DE3137943C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Anordnung zum Verarbeiten eines variablen elektrischen Signals durch Multiplexieren gemäß dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs.

Es gibt zahlreiche Geräte, bei denen Vorrichtungen für die Frequenzanalyse eines elektrischen Signals eingesetzt werden. Dies ist der Fall in Schaltkreisen, welche Sprache analysieren. Diese Schaltkreise können insbesondere in unmittelbar von Sprache gesteuerten Geräten integriert sein. Es ist demgemäß notwendig, daß die Vorrichtung die verbalen Befehle, die dem Gerät gegeben werden, identifizieren kann, um die verschiedenen von dem Gerät ausführbaren Funktionen zu steuern. Dies ist beispielsweise der Fall in einer Uhr, deren verschiedene Funktionen direkt von Schlüsselworten gesteuert werden. Es versteht sich, daß die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende Vorrichtung in keiner Weise auf die Anwendung der Sprachanalyse beschränkt ist noch auch nur auf die Sprachanalyse für die Sprachsteuerung der Funktionen einer Uhr mit vielen Funktionen.

Die Erfindung verwendet eine Vorrichtung, die umgeschaltete Kondensatoren als äquivalent von Widerständen verwendet. Diese Technik ist an sich bekannt und weist den Vorteil auf, daß die Integration der Schaltungskomponenten leichter ist, als dies bei Verwendung von Widerständen der Fall wäre. Es ist jedoch sicher nützlich, sich das Funktionsprinzip solcher umgeschalteter Kondensatoren in Erinnerung zu rufen. In diesem Sinne wird auf die Fig. 1a und 1b Bezug genommen.

Fig. 1a zeigt einen Kondensator C′, geschaltet zwischen den gemeinsamen Punkt zweier Umschalter L₁ und L₂ und zwischen Masse M. Die Unterbrecher L₁ und L₂ sind jeweils an Spannungsquellen V₁ bzw. V₂ angeschlossen. Fig. 1b zeigt die logischen periodischen Signale für die Steuerung der Umschalter L₁ und L₂. Die Signale f₁ und f₂ bestehen aus Impulsen des Logikpegels 1 und der Periode t′. Die an die Steuereingänge der Umschalter L₁ und L₂ angelegten Impulse bewirken das Schließen dieser Unterbrecher. Demgemäß schließt der Impuls L₁ des Signals f₁ den Unterbrecher L₁ und bewirkt damit die Ladung des Kondensators C′ durch die Spannung V₁, und der Impuls I′₁ des Signals f₂ bewirkt die Entladung des Kondensators C′ in die Spannungsquelle V₂. In diesem Augenblick nämlich liegt das Signal f₁ auf Pegel 0, d. h. daß der Unterbrecher L₁ offen ist. Im Mittel läuft während des Intervalls t′, das zwei Impulse I₁ voneinander trennt oder zwei aufeinander folgende Impulse I′₁, alles genau so ab, als wäre ein Widerstand R der Größe zwischen die Spannungsquellen gelegt. Es ergibt sich demgemäß, daß dieser Äquivalenzwiderstand einerseits abhängt vom Wert des Kondensators C′ und in gleichem Maße von der Periode t′ für die Steuerung für die Unterbrecher L₁ und L₂.

Die Mehrkanal-Filter mit Multiplexansteuerung des Standes der Technik verwenden als Basiskomponente einen gegengekoppelten Verstärker, dem eine Mehrzahl von Kondensatoren für die Speicherung von elektrischen Ladungen parallelgelegt sind, sowie eine Mehrzahl von Kondensatoren für den Transfer von Ladungen, welche das Äquivalent von Filterwiderständen bilden, angeordnet am Eingang des Verstärkers und gesteuert von den Multiplex- und Umschaltsignalen. Jeder Speicherkondensator definiert einen Filterkanal. Die Multiplexsignale steuern sequentiell die Ladung und Entladung der Speicherkondensatoren. Die jeweils einem Filterkanal zugeordnete Zeitkonstante hängt vom Verhältnis zwischen den Werten der Speisekondensatoren und der Transferkapazität entsprechend dem betrachteten Kanal ab, sowie von der Zeit, die zwischen zwei Steuerimpulsen ein- und derselben Speicherkondensatoren verstreicht.

Fig. 2 zeigt ein Zeitdiagramm für die Multiplexiersignale eines im Multiplex arbeitenden Mehrkanal-Filters gemäß dem Stand der Technik. Die Multiplexsignale A₁, A₂, A₃, A₄ steuern die Unterbrecher, die den verschiedenen Speicher­ kapazitäten zugeordnet sind, und weisen alle die gleiche Periode T auf, und ihre Impulse mit Logikpegel 1 (J₁, J₂, J₃, J₄) sind zueinander versetzt. Ein solcher Multikanal-Multiplexkreis weist zwei Hauptnachteile auf. Zum einen führt er zu einem exzessiven Verbrauch der den Filterkreisen zugeordneten Operationsverstärker, und zum anderen besteht die Notwendigkeit der Verwendung von Kondensatoren, die sehr große Werte annehmen können. Der erste Nachteil beruht auf der Tatsache, daß der Verbrauch der Operationsverstärker eine direkte Funktion ihrer Arbeitsfrequenz ist. Fig. 2 zeigt, daß bei n Signalen A _i (n =4) für die Umschaltung während der Zeit T n Impulse auftreten. Wenn mit F = die Frequenz des Signals A₁ bezeichnet wird, arbeitet der Verstärker mit einer Frequenz von n×F.

Der andere Nachteil beruht auf der Tatsache, daß die jedem Filterkanal zugeordnete Zeitkonstante von der Periode T des Steuersignals für den betrachteten Kanal, sowie von dem Verhältnis der entsprechenden Kapazitäten abhängt für die Transferkapazität und die Speicherkapazität des betrachteten Filterkanals. Da für alle Filterkanäle die Periode T ein- und dieselbe ist, kann man leicht erkennen, daß für bestimmte Zeitkonstanten die Verwendung von Kapazitäten erforderlich wird, die einen sehr hohen Wert aufweisen, damit man das gewünschte Kapazitätsverhältnis erzielt.

In "Electronics Letters", Vol. 16 Nr. 16, 1980, Seiten 613/614 ist ein Filter offenbart, bei dem anstelle von Widerständen umgeschaltete Kondensatoren vorgesehen sind. Da nur ein Kanal vorgesehen ist, erfolgt kein Multiplexieren. Hingegen ist in der FR-OS 23 62 531 eine Anordnung offenbart, die die im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale aufweist. Demgemäß ist dort ein Filter mit vier Multiplexkanälen vorgesehen mit vier Multiplexunterbrechern und vier Kondensatoren für die Ladungsspeicherung. Die Multiplexunterbrecher werden durch Signale gesteuert, die ein sogenanntes vierphasiges Rechteckschwingungssystem bilden, entsprechend den Signalen A₁-A₄ der oben erläuterten Fig. 2. Alle diese Signale weisen die gleiche Frequenz proportional der höheren Filterfrequenz auf.

