DE2926900C2 - - Google Patents
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- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
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- Power Engineering (AREA)
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Hochpaß-Abtastfilter mit
geschalteten Kondensatoren gemäß dem Oberbegriff des
Anspruches 1.
Derartige Filter werden bei Datenübertragungs-
oder Kommunikationssystemen und elektronischen Steuereinrichtungen
verwendet. Ein solches Filter kann als integrierter Halbleiterschaltkreis
ausgeführt werden.
Der Entwurf elektronischer Datenübertragungssysteme verlangt
geeignete Filter für die selektive Frequenzfilterung. Solche
vorzugsweise als integrierte Schaltkreise ausgeführten
Einrichtungen müssen nicht nur mit anderen Systemkomponenten
kompatibel sein, sondern sollen außerdem nur ein Minimum an
Silizium-Chipfläche benötigen, einen großen Dynamikbereich
haben, im Durchlaßband einen Signalgewinn haben und ein Nullverhalten
bei der Frequenz Null aufweisen, um eine Hochpaßfilterung
zu realisieren.
Es sind bereits Filter bekannt, die geschaltete
Kondensatoren und Operationsverstärker enthalten. Der
wesentliche Bestandteil solcher Schaltungen war üblicherweise
ein Abtastintegrator, bei dem die Widerstände eines aktiven
RC-Integrators durch mit geschalteten Kondensatoren
nachgebildete Widerstände ersetzt wurden. Dieser Lösungsversuch
warf jedoch bestimmte Probleme auf, da der bloße
Ersatz durch geschaltete Kondensatoren diese nicht gleichwertig
nachbilden kann. Dadurch entstanden Verzerrungen im
Frequenzverhalten solcher Schaltungen wegen der ungenügenden
Darstellung der Frequenzvariablen bei der Transformation von
der s-Ebene in die z-Ebene. Eine Schaltung, in der ein
geerdeter Kondensator in Verbindung mit einem Schalter
verwendet ist, der diesen Kondensator taktweise einmal an den
Signal-Eingang und zum anderen an den Eingang des rückgekoppelten
Operationsverstärkers anlegt, wurden bereits in IEEE
Journal of Solid State Circuits, Vol. SC-12, No. 6, pp.
592-599 und pp. 600-608, Sec. 1977, insbesondere zur Fig. 2b,
beschrieben. Für solche Schaltungen ist die Darstellung der
Frequenzvariablen durch die Formel
s ↔ (z -1)/T
ausgedrückt, die gleichwertig zu dem Ersatz der Ableitungen
der Differentialgleichung eines kontinuierlichen Systems mit
Vorwärts-Differentialen ist. Um eine enge Beziehung zwischen
den Ergebnissen des kontinuierlichen und des normierten
Systems zu bewahren, muß die Taktfrequenz 1/T höher als die
höchste in dem Signal enthaltene Frequenz sein.
In einer anderen bekannten Technik hat der geschaltete
Kondensator, der den Widerstand ersetzt, eine besondere, auf
der trapezoiden Integration basierende Konfiguration. Dadurch
wird eine konforme Abbildung der s-Ebenen in den z-Ebenen
erreicht, und die oben genannten Nachteile werden vermieden.
Das normierte Ergebnis ist durch die folgende Transformation
zum Kontinuitätsmodell in Beziehung zu setzen:
Ein wesentlicher Nachteil dieser letztgenannten Lösung ist,
daß die Differenz oder das Negativ eines Signals nicht auf
solch einfache Weise wie mit Hilfe von durch geerdete,
geschaltete Kondensatoren nachgebildete Widerstände erhalten
werden kann. Um diesen Vorteil, der in den geerdeten,
geschalteten Kondensatorschaltungen enthalten ist, und um
gleichzeitig die bei der Transformation von der s-Ebene in
die z-Ebene entstehenden Fehler zu kompensieren, sollte eine
direkte Synthese des z-Bereiches vorgenommen werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein solches einschlägiges
Filter zu schaffen, das frei von Verzerrungen im
Frequenzverhalten ist, und zwar insbesondere solcher, die auf
unzulänglicher Nachbildung beruhen, wobei (auch) bei diesem
neuen Filter einseitig geerdete Kondensatoren verwendet sind.
Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen
gelöst.
