parallelschaltung zweier Teilfilter Γ und 2', und es bildet der
Ausgang 7 des Teilfilters Γ gleichzeitig den Ausgang der gesamten Schaltung, die mit dem Widerstand R
abgeschlossen ist. Am Eingang 6 der zweiten Weiche 3' liegt also die Spannung U2, am Ausgang die Spannung
U1. Die Teilfilter 2 und 2' sind ebenfalls mit ohmschen Widerständen R abgeschlossen. Die Teilfilter
I und Γ haben untereinander gleiche Spannungsdämpfungsfaktoren DV1, ebenso haben die Teilfilter
2 und 2' untereinander gleiche Spannungsdämpfungsfaktoren Dv2.
Da der Scheitelreflexionsfaktor strenger Weichen definilionsgemäß Null ist. gilt mit den Bezeichnungen
von F i g. 4 für den Betriebsdämpfungsfaktor
Dr,
i\
U0U u,
Xj1 U2
ih
50 und für das Betriebsdämpfungsmaß
Ci11[U,) = ΙηΙΟ,,Ιο))! = 2\n\DNl{<„)\ = 2avi(.„j
-I- e -"
(4)
da in den Reaktanzfiltern 1 und 2 keine Energie verbraucht und am gemeinsamen Klemmenpaar 4. 4'
definitionsgemäß keine Energie reflektiert wird. Verlangt man, wie in Fig. 3 dargestellt. Frequcnzsymmetrie
zwischen den Dämpfungsverliuifcn </xl|i>i) und
ακ1(<»\ so ist
wobei Dv1Ic1) und Dv2(c<) die Sparmungsdämpfun^sfaktoren
der zueinander konjugierten und frequenzreziproken Weichctneilfiltcr sind. «N,,(<») ist das dem
Teilfiiter 1 zugeordnete Spannungsdämpfungsmaß.
An die charakteristischen Funktionen </ Vv. die mil
den Dämpfungsfaktoren DVv nach den Regeln dci
Beiricbsparametertheorie wie folgt verknüpft sind
Gleichung (5) in Gleichung (4) eingesetzt ergibt
+ c
1 .
sind folgende Forderungen .u stellen:
al Bedingung für strenge Weichen
al Bedingung für strenge Weichen
5
b) Bedingung fur Frequenz.reziprozilät
b) Bedingung fur Frequenz.reziprozilät
ν «
Aus Gleichung (10) und (11) resultiert die Bedingung
der Selbstreziprozitäl für die charakteristischen Funktionen der Teilfillcr
V μ ι
(12)
Wie sich zeigen läßt, sind die Gleichungen (Sa)
und (12) nicht nur notwendig, sondern auch hinreichend zur Realisierung eines Nyq'jistrilters im geometrisch-symmetrischen
Sinn. Setzt man entsprechend den Gleichungen (8a) und (9)
|D„MJ
1
1 + 7 ;V (a
1 + 7 ;V (a
(13a)
>fl("4/'")l
(13b) unbedingt doppelte Pole, sondern Pol-Quadrupel,
was besonders dann vorteilhaft angewendet werden kann, wenn auch die Laufzeit des Nvquistfillcrs entzerrt
werden soll.
Die Rcflexionsdämpfung ar des Nyquistlilters im
Durchlaßbereich ist entsprechend der Beziehung
15
so erhält man durch Addition der Gleichungen (13a/b!
unter Beachtung von Gleichung (12) wieder die modifizierte Nyquistbedingung Gleichung (2a).
Benutzt man also zur Synthese eines Nyquistfilters eine charakteristische Funktion mit den Eigenschaften
der Gleichung (12) und beachtet die für die Piaxis zulässige Einschränkung der Ungleichung (3). so
besitzt die Schaltung nach Fig. 4 mit der Dämpfungsfunktion DH = D2 S zwangsläufig und unabhängig
von der gewählten Sperrdämpfung eine Nyquistflanke. welche die Bedingung (11 mit einem für
die Praxis ausreichend kleinen Fehler erfüllt, wie dies im einzelnen noch gezeigt wird.