Aufgabe der Erfindung ist es, die eingangs genannte Anordnung dahingehend zu verbessern, daß der Stromverbrauch herabgesetzt wird. Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 erzielt; die Unteransprüche definieren zweckmäßige Weiterbildungen dieses Konzepts. Da der Verbrauch der Anordnung mit der Arbeitsfrequenz der Unterbrecher steigt, ergibt sich insgesamt ein niedrigerer Stromverbrauch bei der Befolgung der Lehre der Erfindung: Die periodischen Multiplexsignale wechseln zwischen einem aktiven und einem inaktiven Pegel, und unter diesen Signalen weist eines eine kürzere Periode auf als alle anderen. Die aktiven Pegel der anderen Signale verlaufen so, daß es zwischen zwei aufeinanderfolgenden aktiven Pegeln des einen erstgenannten Signales höchstens einen aktiven Pegel der Signale längerer Periode gibt. Die Arbeitsfrequenz des Verstärkers beträgt dann das Doppelte der Folgefrequenz des Signales kürzerer Periode.

Nachstehend sollen verschiedene Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden.

Fig. 1, bereits erwähnt, zeigt ein Schema eines umgeschalteten Kondensators als Äquivalent eines Widerstandes (1a) und die Steuersignale für diesen umgeschalteten Kondensator (Fig. 1b),

Fig. 2, bereits beschrieben, zeigt ein Diagramm von Multiplexiersignalen eines Mehrkanal-Filters gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 3 zeigt ein Schema eines multiplexbetriebenen Vierkanal-Filters gemäß der Erfindung,

Fig. 4 zeigt ein Diagramm der Steuersignale für den Filterschaltkreis nach Fig. 3,

Fig. 5 zeigt ein Schema einer Baugruppe eines im Multiplex arbeitenden Filterschaltkreises mit acht Kanälen und zwei Filterstufen gemäß der Erfindung (Fig. 5a), während in Fig. 5b im einzelnen die Ausführung einer Filterunterbaugruppe der Schaltung nach Fig. 5a dargestellt ist,

Fig. 6 zeigt eine Definition der Durchlaßbänder des in Fig. 5 dargestellten Filterschaltkreises,

Fig. 7 zeigt ein Diagramm der Steuersignale für das Filter nach Fig. 5, wobei die Fig. 7b der Unterbaugruppe zugeordnet ist, die in Fig. 5b dargestellt ist, während die Fig. 7a einer anderen Unterbaugruppe zugeordnet ist,

Fig. 8 zeigt einen Schaltkreis für die Bereitstellung der Steuersignale des Filters nach Fig. 5a,

Fig. 9 zeigt ein Schema eines Verstärkers, anwendbar im Eingang des Filters im Falle der Ausführungsform einer Analysevorrichtung für Sprache (Fig. 9a) und den Frequenzgang des Verstärkers (Fig. 9b),

Fig. 10 zeigt ein Schema eines Schaltkreises für die Gleichrichtung und Bestimmung des Mittelwertes von durch das Filter gelieferten Signalen (Fig. 10a) sowie ein Diagramm für die Steuersignale dieser Schaltung (Fig. 10b), und

Fig. 11 zeigt ein Schaltschema für einen Komparator zum Vergleich der von der Schaltung nach Fig. 10 gelieferten Signale mit einem Schwellenwert (Fig. 11a) sowie ein Diagramm für die Steuersignale dieses Schaltkreises (Fig. 11b).

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform eines im Multiplex arbeitenden Filterschaltkreises mit einer einzigen Stufe und vier Filterkanälen. Diese Schaltung umfaßt einerseits einen ersten Verstärker G₁ mit einem Eingang e₁ und einem Ausgang s₁. Zwischen diesem Eingang e₁ und diesem Ausgang s₁ und in Gegenkopplung zum Verstärker liegen eine umgeschaltete Kapazität mit dem allgemeinen Bezugszeichen R₃, welche eine Komponente für den Transfer elektrischer Ladungen darstellt, sowie vier Filterelemente E₁ bis E₄, die alle von dem gleichen Typ sind. Diese fünf Elemente sind zueinander parallelgelegt.

Das Element R₃ besteht aus einem Transferkondensator C _q , die zwischen Masse und den gemeinsamen Punkt K zwischen zwei Unterbrechern K₉ und K₁₀ für die Umschaltung gelegt ist, gebildet beispielsweise von MOS-Transistoren. Das Element R₃ bildet demgemäß genau die in Fig. 1 dargestellte Schaltung. Jedes der Filterelemente E₁ bis E₄ besteht aus einem Kondensator C₁ bis C₄ für die Speicherung und einem Unterbrecher S₁ bis S₄ für den Multiplexbetrieb. Diese Unterbrecher werden beispielsweise von MOS-Transistoren gebildet. Die Vorrichtung umfaßt ferner einen zweiten Verstärker G₂ mit Eingang e₂ und Ausgang s₂. Zwischen Eingang e₂ und Ausgang s₂ sind parallel und in Gegenkopplung zum Verstärker G₂ die Filterbaugruppen e₅ bis e₈ geschaltet. Jede dieser Baugruppen wird von einem Speicherkondensator C₅ bis C₈ und einem Unterbrecher s₅ bis s₈ gebildet. Anders ausgedrückt, haben die Elemente e₅ bis e₈ genau die gleiche Struktur wie die Elemente e₁ bis e₄, und die Kondensatoren C₅ bis C₈ sind jeweils gleich den Kondensatoren C₁ bis C₄. Der Eingang e₁ des Verstärkers G₁ ist mit dem Eingang des Filterschaltkreises über einen umgeschalteten Kondensator R₁ verbunden, die eine Transferkomponente für die Ladungen ausbildet. Diese Baugruppe R₁ wird gebildet von einem Transferkondensator C _r , der an den Eingang E über den Unterbrecher K₁ gelegt ist und an den Eingang e₁ des Verstärkers G₁ über den Unterbrecher K₂. Ferner sind die beiden Beläge des Kondensators C jeweils an Masse gelegt über einen Unterbrecher K₃ bzw. an den Ausgang s₂ des Verstärkers G₂ über den Unterbrecher K₄. Ferner ist der Ausgang s₁ des Verstärkers G₁ mit dem Eingang e₂ des Verstärkers G₂ über einen umgeschalteten Kondensator R₂ verbunden. Diese Baugruppe R₂ wird gebildet von einem Kondensator C′ _r , die einerseits an den Ausgang s₁ des Verstärkers e₁ über Unterbrecher K₅ gelegt ist und andererseits an dem Eingang e₂ des Verstärkers G₂ über den Unterbrecher K₆ liegt. Im übrigen ist ein Belag des Kondensators C′ _r über den Unterbrecher K₇ gelegt, während der andere Belag desselben Kondensators mit Masse verbunden ist über den Unterbrecher K₈. Die Kondensatoren C _r und C′ _r sind gleich. Der Ausgang s₁ des Verstärkers G₁ bildet zugleich den Ausgang S des Filterschaltkreises.

Es ist zu beachten, daß die Baugruppe R₂ einen umgeschalteten Kondensator eines etwas ungewöhnlichen Typs darstellt. Die vier Umschaltunterbrecher K₅, K₆, K₇ und K₈, die so angeordnet sind, erlauben es, den an Masse liegenden Belag des Transferkondensators C′ _r zu permutieren. Die Wirkung der parasitären Kondensatoren zwischen den Belägen von C′ _r und Masse während der Umschaltung des Kondensators werden dadurch annuliert. In gleicher Weise spielen in der Baugruppe R₁ der Kondensator C _r und die Unterbrecher K₁, K₂ und K₃ in entsprechender Weise die gleiche Rolle wie der Kondensator C′₂ und die Unterbrecher K₅, K₆ und K₇. Der Unterbrecher K₄ hat die Aufgabe, den Ausgang s₂ des Verstärkers G₂ auf den Eingang e₂ des Verstärkers G₁ rückzukoppeln. Dieser Unterbrecher mit seinem Kondensator ist demgemäß das Äquivalent eines Summierpunktes in einer Regelschleife.