Die Unteransprüche sind auf vorteilhafte Ausgestaltung des Filters gemäß Anspruch 1
gerichtet.
Mit der vorliegenden Erfindung ist ein Filter dritter Ordnung
geschaffen, das analoge Komponenten in einer "sample-and-
hold"-Teilschaltung eliminiert.
Ein Filter der vorliegenden Erfindung hat derart geschaltete
Kondensatoren, daß es für Hochpaßfilter auf der Basis der
direkten z-Bereichs-Synthese geeignet ist.
Die Schaltung eines erfindungsgemäßen Filters besteht im
wesentlichen aus einem ersten Pol-Nullstellen-Bereich, der
einen Kondensator zwischen dem negativen Eingang eines
integrierten Operationsverstärkers und einem Schaltmittel
aufweist, das mit der Eingangssignalquelle verbunden ist.
Wenn das Schaltmittel leitend oder in der Stellung "ein" ist,
wird die Seite des Kondensators, die mit dem Operationsverstärker
verbunden ist, auf virtueller Erde gehalten, während
die andere Seite oder der Mittelanschluß mit dem Eingangssignal
aufgeladen wird. Wenn der Schalter öffnet, wird der
Mittelanschluß auf der Spannung gehalten, während des
nächsten Taktimpulses oder des Einschaltzyklus wird er auf
den nächsten Eingangswert geladen. Die Nettoladung aus der
Spannung an diesem Punkt ist die Differenz zwischen der
Eingangsprobe, die im Augenblick entnommen wird, und der
Eingangsprobe, die aus dem vorhergehenden Zyklus stammt.
Der Ausgang des ersten Operationsverstärkers hat zwei Nullstellen
und zwei komplex konjugierte Pole in seiner Transferfunktion
infolge der Rückkopplung aus einem zweiten
Operationsverstärker. Der Ausgang des ersten Operationsverstärkers
ist mit einem zweiten Operationsverstärker
und mit einem gleichartigen Pol-Nullstellen-Bereich, der
einen dritten Operationsverstärker, der durch ein Schaltmittel,
das während der Φ-Phase eingeschaltet ist, gesteuert
wird, verbunden. Dadurch ist dieser zweite Schaltungsbereich
außer Phase mit dem ersten Schaltungsbereich, womit
das Durchgreifen von unerwünschten analogen Komponenten
von der Eingangssignalquelle her blockiert wird, während
der dritte Operationsverstärker ebenfalls ein einfaches
Pol-Nullstellen-Paar zur Erhöhung der Filtergüte
generiert.
Weitere Erläuterungen zur vorliegenden Erfindung sind der folgenden, ins einzelne
gehenden Beschreibung und den dazugehörigen Figuren
zu entnehmen.
Die vorliegende Erfindung wird im folgenden an Hand mehrerer,
ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung betreffender
Figuren erläutert.
Fig. 1 zeigt das Schaltbild einer Filteranordnung gemäß
der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2a zeigt die Wellenform der Signalspannung am Signaleingang
V IN.
Fig. 2b zeigt die Wellenform der Signalspannung am Ausgang
V₀ des ersten Operationsverstärkers.
Fig. 2c zeigt die Wellenform der Signalspannung am Ausgang
V₀₁ des dritten Operationsverstärkers.
Fig. 2d zeigt die Wellenform der Taktsignale () und ( Φ ).
Fig. 3 zeigt ein Diagramm, aus dem ein Verfahren zur Vorverzerrung
der Verlustcharakteristik zur Kompensation
der nichtlinearen Frequenzverzerrung hervorgeht.
Fig. 4 zeigt ein Diagramm für das Verlustverhalten eines
typischen, erfindungsgemäßen Filters.
Wie bereits erläutert, zeigt Fig. 1 das Schaltbild einer
erfindungsgemäßen Filteranordnung, nämlich eines Hochpaß-Abtastfilters 10, mit geschalteten Kondensatoren. Zur
Verwendung in einem typischen Datenübertragungssystem
ist die Schaltung derart ausgelegt, daß sie eine Signaleingangsspannung
von einer angeschlossenen Datenquelle
empfangen kann, der alle Frequenzen unterhalb eines
vorgebenen Wertes ausgefiltert werden, so daß die Signalausgangsspannung
V out lediglich Signalfrequenzen
oberhalb dieses Wertes enthält.