Der bisher als Ausführungsbeispicl gezeigte Impedanzvierpol
nach F i g. 4. dessen Reflexionsfaktor am gemeinsamen Klcmmcnpaar 4 (Scheitel) bei allen
Frequenzen Null ist. ist oft für die praktische Anwendung zu aufwendig.
Es wird daher zur Dämpfungsfunktion I)11 - D%
nach den Regeln der Betriebsparametertheorie die zugehörige charakteristische Funktion 7 ermittelt so
und aus diesen beiden Funktionen ein Reaktanzvierpol berechnet. Dieser Vierpol besitzt im Durchlaß-
und Sperrbereich exakt die doppelte Betriebsdämpfung eines Teilfilters einer strengen Weiche nach
F i g. 4, also neben der doppelten Sperrdämpfung auch doppelte Welligkeit. Alle Pole und Nullstellen
der Dämpfungsfunktion DB sind doppelt.
Soll nur die Cesamtfunklion
ar(,n) - ln|l 'V
- In
l2+iv
v.v
(14)
um höchstens In |2Np kleiner als der Betrag der
furch) Wcichcnteilf liter angesetzten charakteristischen
Dämpfung ln|y,vi· Das durch die charakteristische Funktion vv(<i) festgelegte Frequcnzverhallcn. wie
z. B. Tschebyschcff-Vcrhalten. bleibt erhallen. Das Reflexionsdämpfungsniveau armi„ ist nicht frei wählbar,
sondern über die Bcziehunu
armi„ = 0.5 ahmin - In I 2 - e"
(15)
mit dem Sperrdämpfungsnivcau ahmin verknüpft.
Die Bctriebs-Gruppcnlaufzeit. die wegen der miiuntcr
aufwendigen Entzerrung eine wichtige Rolle spielt, ist durch die vorgegebene Betriebsdämpfung
festgelegt, da das Netzwerk minimal-phasig ist.
Im folgenden seien noch die einzelnen Rechenschritte zur Bestimmung der charakteristischen Funktion
7 eines Nyquistfilters an einer Hochpaßfunktion erläutert.
Die Dimensionierung beginnt mit der Wahl einer selbstrcziproken charakteristischen Funktion nach
Gleichung (12). die die halbe Sperrdämpfungsfordcrung bzw. die Rcflexionsdämpfungsforderung entsprechend
Gleichung (15) erfüllt. Die normierten Werte
Werte ij. = <tfimT der Dämpfungspole können z. B.
bei Tschebyschcff-Vcrhalten der Durchlaß- und Sperrdämpfung jedem der bekannten Tiefpaßkatalogc entnommen
werden, die wenn das nicht schon der Fall ist auf die geometrische Mitte zwischen Durchlaß-
und Sperrbereichsgrenze umzunormicren sind
Zugeschnitten auf Hochpässc mit einem einfachen Pol bei <J = 0 hat 7V entsprechend Gleichung (12
die Form
wobei ρ = jU ist.
Ausgedrückt durch die Pol- und Nullstellen .