Die Arbeitsweise dieser Schaltungsanordnung ist die folgende:
Es sei zunächst angenommen, daß die Unterbrecher S₂ bis S₄ und S₆ bis S₈ offen sind, während die Unterbrecher S₁ und S₅ geschlossen sind. Die Signale Φ _i und Φ _p , die in Fig. 4 angedeutet sind, werden an einerseits die Unterbrecher K₁, K₄, K₅, K₈ und K₁₀ sowie andererseits die Unterbrecher K₂, K₃, K₆, K₇ und K₉ angelegt. Die Schaltung arbeitet demgemäß als ein Paßbandfilter mit einem einzigen Kanal, dessen Übertragungsfunktion in Abhängigkeit von der Frequenz (f) der folgenden Gleichung gehorcht:

worin Q den Gütefaktor, f _o die Resonanzfrequenz und A die Verstärkung des Filters definieren.

Die Resonanzfrequenz dieses Elementarfilters ist definiert durch das Verhältnis der Werte des Kondensators C _r und des Kondensators C₁ sowie durch die Periode t der Umschaltung der Unterbrecher K₁ bis K₁₀, die den umgeschalteten Kondensatoren zugeordnet sind, d. h. durch die Periode der Signale Φ _i und Φ _p .

Der Gütefaktor Q ist definiert durch das Verhältnis des Wertes der Kondensatoren C _r und C _q .

Es versteht sich, daß dann, wenn nur die Unterbrecher S₂, S₆ oder S₃, S₇ oder auch S₄, S₈ geschlossen wären, die gleiche Funktion sich ergäbe, jedoch mit jedesmal unterschiedlicher Resonanzfrequenz entsprechend den Kondensatoren C₂, C₃ bzw. C₄.

Wenn jetzt die Multiplexsignale Φ₁, Φ₂, Φ₃ und Φ₄, die in Fig. 4 dargestellt sind, jeweils an die Gruppen von Unterbrechern S₁-S₅, S₂-S₆, S₃-S₇ bzw. S₄-S₈ angelegt werden, ergibt sich eine Multiplexfunktion des Schaltkreises, womit demgemäß vier Durchlaßband-Filterkanäle gebildet werden entsprechend den Gruppen von Kondensatoren C₁-C₅, C₂-C₆, C₃-C₇ und C₄-C₈.

Wie Fig. 4 zeigt, wird das Signal Φ₁ gebildet von einer Folge periodischer Impulse des Logikpegels 1, getrennt durch Teile des Signals auf Logikpegel 0. Die Unterbrecher S _i (i = 1 bis 8) sind derart ausgelegt, daß bei Anlegen eines Signals mit Logikpegel 1 an ihren Steuereingang diese Unterbrecher geschlossen werden, d. h. daß sie den Strom durchlassen. Für den Logikpegel 0 hingegen sind dieselben Unterbrecher natürlich offen. In der Folge der Beschreibung soll der Logikpegel des Signals, der zum Schließen des Unterbrechers führt, als "aktiver Pegel" (im Beispiel Pegel 1) bezeichnet werden, und der Logikpegel, der zum Öffnen des Unterbrechers führt, soll als "inaktiv" (im Beispiel Pegel 0) bezeichnet werden. Die Unterbrecher S₁ werden beispielsweise von MOS-Transistoren gebildet, die über ihre Gate-Elektrode gesteuert werden.

Das Signal Φ₁ hat eine Periode T₁. Das Signal Φ₂ hat eine Periode T₂ = 2T₁... und das Signal Φ₄ eine Periode T₄ = 2³T₁. Darüber hinaus, wie man Fig. 4 entnimmt, sind die Signale Φ₂ bis Φ₄ relativ zum Signal Φ₁ derart verschoben, daß ein einziges Impuls höchstens der Signale Φ₂ bis Φ₄ zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen des Signals Φ₁ erscheint. Auf diese Weise weist in jedem Augenblick höchstens ein einziges Signal den aktiven Pegel auf. Darüber hinaus haben die Signale Φ _i und Φ _p eine Periode gleich ½T₁, und jedes der Signale Φ _i und Φ _p weist einen Impuls für jeden aktiven Pegel der Signale Φ₁ bis Φ₄ auf. Die Kondensatoren C _r und C _q werden demgemäß während des aktiven Zustandes jedes Multiplexsignals Φ₁ bis Φ₄ geladen und entladen.

Während jedes Impulses des Signals Φ₁ entspricht das am Ausgang S der Schaltung erscheinende Signal einem Abschnitt des Dauersignals im Durchlaßband, definiert durch den Kondensator C₁. Genauer gesagt, wenn C _q derart gewählt ist, daß C _q = C _r /Q (wobei Q der Gütefaktor ist, der für alle Kanäle derselbe ist), ist die äquivalente Zeitkonstante gleich

Für die drei anderen Kanäle sind die äquivalenten Zeitkonstanten

Es ist anzumerken, daß dann, wenn die vier Durchlaßbänder voneinander um eine Oktave entfernt sind, die Kondensatoren C₁ bis C₄ gleich groß sind, da die entsprechenden Perioden T₁, T₂...T₄ alle zueinander im Verhältnis 2 stehen. Der Gütefaktor bleibt offensichtlich für alle Filterkanäle derselbe.

Es ist ferner klar, daß zwischen zwei aufeinanderfolgenden aktiven Pegeln des Signals Φ₁ ein einziger aktiver Pegel der anderen Signale insgesamt existiert mit Ausnahme der Zeitpunkte entsprechend den Perioden T₁ × 2 ⁿ für n < 3, wo es keinen aktiven Pegel gibt. Infolgedessen arbeiten die Verstärker G₁ und G₂ nur mit der Periode ½T₁, was ihren Stromverbrauch herabsetzt.

Um schließlich die Zeitkonstanten der verschiedenen Kanäle zu definieren, ist es möglich, mit dem Wert der beiden Parameter zu arbeiten: dem Wert der Periode T _i des Multiplexsignals und dem Wert des Kondensators C _i . Es ist auf diese Weise möglich, die Werte der Kondensatoren in vernünftigen Bereichen zu halten.