Wie gezeigt, wird die Signaleingangsspannung V in über eine
Signaleingangsleitung 12 und durch einen ersten
Koppelkondensator 16 an den negativen Eingang eines ersten,
als Integrator geschalteten Operationsverstärkers 18 gelegt. Der
positive Eingang des ersten Operationsverstärkers 18 liegt
auf Erde.
Das Hochpaß-Abtastfilter 10 arbeitet mit abwechselnden
ersten und zweiten Takten und Φ, die von einem geeigneten,
nicht gezeigten Taktgenerator mit einer vorbestimmten
Frequenz, z. B. 128 kHz, geliefert werden.
Das erste Schaltmittel 14 ist, wie gezeigt, vorzugsweise
als MOSFET-Anordnung ausgebildet, dessen Gate der erste
Takt zugeführt wird.
In eine erste Leitung 22, die mit der Signaleingangsleitung
12 verbunden ist, ist an einem ersten Knoten V₁ zwischen
dem ersten Schaltmittel 14 und einem ersten Koppelkondensator
16 ein erster geschalteter Operationsverstärker 24
eingefügt, dessen zweiter Anschluß an Erde liegt.
Eine erste Rückkopplungsleitung 26, in die ein erster
Rückkopplungskondensator 28 eingefügt ist, ist ebenfalls
mit der Signaleingangsleitung 12 und einer ersten Ausgangsleitung
30 des ersten Operationsverstärkers 18 verbunden.
Parallel zu der ersten Rückkopplungsleitung 26 und dem
ersten Rückkopplungskondensator 28 ist eine zweite Leitung
32 angeordnet, die mit einem umschaltenden zweiten
Schaltmittel 34, das aus einem MOSFET-Paar, dessen Gates
an den Takten und Φ liegen, besteht, verbunden ist. Ein
Ausgang zwischen diesen beiden Schaltelementen ist über
einen zweiten geschalteten Kondensator 36 an Erde gelegt.
Der zweite Knoten V₀ am Ausgang des ersten Operationsverstärkers
18 ist über eine dritte Leitung 38 mit der zweiten
Leitung 32 und ebenfalls über die erste Ausgangsleitung
30 mit einem umschaltenden dritten Schaltmittel
40, das aus einem weiteren MOSFET-Paar besteht, dessen
Gates an den Takten und Φ liegen, verbunden. Ein Ausgang
zwischen diesen letzteren Schaltelementen ist über einen
dritten geschalteten Kondensator 42 an den Ausgang eines
umschaltenden siebten Schaltmittels 44, das aus einem weiteren
MOSFET-Paar, dessen Gates ebenfalls an den Takten
und Φ liegen, besteht, verbunden. Der mit dem Takt gesteuerte
MOSFET des dritten Schaltmittels 40 ist wie der
mit dem Takt Φ gesteuerte MOSFET des siebten Schaltmittels
44 mit Erde verbunden.
Der mit dem Takt gesteuerte MOSFET des siebten Schaltmittels
44 ist über eine zweite Eingangsleitung 46 mit
dem negativen Eingang eines zweiten Operationsverstärkers
48, dessen positiver Eingang auf Erde liegt, verbunden.
Eine zweite Rückkopplungsleitung 50 ist mit der zweiten
Eingangsleitung 46 und einer zweiten Ausgangsleitung 54
des zweiten Operationsverstärkers 48 verbunden und bildet
mit dieser einen dritten Knoten V₂.
Außerdem ist eine vierte Rückkopplungsleitung 56 zwischen
dem Ausgang des zweiten Operationsverstärkers und den
mit dem Takt Φ gesteuerten MOSFET eines umschaltenden
vierten Schaltmittels 58 eingefügt, dessen anderer, mit
dem Takt gesteuerter MOSFET über eine erste Eingangsleitung
60 mit der Signaleingangsleitung 12 bei dem ersten
Operationsverstärkers 18 verbunden ist. Ein Ausgang
zwischen den beiden MOSFET des vierten Schaltmittels 58
ist mit einer Seite eines vierten geschalteten Kondensators
62, dessen andere Seite auf Erde liegt, verbunden.