ßOv wird aus Gleichung (16)
ßOv wird aus Gleichung (16)
wobei £>Ov = 1/.Ox, „und
= [1
60
realisiert werden, so darf die charakteristische Tcilfunktion
7 v auch als Quotient zweier beliebiger Polynome mit zueinander reziproken Nullstellen 6s
gebildet werden Auch in diesem Falle besitzt D„(ci)
notwendigerweise doppelte Nullstellen in der linken Halbcbenc der komplexen Frcqucnzebcnc. aber nicht
T ,
"11 «0
ist. über die Beziehung
Vv(Pl ν v< - P) + 1
Vv(Pl ν v< - P) + 1
DiV(-/7)
:rhäll man die zugehörige Dämpfungsfunktion
(P + '"· π (P: + ρΛί.. + /VJ
Dv(P) = ■ Il ,..: , ,,2 , ■ (
Dv(P) = ■ Il ,..: , ,,2 , ■ (
Nyqiiktfilter besitzt die Dämpfungsfunktion
P
ρ Ι\
s Die zugehörige charakteristische Funktion, die zur
deren Nullstellen, bei exakter Selbsirc/.iprozität von Realisierung, d. h. zur Bildung der KeUcnmatriN
7λ·, auf dem Hinheilskreis (alle N1. = r = 1) liegen. Das erforderlich ist. wird durch die Gleichung
D2v<-/>) - 1 = [lhAp)DN(-p) - I]- [/)v(/»/)v( -p) 4- 1] = 7 v(p) 7v<
~P»
-P>
bestimmt. Sie ist. wie man aus Gleichung (20) erkennt. das Produkt der ursprünglichen Funktion </iV(p) nach
Gleichung (17) und einer neuen, zunächst noch unbekannten
Funktion Ψν(ρ) gleichen Grades. Man kann
daher, unter Berücksichtigung von Gleichung (IS) den Zusammenhang zwischen DN(p) und 0s{p) einfacher
durch die Beziehung
/)v(p)D.v( - p) + 1 =
</\(ρΚ>Λ·( - ρ) (21)
bzw. durch
bzw. durch
V .v(pW .vI - Ρ» + 2 -
</',v(p)</\,( - p) (22)
ausdrücken.
Es wäre unzweckmäßig 7 v</»v nach Gleichung (20)
in einem Schritt zu ermitteln, da diese Gleichung den 4fachcn Grad der Ausgangsglcichung und zudem
doppelte Nullstellen auf der imaginären Achse besitzt,
die mit dem üblichen Nullstellenbestimmungsvcrfahren
nur mit »halber Genauigkeit«, d. h. nur mit der halben Zahl der zur Berechnung verwendeten
Dezimalstellen, bestimmt werden können. Es ist zweckmäßiger und genauer. Gleichung (21 ί formal
wie Gleichung (IS) zu behandeln und daraus ·7>ν
gelrennt zu ermitteln.
Die charakteristische Funktion des Nyquistlilters 7 Ip) = 7 ν(ρ)Φνΐρ) enthält, wenn keine Polquadrupel
vorhanden sind, wegen Gleichung (Sa) alle Sperrstellcn
von <isip) doppelt, wegen Gleichung I IS) und
(20) alle Nullstellen von 7V(p) aber nur einfach.
Wegen Gleichung (22) können die Nullstellen von Ί\1ρ) nicht auf der /iJ-Aehsc liegen. Die charakteristische
Funktion 7 νΨΝ hai daher die Form
I 2(p+ α) ,",
'* P "J-1,
'* P "J-1,
K\'2(p + a) Λ (ρ2+ί-'ην)(ρ2
/ 1J tf
/ 1J tf
(23)
Die Berechnung der Schaltelementwcrte kann nun
nach den Regeln der Betriebsparametertheorie durchgeführt werden.