Allgemeiner ausgedrückt, gilt, wenn die Schaltung n Filterkanäle umfaßt, gibt es n Multiplexsignale. Wenn Φ₁ das Signal ist, dessen Perioden T₁ kleiner als jene aller anderen Signale Φ₂ bis Φ _n sind, haben die anderen Signale Perioden und Phasenversetzungen derart, daß höchstens ein Impuls, d. h. höchstens ein aktiver Pegel dieser Signale insgesamt zwischen zwei aufeinanderfolgenden aktiven Pegeln des Signals Φ₁ erscheint. Auf diese Weise arbeiten die Verstärker G₁ und G₂ tatsächlich mit der maximalen Periode ½ T₁. Wenn die vorstehend genannte Bedingung respektiert wird, sind alle Kombinationen von Perioden T₂ bis T _n möglich. Sie hängen ab von den Mittenfrequenzen der zu begrenzenden Durchlaßbänder. Es wird auf diese Weise möglich, wie im vorstehenden Beispiel festzulegen

T _i = 2 ^{i -1T₁ mit i = 2 bis n. Es ist ferner möglich, für die Perioden T₂ bis T _n den gleichen Wert n · T _i zu wählen, wobei die aktiven Pegel der Signale Φ₂ bis Φ _n um eine Dauer von ½ T₁ relativ zu Φ₁ phasenverschoben sind. Um die Merkmale der Erfindung besser zu verstehen, ist eine Filterschaltung entsprechend den Filterbändern gemäß Fig. 6 in Verbindung mit Fig. 5a und 5b zu beschreiben. Die Kennwerte der acht Filterkanäle sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt: In dieser Tabelle ist f₀ die Mittenfrequenz, f _L und f _H sind die obere bzw. untere Grenzfrequenz bei -3 dB; B ist die Bandbreite und Q ist der Gütefaktor. Es ergibt sich, daß die beiden tiefsten Filterkanäle (a, b) Oktavenfilter sind, während die sechs anderen Filterkanäle Filter mit ²/₃ Oktaven sind. Es ist ferner gefordert, daß die Durchlaßkurven im Durchlaßband abgeflacht sind und einen Abfall von 40 dB pro Dekade haben außerhalb des Durchlaßbandes. Um die Bedingung zu erfüllen, daß pro Dekade ein Abfall von 40 dB eintritt, besteht die Schaltung aus zwei Filterstufen, die in Kaskade geschaltet sind und jeweils einen Abfall von 20 dB pro Dekade bewirken. Anders ausgedrückt, ist die Gesamtübertragungsfunktion T′(f) das Produkt der zwei folgenden Übertragungsfunktionen: und worin a und β Koeffizienten sind mit Werten von 1,46 bzw. 1,29 für die Oktavenfilter und 1,43 bzw. 1,18 für die ²/₃-Oktavenfilter. Ferner ist die Gesamtverstärkung A gleich jA₁A₁, wobei der Koeffizient j gleich 0,47 ist für ein Oktavenfilter und 0,49 für ein ²/₃-Oktavenfilter. Unter Berücksichtigung der Tatsache, daß es Oktavenfilter und ²/₃-Oktavenfilter gibt, ist es bevorzugt, die Gesamtfilterschaltung mit Hilfe von zwei Unterbaugruppen zu realisieren, die in Fig. 5a mit 2 bzw. 4 bezeichnet sind. Die Unterbaugruppe 2 übernimmt die Durchlaßbänder a, b, c und f und die Unterbaugruppe die Durchlaßbänder d, e, g und h. Diese Aufteilung hat einfach den Sinn, die Schaltung zu vereinfachen, ändert jedoch nichts am Prinzip der Erfindung. Im einzelnen sind die Unterbaugruppen 2 und 4 identisch, da sie sich nämlich im wesentlichen durch die Werte der entsprechenden, den verschiedenen Durchlaßbändern zugeordneten Kondensatoren unterscheiden. Deshalb ist in Fig. 5b nur die Unterbaugruppe 2 im einzelnen dargestellt. Die Unterbaugruppen 2 und 4 sind hinter dem gemeinsamen Eingang 6 parallelgeschaltet. Jede Unterbaugruppe umfaßt eine Vorfilterstufe 8 bzw. 8′, eine erste Filterstufe 10 bzw. 10′ und eine zweite Filterstufe 12 bzw. 12′. Der Sinn der zwei Filterstufen wurde bereits erläutert. Die beiden Filterstufen 10 und 12 haben völlig identische Strukturen. Nur die Werte der Kondensatoren ändern sich beim Übergang von Stufe 10 zu Stufe 12. Ferner ist jede dieser Stufen nur geringfügig unterschiedlich gegenüber der Schaltung gemäß Fig. 3, und aus diesem Grunde werden für einander entsprechende Teile die Bezugszeichen aus Fig. 3 erneut verwendet. Für die zweite Stufe 12 werden die Bezugszeichen der Stufe 10 wiederholt, jedoch jeweils mit einem Indexstrich. Das Vorfilter 8 ist ein Tiefpaßfilter, dessen Grenzfrequenz bei 2,4 kHz liegt. Seine Aufgabe ist es, unerwünschte Frequenzen auszuscheiden. Es umfaßt zwischen seinem Eingang 14, der mit dem Eingang 6 der Gesamtschaltung verbunden ist, und seinem Ausgang 16, verbunden mit dem Eingang E der Stufe 10, einen Verstärker 18, dessen Ausgang mit seinem invertierenden Eingang verbunden ist, ferner Widerstände 20 und 22, die in Serie zwischen dem Eingang 14 und dem direkten Eingang des Verstärkers 18 liegen, ferner einen Kondensator C₉ zwischen Masse und dem direkten Eingang des Verstärkers und eine Kapazität C₁₀ zwischen demselben gemeinsamen Punkt der Widerstände 20 und 22 und dem invertierenden Eingang des Verstärkers 18. Die Stufe 10 umfaßt ebenso wie die Schaltung nach Fig. 3 die Verstärker G₁ und G₂, die umgeschalteten Widerstände R₁ und R₂ und die Filterelemente E₁ bis E₈. Sie umfaßt ferner parallel zu den entsprechenden Filterelementen E₁ bis E₄ und E₅ bis E₈ Unterbrecher K₁₁ und K₁₂, die dazu dienen, den Ausgang der Verstärker G₁ bzw. G₂ mit Hilfe des Signals Φ _C auf Null zurückzusetzen, was später erläutert wird. Der Verstärker G₁ umfaßt darüber hinaus in Gegenkopplung den geschalteten Kondensator R₄, welcher den geschalteten Kondensator R₃ aus Fig. 3 ersetzt. Dieses Element R₄ umfaßt einen Kondensator C _{q 1} zwischen Masse und dem gemeinsamen Punkt zwischen den Unterbrechern K₉ und K₁₀. Darüber hinaus ist der Kondensator C _{q 2} zwischen den gemeinsamen Punkt und den Unterbrecher K₁₃ gelegt, der seinerseits mit Masse verbunden ist. Dieser Schaltkreis R₄ stellt tatsächlich einen geschalteten Kondensator dar, der jedoch zwei unterschiedliche Werte annehmen kann. Wenn der Unterbrecher K₁₃ durch das Signal Φ _q geöffnet wird, wird nur der Kondensator C _{q 1} umgeschaltet. Sobald der Unterbrecher K₁₃ durch das Signal Φ _q geschlossen wird, werden die beiden