Mit der ersten Ausgangsleitung 30 des ersten Operationsverstärkers
18 ist eine zweite Leitung 64 verbunden, die
zu einem Anschluß eines fünften Schaltmittels 66, das
aus einem MOSFET besteht, dessen Gate an dem Takt Φ liegt,
führt. Die andere Seite dieses Schaltmittels ist mit einer
Seite eines zweiten Koppelkondensators 68 verbunden,
dessen andere Seite an den negativen Eingang eines dritten
Operationsverstärkers 70 geführt ist, dessen positiver
Eingang auf Erde liegt. Eine fünfte Leitung 72, die
mit der zweiten Leitung 64 zwischen dem fünften Schaltmittel
66 und dem zweiten Koppelkondensator verbunden
ist, ist außerdem über einen fünften geschalteten Kondensator
74 auf Erde gelegt. Eine dritte Rückkopplungsleitung
76 für den dritten Operationsverstärker 70 ist zwischen
die zweite Leitung 64 und die Signalausgangsleitung 78
mit einem Rückkopplungskondensator 80 eingefügt. Parallel
dazu ist eine Rückkopplungsschleife, bestehend aus einem
umschaltenden sechsten Schaltmittel 82, das aus einem
MOSFET-Paar, dessen Gates an den Takten Φ und liegen,
gebildet ist, angeordnet. Ein Ausgang zwischen diesen beiden
MOSFET ist über einen sechsten geschalteten Kondensator
84 auf Erde gelegt.
Die drei Operationsverstärker 18, 48 und 70 sind ebenfalls
vorzugsweise mit MOS-Elementen in geeigneter Schaltungsanordnung,
die an die notwendigen V SS- und V DD-Quellen
angeschlossen sind, aufgebaut. Eine einzelne Operationsverstärkerschaltung
ist nicht gezeigt, da eine geeignete
Schaltung leicht durch den Fachmann ausgewählt werden
kann.
Während des Betriebes des Hochpaß-Abtastfilters 10 liefert
der nichtüberlappende Zweiphasen-Taktgenerator fortlaufend
Impulse mit einer vorgewählten Abtastfrequenz
f c =1/T, z. B. 128 kHz. Zum Zeitpunkt (n-1)T, wenn der Takt Φ
eingeschaltet ist, werden die Spannungen an den Knoten
V₁, V₀ und V₂ auf den Werten V in(n-1), V₀(n-1) bzw. V₂(n-1)
gehalten. Am Ende der Taktphase Φ sind die Kondensatoren
36 (α₁C₁) und 42 (α₂C₂) auf V₀(n-1), die Ausgangsspannung
des ersten Operationsverstärkers, geladen. Der Kondensator
62 (α₁′C₁), der mit dem Ausgang des zweiten Operationsverstärkers
48 verbunden ist, ist auf den Wert V₂(n-1) geladen.
Wenn der Takt ausgeschaltet und der Takt eingeschaltet
wird, lädt sich der Kondensator 24 (C) auf V in (n),
wobei die folgende Ladungserhaltungsgleichung für den
Operationsverstärker 18 gilt:
C₁V₀(n) =C₁V₀(n-1)-α₁′C₁V₀(n-1)-α₁C₁V₂(n-1)-α₃C₁[V in (n)-V -in (n-1)] Gl. (2)
Nach der z-Transformation beider Seiten der Gl. (2) und
unter der Voraussetzung, daß α₁′=α₁, ergibt sich:
V₀(z) =(1-α₁)z -1 V₀(z)-α₁z -1 V₂(z)-a₃V in(z) (1-z -1) Gl. (3)
oder
Die entsprechende Ladungserhaltungsgleichung für den
zweiten Operationsverstärker 48 lautet unter der Voraussetzung,
daß α₂C₂ ein invertierender geschalteter
Kondensator ist:
Durch Kombination ergibt sich:
und die allgemeine Transferfunktion
Gl. (6) ist die Transferfunktion eines Hochpaß-Filters
mit zwei komplex konjugierten Polen und zwei einfachen
Nullstellen bei DC(z-1).