Mil Hilfe der vorstehend beschriebenen Methode läßt sich die in F i g. 4 gezeigte Schallung in einen
ReaUtanzviernol abwandeln, der die Betriebsdämpfungsfunktion
DH =- D:v hat. wenn I)n die Dampfimgfunktion
eines der Teilfilter 1 oder 2 der Weiche 3 bzw. 3' bedeutet. Ein derartiges Beispiel ist in Fi g. 5
in Form eines Nyquist-Hochpasscs gezeigt, dessen Einpangsklcmmcn analog z.B. nach Fig. 4
mit 4 und 4' und dessen Ausgangsklemmen mit 7 und 7' bezeichnet sind. Es zeigt sich also, daß der in Fig. 5 dargestellte Reaktanzvierpol geeignet ist. die in F i g. 4 gezeigte Weichcnsehaltung bezüglich ihres Ubertragungsverhaltens exakt zu ersetzen. Der Hochpaß ist als Abzweigschaltung ausgebildet, in dessen Querzweigen Serienresonanzkreise mit den Spulen L1 bis Z.,, und den Kondensatoren C1 bis C1, liegen. Im Abschlußquerzweig ist noch eine Spule L-vorgesehen. In den einzelnen Längszweigen sind aufeinanderfolgend die Koppelkondensatoren C- bis C1, zu erkennen. Der Dimensionierung des folgenden Beispieles sind folgende Anforderungen zugrunde sielem:
mit 4 und 4' und dessen Ausgangsklemmen mit 7 und 7' bezeichnet sind. Es zeigt sich also, daß der in Fig. 5 dargestellte Reaktanzvierpol geeignet ist. die in F i g. 4 gezeigte Weichcnsehaltung bezüglich ihres Ubertragungsverhaltens exakt zu ersetzen. Der Hochpaß ist als Abzweigschaltung ausgebildet, in dessen Querzweigen Serienresonanzkreise mit den Spulen L1 bis Z.,, und den Kondensatoren C1 bis C1, liegen. Im Abschlußquerzweig ist noch eine Spule L-vorgesehen. In den einzelnen Längszweigen sind aufeinanderfolgend die Koppelkondensatoren C- bis C1, zu erkennen. Der Dimensionierung des folgenden Beispieles sind folgende Anforderungen zugrunde sielem:
0 O.S62 MH/.K,, - 9 Np.
= 1.162 2.032 MHz.
Sperrbereich / -Durchlaßbereich
ar > 3.5 Np.
Trägerfrequenz /, - !.0!2MHz. Bereich der Nyquistflanke 2 i/ = 30OkHz
- 29.6",Λ.
Wegen der Beziehung /)„ = D\ muß Ί s die halbe
Spcrrdämpfungsfordernng erfüllen. Die gewählte charakteristische Funktion 7 v nach Gleichung (17)
wurde aus der katalogisierten Tiefpaßfunklion TPCO 7. JhI- = 490 enniuelt. Die Parameter dieser
Funktionen sind z. B. unmittelbar dem Tabellenbucli
»Filter Design Tables and Graphs«. 1%6. John Wiley and Sons, zu entnehmen. Die Nullstellen der
Därmpfungsfunktion Dv lassen sich nach Gleichung (IS). die der charakteristischen (Tcil-iFunklion '/'Λ
nach Gleichung (21) bestimmen. Alle Nuiisiellcn von
f/\ wurden willkürlich in die linke p-Halbebenc
gelegt. Mit der PolfolgeiJ,,. U, ,. L>r j. U1^:,.L>x2..'.»,,.
0.0 liefert der Reaktanzabbau vom primären Leerlaufwiderstand Z1, die in Fi g. 5 gezeigte Schaltung mit
Elementewerten L1 ... L- * 9 ... 55 uH und
C, ... C13 * 2 ... 14 η F.
Ein Maß für die Genauigkeit der Nyquistflanke is die relative Abweichune
= e
«„<■·
l.-i)
"fl·
- 1
Die Auswertung dieser Beziehung zeigt, daß im fre
quenzreziproken Fall : lr(frequ.-rezipr.)i im Flanken bereich 0.862 bis 1.162 MHz kleiner als 1% ist. Di«
Betriebsdämpfung «,,(frcqu.-rezipr.). die Reflexions
dämpfung tir(frequ.-rczipr.) und der relative Feh
ler lr (frcqu.-rczipr.) sind im Flankcnbercich ii
den F 1 g. 7 und 8 dargestellt in Abhängigkeit voi
j τ- „ i °~ ^
Führt man gemäß Fig. 6. die den Logarithmu
des Betrag« der charakteristischen Funktion In!«·/,
6s in Abhängigkeit von der normierten Frequenz ·
zeigl. im Bereich der Flanke eine Symmetrierung de
charakteristischen Ausgangsfunktion <f s(p\ durch, s
läßt sich der relative Fehler 1r auf -,_ 0.5"<■ vcrringen
709 f.08, J(II
Zur Symmetrierung verschiebt man die Funktion
(/Y(/>) gegenüber dem Träger so. daß der Träger in
der arithmetischen Mine /wischen Durchlaß- und Sperrbereichsgrenze von y v(p) liegt, gleichzeitig muß
die Konstante K von y v(pl so geändert werden, daß
InIvlVI bei der Trägerfrequenz wieder Null wird.
Im Beispiel nach F i g. 5 beträgt die Frequenzverschiebung
I/ -■■ -HIkH/. die geänderte Konstante
wird K' -- K ■ c" :\ Die Eigenschaften des
Nyquistfillers mit symmetrischer charakteristischer Funktion sind ebenfalls den F i g. 7 und S als
gestrichelte Kurven /u entnehmen.
Die bei der großen relativen Lücke geringen verlustbedingten
Verzerrungen von 0.OS Np können durch einen Dämpfungscntzerrer leicht und genau
ausgeglichen werden, was gegenüber dem Hinbeziehen der Verluste durch Vorverzerren den Vorteil hai. daß
die Reflexionsdämpfung nicht beeinträchtigt wird, jedoch zusätzlichen Aufwand kostet Hin Entzerrer
dieser Art kann auch zum Feinabgleich der Flanke nützlich sein.
Die vorstehend gezeigte Realisierung von Nyquistfiltern führt direkt also ohne Kurvenapproximation
zu einem für die Praxis ausreichend genauen Ergebnis und liefert einen l'iltcrtyp. bei dem
alle Nullstellen und Pole der Dämpfungsfunktion doppelt sind.
Wenn die ohne Anwendung eine··. Approximalions-
\erfahrcns bereits erreichte Genauigkeit in speziellen Fällen nichl ausreicht, kann der Fehler lr mit Hilfe
eines Approximationsverfahrens mit wenigen Iterationsschritten auf weniger als ΓΌ verkleinert werden.
Es ist zwar möglich, mit Hilfe eines Approximationsverfahrens ohne Kenntnis der vorstehend beschriebenen
Zusammenhänge auch, bei Filterschaltungcn.
is die nur einfache Spcrrsiellen besitzen, eine Nyquist Hanke
zu approximieren. Bei allen durchgeführt.-n Approximaüonsverfahren. bei denen als Ausgangsnäherung ein Cauerparameieriilier verwendet wurde,
konnte auch mit einer großen Anzahl von Ileralionsschritten nur eine Approximaiionsgcnauigkcit von
'Hwa 1 % erreicht werden.
Hierzu 3 HUiti Zcichnuntien
Claims (2)
1. Filter mit Nyquistflanke für elektrische Schwingungen zur Erzeugung eines Seitenbandes
mit Restseiten band unter Verwendung eines Impedanznetzwerkes,
das aus der Kettenschaltung mehrerer strenger Weichen besteht, oder unter Verwendung eines Reaktanznetzwerkes in Form
einer Abzweigschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß der Bemessung dieser Netzwerke ι ο
eine selbstreziproke charakteristische Funktion <t N
zugrunde gelegt ist und daß die Betriebsdämpfungsfunktion der gesamten Schaltung DB = D2 N ist,
wobei Dn die zu <pN gehörende Spannungsdämpfungsfunktion
bedeutet.
2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flanken bereich der charakteristischen
Funktion q,N bezüglich der Trägerfrequenz
symmetrie« ist, derart, daß die Trägerfrequenz in der arithmetischen Mitte zwischen Durchlaß- und
Sperrbereich der Funktion </ s liegt.
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