Kondensatoren C _{q 1} und C _{q 2} parallel umgeschaltet. Diese beiden Werte des geschalteten Kondensators R₄ werden erforderlich durch die Tatsache, daß - wie in der Tabelle angegeben - der Gütefaktor für die Bänder a und b und für die Bänder c und f unterschiedlich ist. Der Eingang E′ der Stufe 12 ist mit dem Ausgang S der Stufe 10 verbunden. Auf dem Ausgang S′ erscheint das Ausgangssignal V _abcf , welches die Abtastwerte des Eingangssignals entsprechend den Frequenzbändern a, b, c und f enthält. Um die vier Durchlaßbänder a, b, c und f zu realisieren, haben die Filterkondensatoren die folgenden Werte: C₁=C₅=4,46 pF; C₂=C₆=8,92 pF; C₃=C₄=C₇= C₈=7,24 pF; C′₁=C′₅=6,22 pF; C′₂=C′₆=12,5 pF; C′₃=C′₄=C′₇=C′₈=12,1 pF. Die umgeschalteten Kondensatoren haben die folgenden Werte: C _r =C′ _r =2 pF; C _{q 1}=C′ _{q 1}=0,65 pF et C _{q 2} = C′ _{q 2}= 0,32 pF. Für das Vorfilter sind die Widerstände 20 und 22 gleich 10 MΩ und die Kondensatoren C₉ und C₁₀ haben Werte von 9,38 pF bzw. 4,69 pF. In der Unterbaugruppe 4 bildet das Vorfilter 8′ einen Tiefpaß, dessen Grenzfrequenz bei 6 kHz liegt. Es hat genau dieselbe Struktur wie das Vorfilter 8. Nur der Wert der Kondensatoren ändert sich: C₉ beträgt 1,88 pF und C₁₀ beträgt 3,75 pF. Die erste Filterstufe 10′ der Unterbaugruppe 4 ist identisch mit der Stufe 10 der Unterbaugruppe 2 mit Ausnahme der Tatsache, daß die Baugruppe R₄ nur den Kondensator C _{q 1} umfaßt. Sie ist demgemäß identisch mit dem Element R₃ aus Fig. 3, und C _{q 1} beträgt 0,65 pF. Für die Bänder d, e, g, h ist nämlich der Gütefaktor Q derselbe. Für die zweite Stufe 12′ gilt, daß sie identisch ist mit der Stufe 10′. In der Unterbaugruppe beträgt die Kapazität C _r immer 2 pF, und die anderen Kondensatoren haben die folgenden Werte: C₁=C₃=C₅=C₇=7,06 pF; C₂=C₄=C₆=C₈=9,86 pF; C′₁=C′₃=C′₅=C′₇=5,6 pF; C′₂=C′₄=C′₆=C′₈= 7,84 pF. Durch entsprechende Auswahl der Werte für die Kondensatoren C₁ bis C₄ für die ersten Filterstufen 10 bzw. 10′ können die Frequenzen für die Multiplexsignale in folgender Weise gewählt werden, um die Durchlaßbänder gemäß der in Fig. 6 dargestellten Disposition wirksam zu erhalten: Φ′₈ (Kanal a) = 3,125 kHz, Φ′₇ (Kanal b) = 6,25 kHz, Φ′₆ (Kanal c) = 12,5 kHz, Φ′₅ (Kanal f) = 25 kHz. Diese Signale steuern die Unterbaugruppe 2. Für die Unterbaugruppe 4 sind die Multiplexsignale: Φ′₄ = 12,5 kHz (Kanal d), Φ′₃ = 25 kHz (Kanal e), Φ′₂ = 50 kHz (Kanal g), Φ′₁ = 100 kHz (Kanal h). Ihre Periodendauern sind dementsprechend mit T′₈ bis T′₁ in Fig. 7a und 7b bezeichnet. Die Frequenzdaten für die Multiplexsignale zeigen, daß die Signale Φ′₃ und Φ′₅ ebenso wie Φ′₄ und Φ′₆ identisch sind. Dies stört die Arbeitsweise der Gesamtschaltung nicht, da es zwei unabhängige Multiplexvorgänge gibt für die Unterbaugruppe 2 bzw. die Unterbaugruppe 4. Die Verteilung der Kanäle a bis h zwischen den Unterbaugruppen 2 und 4 wurde wie vorstehend beschrieben, nur im Sinne einer Vereinfachung der Ausführung vorgenommen. Fig. 8 gibt ein Beispiel der Realisierung einer Schaltung zum Erzeugen der Signale Φ′₁ bis Φ′₈ wieder. Die Eingangsklemme E₁ dieser Schaltung ist einerseits mit dem ersten Eingang eines UND-Gatters 30 über einen Inverter 31 verbunden und andererseits mit einem Schaltkreis 33, der die Anstiegsflanken und Abstiegsflanken des an seinem Eingang anliegenden Signals um eine Verzögerungszeit τ verzögert. Der Ausgang des Verzögerungskreises 33 ist einerseits mit dem zweiten Eingang des UND-Gatters 30 über einen Inverter 34 und andererseits mit dem zweiten Eingang eines UND-Gatters 32 verbunden. Schließlich ist der Eingang E₁ außerdem mit dem ersten Eingang des UND-Gatters 32 verbunden. Der Ausgang des UND-Gatters 30 ist einerseits mit dem Takteingang 36 a eines Binärzählers 36 verbunden und andererseits mit dem Nullrücksetzeingang 38 a eines D-Flipflops 38. Der Ausgang des UND-Gatters 32 ist mit dem Takteingang 38 b des Flipflops 38 über einen Inverter 40 verbunden. Die Binärausgänge 36′a bis 36′f, die die Signale Q₁ bis Q₆ liefern, sind jeweils mit den Takteingängen 42′a bis 42′f von sechs D-Flipflops mit den Bezeichnungen 42 a bis 42 f verbunden. Ferner sind die Nullrücksetzeingänge 42′′ a bis 42′′ f mit dem Ausgang 38 c des Flipflops 38 verbunden. Die Ausgänge 42′′′a bis 42′′′f liefern die Multiplexsignale Φ′₁ bis Φ′₈ unter Berücksichtigung der Tatsache, daß Φ′₃ und Φ′₅ identisch sind, ebenso wie Φ′₄ und Φ′₆. Am Eingang E₁ dieses Schaltkreises wird ein Signal CK von 200 kHz angelegt. Das Gatter 30 liefert an seinen Ausgang das Signal Φ _i mit 200 kHz, das relativ zum Signal CK invertiert wird, und dessen Anstiegsflanken eine Verzögerung τ gegenüber den Abstiegsflanken des Signals CK aufweisen, wobei die Abstiegsflanken von Φ _i zusammenfallen mit den Anstiegsflanken von CK. Das Gatter 32 liefert das Signal Φ _p , dessen Anstiegsflanken um τ gegenüber den Anstiegsflanken von CK verzögert sind, während die Abstiegsflanken der beiden Signale koinzidieren. Der Flipflop 38 liefert ein Signal Q _r , dessen Impulse in Phase sind mit den Abstiegsflanken des Signals Φ _p und eine Dauer gleich t besitzen. Der Binärzähler 36 liefert in herkömmlicher Weise die Signale Q₁ bis Q₆ auf die Ausgänge 36′a bis 36′f. Diese Signale sind in Fig. 7 dargestellt. Die Ausgänge der Flipflops 42 a bis 42 f liefern die Signale Φ′₁ bis Φ′₈. Sie unterscheiden sich von den Signalen Q₁ bis Q₆ nur durch die Tatsache, daß sie durch die Impulse Q₅ auf Null rückgesetzt werden. Die Fig. 7a zeigt die Entstehung der Signale Φ′₁ bis Φ′₄, während Fig. 7b die Entstehung der Signale Φ′₅ bis Φ′₈ darstellt. Die Änderung des Zeitmaßstabes dient dazu, die Fig. 7a besser lesbar zu halten. Dank der Einführung der Verzögerung τ wird jedes Risiko der Überlappung der Signale Φ _i , Φ _p und Φ′₁ bis Φ′₈ vermieden. Fig. 8 zeigt außerdem die Erzeugung der Signale Φ _C Φ ′ _C und Φ _q . Die Ausgänge der Flipflops 42 a, 42 b, 42 c und 42 d sind mit den Eingängen des NICHT-ODER-Gatters 43 verbunden, dessen Ausgang das Signal Φ ′ _C für das Rücksetzen auf Null der Verstärker G₁ und G₂, G′₁ und G′₂ der Unterbaugruppe 4 liefert. Die Ausgänge der Flipflops 42 e und 42 f sind mit den Eingängen des ODER-Gatters 45 verbunden. Der Ausgang des Gatters 45 liefert das Signal Φ _q für die Steuerung der Unterbrecher K₁₃ und K′₁₃ der Unterbaugruppe 2. Schließlich empfängt ein drittes NICHT-ODER-Gatter 43 an seinen Eingängen die Ausgangssignale der Flipflops 42 c und 42 d und das Ausgangssignal des UND- Gatters 45. Der Ausgang des Gatters 47 liefert das Signal Φ _C . Die Arbeitsweise der in Fig. 5 dargestellten Schaltung ist analog jener der Schaltung nach Fig. 3. Die Multiplexsignale Φ′₅, Φ′₆, Φ′₇ und Φ′₈ spielen dieselbe Rolle wie die Signale Φ′₁, Φ′₂, Φ′₃ und Φ′₄ der Fig. 3. Es kommt ausschließlich die Tatsache hinzu, daß bei Fehlen irgendeines aktiven Pegels des Multiplexsignals das Signal Φ _C den Ausgang der Verstärker der Unterbaugruppe 2 auf Null rücksetzt. In gleicher Weise bewirkt das Signal Φ′ _C die Nullrücksetzung des Ausgangs der Verstärker der Unterbaugruppe 4. Sobald schließlich die Multiplexsignale Φ′₇ und Φ′₈ einen aktiven Pegel aufweisen, modifiziert das Signal Φ _q den Wert der geschalteten Kapazität R₄ bzw. R′₄ der Unterbaugruppe 2, um den Wert des Gütefaktors Q nachzustellen. Am Ausgang S′ der Unterbaugruppe 12 erscheint das Multiplexsignal V _abcf , dessen aufeinanderfolgende Abtastwerte die Amplitude der Abtastwerte des Eingangssignals für die Filterbänder a, b, c bzw. f darstellen. In gleicher Weise erscheint am Ausgang S′ der Unterbaugruppe 12′ das Multiplexsignal V _degh , dessen aufeinanderfolgende Abtastwerte die Amplitude der Abtastwerte des Eingangssignals für die Filterbänder d, e, g, h repräsentieren. Die vorstehende Erläuterung betrifft ein vollständiges Mehrkanal-Bandpaßfilter. Es versteht sich von selbst, daß es auf die gleiche Weise bei der Realisierung von einfacheren Verarbeitungsschaltungen anwendbar ist und beispielsweise für einen Tiefpaß oder Hochpaß mit mehreren Filterkanälen eingesetzt werden kann. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf die Realisation eines Integrators mit mehreren Integrierkonstanten, gesteuert von Multiplexsignalen. In all diesen Fällen nämlich verwendet die Schaltung den gleichen Grundschaltkreis, bestehend aus einem Verstärker, der in Gegenkopplung und parallel eine Mehrzahl von Elementen gleicher Natur aufweist, die jeweils einen von einem Multiplexsignal gesteuerten Unterbrecher und eine Kapazität umfassen, deren Wert die Wirkungsweise des Verarbeitungskanals definiert, wobei ferner am Eingang des Verstärkers eine schaltbare Kapazität vorgesehen ist, deren Unterbrecher von Umschaltsignalen gesteuert werden. Dieser Basisschaltkreis ist beispielsweise in Fig. 3 dargestellt mit den in Gegenkopplung geschalteten Komponenten des Verstärkers G₂ und der umgeschalteten Kapazität. Es versteht sich, daß dieser Schaltkreis von Umschalt- und Multiplexsignalen gesteuert wird, die die vorstehend definierten Charakteristiken aufweisen. Der oben beschriebene Filterschaltkreis bildet eine Baugruppe, die zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten eröffnet. So kann die Schaltung ergänzt werden, um eine vollständige Analysieranordnung für das am Eingang des Filterkreises liegende Signal auszubilden. In dem Falle, wo die Gesamtanordnung die Analyse der Sprache für die Steuerung einer Uhr zum Ziel hat, kann es interessant sein, einen Eingangsverstärker hinzuzufügen, der das elektrische Signal vom Ausgang des akusto- elektrischen Wandlers verstärkt. Am Ausgang der Filterschaltung kann es außerdem interessant sein, Schaltkreise hinzuzufügen, die das von dem Filterschaltkreis gelieferte Multiplexsignal weiterverarbeiten. Diese Schaltkreise können als Gleichrichter dienen und zur Mittelwertbildung der entsprechenden Abtastwerte ein- und desselben Kanals ausgebildet sein. Sie können außerdem dazu dienen, den Mittelwert des Signals für jeden Kanal mit einem Bezugswert zu vergleichen. Es sind diese zusätzlichen Schaltkreise, die nachstehend erläutert werden. Fig. 9a zeigt einen Eingangsverstärker, dessen Verlauf der Verstärkung (A) in Abhängigkeit von der Frequenz (f), angegeben in Hz, in Fig. 9b dargestellt ist. Der Verstärker besteht aus einem Differentialverstärker 60 (beispielsweise einem Operationsverstärker), dessen direkter Eingang 60 a mit dem Eingang E _e der Schaltung verbunden ist, und dessen Ausgang mit dem Ausgang S _s der Schaltung verbunden ist. Ein Widerstand R₁ liegt zwischen Masse und Eingang 60 a. Ein Widerstand R₂ und ein Kondensator C₁₅ liegen in Serie zwischen Masse und dem invertierenden Eingang 60 b des Verstärkers. Ferner ist ein Widerstand R₃ zwischen Eingang 60 b und Ausgang des Verstärkers in Gegenkopplung angeschaltet. Wenn die Widerstände R₁, R₂ und R₃ 10 M Ω bzw. 100 M Ω bzw. 10 M Ω betragen und der Kondensator C₁₅ gleich 53 pF ist, weist der Verstärker den Frequenzgang gemäß Fig. 9b auf. Dieser Verstärker besitzt eine Verstärkung von etwa 100, was für den Ausgang eines Mikrophons brauchbar ist. Darüber hinaus betont er die hohen Frequenzen bis zu etwa 3 kHz mit einem Anstieg 20 dB pro Dekade. Diese Charakteristik ist bevorzugt, wenn das an seinem Eingang E _e anliegende Signal repräsentativ für Sprache ist. Der in Fig. 10a dargestellte Schaltkreis erlaubt es, Signale zu erzeugen, die repräsentativ sind für den gleichgerichteten Mittelwert der Abtastwerte entsprechend den verschiedenen Filterkanälen. In dem besonderen