Wenn die Filterschaltung 10 die Teilschaltung mit dem
dritten Operationsverstärker 70, dem zweiten Koppelkondensator
68 und dem fünften geschalteten Kondensator 74
nicht enthielte, würde sich ein schwerwiegendes Problem
ergeben. Während der Periode, in der der Takt eingeschaltet
und der erste Koppelkondensator 16(α₃C₁) mit
dem Signaleingang V in verbunden ist, besteht ein unerwünschter
direkter Weg von V in zu dem zweiten Knoten V₀. Deshalb
ist das Ausgangssignal des ersten Operationsverstärkers
18 kein "sampled-and-hold"-Signal. Die Spannung V₀
besteht aus zwei Komponenten, einem normierten Signal,
bestimmt durch die Transferfunktion gemäß Gl. (6), und
einem unerwünschten analogen Ausgangssignal, gegeben durch
den Ausdruck -α₃V in, das während der Periode, in der der
Takt Φ eingeschaltet ist, erscheint. Dieser Sachverhalt
ist in den Figuren gezeigt, wobei Fig. 2a ein analoges
Eingangssignal V in, Fig. 2b ein analoge Komponenten
enthaltendes Ausgangssignal V₀ und Fig. 2d die mit der
Wellenform korrespondierenden Taktsignale zeigen.
Die Eliminierung der analogen Signalkomponenten wird in
der Filterschaltung 10 durch deren Blockierung mittels
des ausgangsseitigen "sample-and-hold"-Bereiches, der den
dritten Operationsverstärker 70 enthält, der außer Phase
mit der eigentlichen Filterschaltung, bestehend aus dem
ersten Operationsverstärker 18 und dem zweiten Operationsverstärker
48 arbeitet, durchgeführt. Dies wird dadurch erreicht,
daß der Ausgangsbereich der Schaltung durch das MOSFET-Schaltmittel
66 gesteuert wird, das während der Taktphase
Φ geschlossen ist. Während des Zustandes "Takt Φ eingeschaltet"
wird die Ausgangsspannung V₀ des ersten Operationsverstärkers
18 konstant gehalten, weil der Takt Φ
ausgeschaltet ist. Demzufolge wird das Signal, wenn der
Takt Φ eingeschaltet ist und sich die Ausgangsspannung
des ersten Operationsverstärkers 18 mit der Eingangsspannung
V in ändert, durch das fünfte Schaltmittel 66
blockiert und nicht transferiert. Wenn dagegen der Takt
ausgeschaltet und der Takt Φ eingeschaltet wird, wird
das Eingangssignal direkt von dem ersten Koppelkondensator
16(α₃C₁) über den ersten Rückkopplungskondensator 28(C₁)
übertragen. Die Ausgangsspannung an dem Knoten V₀ ist damit
konstant. Der zweite Koppelkondensator 68(α₅C₃) wird
geladen.
Zusätzlich zu der beschriebenen Blockierungsfunktion für
analoge Komponenten dient der dritte Operationsverstärker
dazu, ein zusätzliches Pol-Nullstellen-Paar zu ermöglichen,
so daß ein Filter dritter Ordnung gegeben ist. Unter Benutzung
der Ladungserhaltungs-Gleichung kann die Beziehung
zwischen den z-Transformationen von V₀₁ und V₀ wie
folgt ausgedrückt werden:
Durch Kombination von Gl. (6) mit Gl. (7) ergibt sich:
was die Transferfunktion eines Hochpaß-Filters dritter
Ordnung darstellt.
Beim tatsächlichen Entwurf eines Filters gemäß der Erfindung
ist als konforme Abbildung der s-Ebene in der
z-Ebene die bilineare Transformation gemäß Gl. (1) zu verwenden.
Da die gesamte j Ω-Achse der s-Ebene in dem Einheitskreis
der z-Ebene abgebildet ist, ist der Faltungsfehler,
der bei anderen Entwurfsverfahren, die ein analoges Modell
verwenden, auftritt, eliminiert. Es ist jedoch eine nichtlineare
Beziehung zwischen der analogen Frequenz Ω und
der normierten Kreisfrequenz ω wie folgt gegeben:
Vorteilhafterweise ist die Frequenzverzerrung bei einem
Filter mit einer "brick-wall"-Dämpfungscharakteristik kompensierbar.
Der Kompensationsvorgang, der für ein Hochpaß-Filter
benutzt wird, ist in Fig. 3 gezeigt. Nachdem die Dämpfungscharakteristik
eines vorverzerrten Filters bestimmt
ist (Fig. 3, links oben), wird ein analoges Filter entworfen,
das die transformierte Dämpfungscharakteristik berücksichtigt.
Die Transferfunktion des digitalen Filters H(z)
wird dann durch Ausführung der algebraischen Substitution
der Gl. (1) erreicht, d. h.
Zusammengefaßt ausgedrückt kann der Entwurf des Hochpaß-Filters
durch die folgenden Schritte vorgenommen werden:
- 1. Die festgelegten Durchlaßband- und Sperrbandfrequenzen ω p und ω s werden in die korrespondierenden Werte Ω p und Ω s unter Verwendung der Beziehung umgeformt.
- 2. Es wird ein analoges Filter gemäß den transformierten Bandgrenzfrequenzen entworfen.
- 3. Die z-Bereichs-Transferfunktion wird durch die folgende Transformation als s-Bereichs-Transferfunktion gewonnen.
- 4. Die Kapazitätsverhältnisse α₁, α₂, α₃, α₄ und α₅ werden durch Gleichsetzen der korrespondierenden Koeffizienten der "z"-Potenz in Gl. (8) mit der erhaltenen Transferfunktion gewonnen.
Die oben angegebene Prozedur kann dadurch verdeutlicht
werden, daß ein Entwurf eines einzelnen Hochpaß-Filters
mit geschalteten Kondensatoren angenommen wird, das vorgegebene
Dämpfungswerte durch Verwendung einer typischen
Abtastrate (z. B. 16 kHz) einhält. Diese Werte sind durch
die schraffierten Bereiche in Fig. 4 gezeigt.
Für eine Hochpaß-Analogfilterfunktion dritter Ordnung,
die die Dämpfungswerte der Fig. 4 durch Anwendung einer
Frequenztransformation für eine Tiefpaß-Prototypfunktion
gewährleistet, ist die resultierende Hochpaß-Transferfunktion
wie folgt gegeben:
mit A =1200π. Dann wird H(z) durch Anwendung der bilinearen
Transformation gewonnen, die hier zu folgendem Ausdruck
wird:
Daraus ergibt sich:
Durch Gleichsetzen der Koeffizienten der korrespondierenden
Größen von z in den Gleichungen (12) und (8) und Auflösung
nach dem unbekannten α₁ werden folgende Kapazitätsverhältnisse
gewonnen:
α₁=0.124
α₂=0.129
α 3/5=0.877
α₄=0.138
α₂=0.129
α 3/5=0.877
α₄=0.138
Die tatsächlich resultierende Dämpfungscharakteristik des
aus diesem Beispiel gewonnenen Filters ist durch die Kurve
in Fig. 4 gezeigt.
Claims (4)
1. Hochpaß-Abtastfilter mit einem Operationsverstärker,
dessen Ausgang mit seinem einen Signaleingang mittels einer
Rückkopplungsleitung verbunden ist, und mit einer mit diesem
Verstärker verbundenen Eingangsschaltung zum Zuführen einer
ununterbrochenen, zu filternden Signalspannung, wobei diese
Eingangsschaltung ein Schaltmittel, das mit einem
Zweiphasen-Wechseltaktgenerator verbunden und durch einen
ersten Takt steuerbar ist, und einen geschalteten Kondensator
aufweist, der einerseits an Erde und andererseits an die
Eingangsschaltung angeschlossen ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß dieser geschaltete Kondensator ein erster geschalteter
Kondensator (24) des Filters (10) ist, daß ein erster Koppelkondensator
(16) in der Eingangsschaltung zwischen dem ersten
geschalteten Kondensator (24) und den Signaleingang eines
ersten Operationsverstärkers (18) eingefügt ist, daß diese
Rückkopplungsleitung (26) des ersten Operationsverstärkers
(18) des Filters (10) eine erste Rückkopplungsleitung des
Filters (10) ist, als Umschalter ein zweites Schaltmittel
(34), das an den Taktgenerator angeschlossen ist, und einen
zweiten geschalteten Kondensator (36) aufweist, der einerseits
mit Erde und andererseits mit dem zweiten Schaltmittel
(34) derart verbunden ist, daß der zweite geschaltete Kondensator
(36) während eines zweiten Taktes ( Φ ) geladen und als
Rückkopplung während jedes ersten Taktes () entladen
wird, daß ein zweiter als Integrator geschalteter Operationsverstärker
(48) vorgesehen ist, daß Mittel zum Verbinden des
Ausgangs des ersten Operationsverstärkers (18) mit einem
Eingang des zweiten Operationsverstärkers (48) vorgesehen