Fall der Schaltung nach Fig. 10 werden die Abtastwerte entsprechend den Filterkanälen d, e, h und g verarbeitet, d. h. das Signal V _degh . Der Eingang E₁₀ ist einerseits mit einem Schaltkreis 70 zum Erfassen des Vorzeichens durch den Unterbrecher S₁₀ verbunden und andererseits mit einem Gleichrichter und Mittelwertbildekreis 72 über den Unterbrecher S₁₁. Der Schaltkreis 70 umfaßt einen Komparator 74, dessen Eingang 74 a mit dem Unterbrecher S₁₀ verbunden ist. Ein Kondensator C₁₆ liegt zwischen Masse und dem Eingang 74 a. Der invertierende Eingang 74 b des Komparators ist direkt mit Masse verbunden. Der Ausgang des Komparators 74 ist einerseits mit dem UND-Gatter 76 und andererseits mit dem UND- Gatter 78 über einen Inverter 80 verbunden. Die anderen Eingänge der UND-Gatter 76 und 78 sind mit einer Steuerklemme 82 verbunden. An den Ausgängen 76 c bzw. 78 c erscheinen die Signale Φ ₊ bzw. Φ _-, Anzeige dafür, daß das an den direkten Eingang 74 a des Komparators 74 angelegte Signal positiv bzw. negativ ist. Am Steuereingang 82 wird das Signal Φ _p angelegt, das bereits in Verbindung mit Fig. 5 erläutert wurde. Der Schaltkreis 72 umfaßt einen Kondensator C₁₇, der zwischen den Eingang E₁₁ und einen Punkt l gelegt ist. Dieser Punkt l kann an Masse gelegt werden, entweder über den Unterbrecher S₁₂ oder über den Unterbrecher S₁₃. In gleicher Weise kann der Eingang E₁₁ an Masse gelegt werden durch den Unterbrecher S₁₄. Die Punkte E₁₁ bzw. l können mit der Leitung 84 über die Unterbrecher S₁₅ bzw. S₁₆ verbunden werden. Die Kondensatoren C₁₈, C₁₉, C₂₀ und C₂₁ sind zwischen Masse und die Unterbrecher S₁₇, S₁₈, S₁₉ und S₂₀ geschaltet, welche es erlauben, diese Kondensatoren mit der Leitung 84 zu verbinden. Beispielsweise betragen die der Kondensatoren C₁₆ und C₁₇ 1 pF und die Kapazitäten der Kondensatoren C₁₈ bis C₂₀ betragen 20 pF. Die Wirkungsweise der Schaltung wird in Verbindung mit Fig. 10b erläutert, welche die an die Unterbrecher S₁₀ bis S₂₀ angelegten Steuersignale darstellen. Das erste Diagramm der Fig. 10b zeigt eine mögliche Form des Multiplexsignals V _degh , angelegt an den Eingang E₁₀ der Schaltung. In dieser Figur erscheinen die Signale Φ _p und Φ _i , die bereits erläutert wurden. Die Multiplexsignale Φ′₁ bis Φ′₄ wurden bereits erläutert. Die Signale Φ′′₁, Φ′′₂, Φ′′₃ und Φ′′₄ sind in folgender Weise definiert: Φ′′₁=Φ′₁·Φ _p , Φ′′₂=Φ′₂·Φ _p , Φ′′₃=Φ′₃·Φ _p und Φ′′₄=Φ′₄·Φ _p . Anders ausgedrückt, entsprechen die Signale Φ′′₁ und Φ′′₄ denjenigen Anteilen der Signale Φ′₁ bis Φ′₄, die gleichzeitig vorliegen mit dem Signal Φ _p . Darüber hinaus ist festzustellen, daß das Signal Φ′′₁ einen Logikpegel 1 aufweist, d. h. einen aktiven Pegel für jede Periode, wo das Signal V _degh einen Abtastwert enthält entsprechend dem Kanal h der Filterschaltung. Entsprechendes gilt für das Signal Φ′′₂ und den Kanal g usw. Diese Signale Φ′′₁ bis Φ′′₄ werden jeweils angelegt an die Unterbrecher S₁₇ bis S₂₀. Die Fig. 10b erläutert außerdem die Entstehung der Vorzeichensignale Φ ₊ und Φ _-. Das Signal Φ _S erscheint am Ausgang des Komparators 74. Der Komparator liefert ein Signal des Pegels +1, wenn an seinen Eingang ein Signal oberhalb von Null anliegt, und ein Signal des Pegels Null im anderen Falle. Das Signal Φ ₊ ist der gemeinsame Anteil der Signale Φ _p und Φ _s , während das Signal Φ _- der gemeinsame Anteil der Signale Φ _s und Φ _p ist. Die Signale Φ′′₁ und Φ′′₄ liegen jeweils an den Unterbrechern S₁₇ bis S₂₀. Das Signal Φ _i wird an die Unterbrecher S₁₀, S₁₁ und S₁₃ angelegt, das Signal Φ ₊ an die Unterbrecher S₁₅ und S₁₂ und schließlich das Signal Φ _- an die Unterbrecher S₁₄ und S₁₆. Die Ausführung einer Verarbeitungsschaltung dieser Signale ist für den Fachmann kein Problem. Sie braucht deshalb nicht erläutert zu werden. Die Wirksamkeit der Schaltung nach Fig. 10a ist die folgende: In jedem Zeitpunkt, in welchem der Pegel 1 des Signals Φ _i an die Unterbrecher S₁₀, S₁₁ und S₁₃ gelegt wird, speichert der Kondensator C₁₇ eine Ladung entsprechend dem Wert des Signals V _degh , das am Eingang E₁₀ zu diesen Zeitpunkten anliegt. Gleichzeitig wird das entsprechende Signal Φ _s durch den Polaritätsdetektor 74 gebildet. Zu dem Zeitpunkt, wo sich der Logikpegel 1 nach dem Signals Φ _p ergibt, werden die Unterbrecher S₁₀, S₁₁ und S₁₃ geöffnet, und das Signal Φ ₊ oder Φ _- wird am Ausgang des UND-Gatters 76 oder am Ausgang des UND-Gatters 78, je nach dem Vorzeichen von V _degh , erscheinen. Dieses Signal Φ ₊ oder Φ _- verbindet durch Schließen der Unterbrecher S₁₂ und S₁₅ bzw. S₁₄ und S₁₆ entweder den Eingang E₁₁ mit Leitung 84 und den Punkt l mit Masse M oder den Eingang E₁₁ mit Masse M und den Punkt l mit der Leitung 84. Gleichzeitig weist eines der Steuersignale Φ′′₁ bis Φ′′₄ den Logikpegel 1 auf. Derjenige der Unterbrecher S₁₇ bis S₂₀, der diesem Signal zugeordnet ist, wird demgemäß geschlossen, und die Gleichladung in dem Kondensator C₁₇ wird in den dem geschlossenen Unterbrecher zugeordneten Kondensator transferiert. Es ist zu beachten, daß dank der Wirkung der Signale Φ ₊ und Φ _- die Ladung einschließlich ihres Vorzeichens übertragen wird. Wenn es beispielsweise das Signal Φ′′′₃ war, das den Logikpegel 1 aufwies, wurde der Unterbrecher S₁₉ geschlossen und die Ladung wird in den Kondensator C₂₀ transferiert. Dieser Kondensator entspricht dem Kanal E ebenso wie natürlich das Signal Φ′′′₃. Gemäß dem gleichen Ablauf werden die entsprechenden Ladungen für die Kanäle h, g, e und d mit ihren Vorzeichen in den Kondensatoren C₁₈, C₁₉, C₂₀ bzw. C₂₁ gespeichert. Die Spannungen an den Klemmen der Kondensatoren C₁₈ bis C₂₁ sind demgemäß repräsentativ für die Mittelwerte _h , _g , _f bzw. _e der Abtastwerte des Signals, angelegt an den Eingang der