sind, die einen dritten geschalteten Kondensator
(42) und ein drittes Schaltmittel (40), das mit dem
Taktgenerator verbunden ist, aufweisen, derart, daß der dritte
geschaltete Kondensator (42) während jedes zweiten
Taktes ( Φ ) geladen und während jedes ersten Taktes ()
über den zweiten Operationsverstärker (48) entladen wird,
daß Rückkopplungsmittel vorgesehen sind, die den Ausgang
des zweiten Operationsverstärkers (48) mit der Eingangsschaltung
des ersten Operationsverstärkers (18) verbinden
und ein viertes Schaltmittel (58), das mit dem
Taktgenerator verbunden ist, und einen vierten geschalteten
Kondensator (62), der zwischen dem vierten Schaltmittel
(58) und Erde angeordnet ist, aufweisen, daß das vierte
Schaltmittel (58) so angeordnet ist, daß der Ausgang
des zweiten Operationsverstärkers (48) derart rückgekoppelt
ist, daß der vierte geschaltete Kondensator (62) während
jedes zweiten Taktes ( Φ ) entladen wird, daß ein dritter als Integrator
geschalteter Operationsverstärker (70) vorgesehen ist,
daß eine Leitung zum Verbinden des Ausgangs des ersten
Operationsverstärkers (18) mit einem Signaleingang des
dritten Operationsverstärkers (70) vorgesehen ist, die
ein fünftes Schaltmittel (66), das mit dem zweiten Takt (Φ)
des Taktgenerators gesteuert wird, und einen fünften geschalteten
Kondensator (74) aufweist, der einerseits mit der Leitung
und andererseits mit einem zweiten Koppelkondensator
(68), der zwischen dem fünften Schaltmittel (66)
und dem genannten Signaleingang angeordnet ist, verbunden
ist, und daß Rückkopplungsmittel vorgesehen sind,
die zwischen dem Eingang und dem Ausgang des dritten
Operationsverstärkers (70) angeordnet sind und einen
sechsten geschalteten Kondensator (84) und ein sechstes
Schaltmittel (82) aufweisen, das mit dem sechsten geschalteten Kondensator und dem Taktgenerator derart
verbunden ist, daß der sechste geschaltete Kondensator
(84) während jedes ersten Taktes () geladen
und zum Zwecke der Rückkopplung während jedes zweiten
Taktes ( Φ ) entladen wird.
2. Hochpaß-Abtastfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß alle Schaltmittel (14, 34,
40, 58, 66, 82) MOS-Feldeffekttransistoren enthalten, deren Gate-Anschlüsse
entweder mit dem ersten Takt () oder dem zweiten Takt
( Φ ) des Taktgenerators verbunden sind.
3. Hochpaß-Abtastfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Filter ein Filter dritter
Ordnung ist, dessen Übertragungsfunktion im "z"-Bereich
als
ausgedrückt ist, wobei α₁, α₂, α₃ und α₄ vorgewählte Verhältnisfaktoren
der geschalteten Kondensatoren innerhalb
der Schaltung und C₁-, C₂- und C₃-Werte für die integrierenden
Kondensatoren für den ersten, zweiten und dritten
Operationsverstärker (18, 48, 70) sind, daß der erste Koppelkondensator
(16) und der zweite Koppelkondensator (68)
die Werte α₃C₁ bzw. α₃C₃ haben, daß der erste geschaltete
Kondensator (24) und der fünfte geschaltete Kondensator
(74) einen Wert C haben und daß der zweite geschaltete
Kondensator (36) und der vierte geschaltete
Kondensator (62) einen Wert α₁C₁ und der dritte geschaltete
Kondensator einen Wert α₂C₂ haben.
4. Hochpaß-Abtastfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß Mittel zum Takten des Eingangs des ersten Operationsverstärkers
(18) und des mit dem Eingang des dritten Operationsverstärkers (70)
verbundenen Ausgangs des ersten Operationsverstärkers (18) zu unterschiedlichen
Taktphasen ( Φ, ) vorgesehen sind, so daß der Analogsignaltransfer
vom Eingang zum Ausgang des ersten Operationsverstärkers (18) blockierbar
ist.
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