Filterschaltung für die verschiedenen Filterkanäle h, g, e bzw. d. Man erkennt, daß darüber hinaus die Schaltung nach Fig. 10a das Demultiplexieren des Multiplexsignals bewirkt, das von der Filterunterbaugruppe 4 geliefert wird. Eine analoge Schaltung wäre der Filterbaugruppe 2 zuzuordnen. Schließlich ist in Fig. 11a eine Schwellenvergleichsschaltung dargestellt. Dieser Schalter erlaubt es, den Mittelwert des Signals entsprechend einem Filterband mit einem Mittelwert des Signals relativ zu mehreren Filterbändern zu vergleichen, wobei dieser Wert erhöht wird um eine Versetzungsspannung V _th . Die Gesamtschaltung umfaßt zwei Unterbaugruppen: die Unterbaugruppe 100, welche die mittleren Signale _g , _f und _e entsprechend den Kanälen e bis h verarbeitet, und die Unterbaugruppe 100′, welche die Signale _d , _c , _b und _a verarbeitet entsprechend den Kanälen a bis d. Die Unterbaugruppe 100 umfaßt den Verstärker 102, dessen direkter Eingang 102 a über Unterbrecher oder Schalter S₃₀ bis S₃₃ mit Eingangsklemmen B₁ bis B₄ verbunden ist. Der Ausgang 102 c des Verstärkers 102 ist über Leitung 106 mit dem invertierenden Eingang 104 b des Komparators 104 verbunden. Die Leitung 106 enthält die Unterbrecher S₃₄ und S₃₅, die beispielsweise von MOS-Transistoren gebildet werden. Darüber hinaus ist der Eingang 102 a des Verstärkers 102 direkt verbunden über Leitung 108 mit dem direkten Eingang 104 a des Komparators 104. Ein Kondensator C₄₂ ist zwischen Masse und Eingang 104 a gelegt. Diese Unterbaugruppe 100 umfaßt ferner die Kondensatoren C₄₀ und C₄₁, die parallel liegen zwischen Leitung 106 und einer Leitung 110, die beiden Unterbaugruppen gemeinsam ist. Schließlich ist der Ausgang 104 c des Komparators 104 mit den Eingängen von vier Pufferspeichern 112, 114, 116 und 118 verbunden, versehen mit Steuereingängen 112 a, 114 a, 116 a und 118 a. Die Leitung 110 wird von einer Spannungsquelle -V _th gespeist und umfaßt die Schalter S₃₆ und S₃₇, die es ermöglichen, die Quelle V _th von den Kondensatoren C₄₀ und C₄₁ zu isolieren. Die Unterbaugruppe 100′ weist genau denselben Aufbau wie die Unterbaugruppe 100 auf. Die Elemente dieser Unterbaugruppe sind mit den gleichen Bezugszeichen wie die entsprechenden Elemente der Unterbaugruppe 100 versehen, jedoch mit einem Indexstrich unterschieden. Alle Kondensatoren C₄₀, C₄₂ und C′₄₀, C′₄₂ betragen 1 pF, während C₄₁ und C′₄₁ 10 pF betragen. Das Signal Φ _i , das bereits erläutert wurde, wird an die Eingänge zur Steuerung der Schalter S₃₄, S′₃₄ und S₃₆ angelegt, während das Signal Φ _p , ebenfalls bereits erläutert, an die Steuereingänge der Schalter S₃₅, S′₃₅ und S₃₇ angelegt wird. Die Multiplexsignale P₁ bis P₄, angelegt an die Unterbrecher S₃₀ bis S₃₃ und S′₃₀ bis S′₃₃ sind in Fig. 11b dargestellt. Daraus ergeben sich auch die Demultiplexiersignale P′₁ und P′₄, die an die Steuereingänge 112 a bis 118 a der Pufferspeicher 112 bis 118 angelegt werden. Wie man Fig. 11b entnimmt, fallen die Impulse der Signale P₁ bis P₄ zusammen mit den Impulsen des Signals Φ _i , während die Impulse der Signale P′₁ bis P′₄ mit den Impulsen des Signals Φ _p zusammenfallen. Ferner haben die Signale P₁ bis P₄ und P′₁ bis P′₄ die gleiche Periode. Schließlich sind die Signale P₁ bis P₄ untereinander um eine Dauer phasenverschoben gleich der Periode der Signale Φ _i und Φ _p . Entsprechendes gilt für die Signale P′₁ bis P′₄. Die Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 11a ist die folgende: Die Signale _h bis _e werden an die Klemmen B₁ bis B₄ der Unterbaugruppe 100 angelegt, während die Signale _d bis _a an die Klemmen B′₁ bis B′₄ der Unterbaugruppe 100′ angelegt werden. Zu jedem Zeitpunkt, wo ein Impuls des Signals Φ _i erscheint, weist auch eines der Signale P₁ bis P₄ einen Impuls auf, der einen der Schalter S₃₀ bis S₃₃ schließt, sowie einen der Schalter S′₃₀ bis S′₃₃. Das Signal Φ _i schließt die Unterbrecher S₃₄, S′₃₄ und S′₃₆. Es sei angenommen, daß es das Signal P₃ ist, welches diesen Impuls aufweist. Der Kondensator C₄₀ liegt demgemäß zu diesem Zeitpunkt mit einer Klemme an der Spannung _f und mit der anderen Klemme an der Versetzungsspannung -V _th . Sie lädt sich mit einer entsprechenden elektrischen Ladung. In gleicher Weise liegt die Kapazität C′₄₀ zu diesem Zeitpunkt mit einer Klemme an der Spannung _c und mit der anderen Klemme an der Spannung -V _th . Dieser Kondensator nimmt demgemäß die entsprechende Ladung an. Ferner hat der Kondensator C₄₂ bei jedem Multipleximpuls eine Ladung entsprechend dem Abtastwert des Signals V _efgh , zugeordnet dem Multiplexsignal P₁ bis P₄, das den Logikpegel 1 aufweist (im Beispiel das Signal P₃). Der Kondensator C₄₂ weist demgemäß eine Spannung auf, die repräsentativ ist für _f . Sobald der folgende Impuls des Signals Φ _p eintrifft, werden die Schalter S₃₅, S₃₇ und S′₃₅ geschlossen, während die Schalter S₃₄, S′₃₄ und S₃₆ offen sind. Die Ladungen, enthalten in den Kondensatoren C₄₀ und C′₄₀ werden in die Kondensatoren C₄₁ bzw. C′₄₁ übertragen. Diese neuen Ladungen addieren sich zu der bereits in den Kondensatoren C₄₁ bzw. C′₄₁ gespeicherten Ladungen. Es liegen demgemäß an den Klemmen der Kondensatoren C₄₁ und C′₄₁ Spannungen, die dem mittleren Wert des Signals V _hgfe bzw. V _dcba entsprechen, und die mit _hgfe bzw. _dcba bezeichnet sind. Sobald das Signal P′₃ an den Steuereingang der Pufferspeicher 116 und 116′ angelegt wird, erscheinen die Logiksignale des Vergleichs D _f und D _c an den Ausgängen der Speicher 116 und 116′. Das Signal hat den Pegel 1, wenn die Spannung _f bzw. _c höher ist als die Vergleichsspannung _efgh bzw. _abcd , und den Pegel 0 im anderen Falle. Entsprechendes gilt natürlich für die anderen Kanäle. Die Schaltung besitzt den Vorteil, daß sie multiplexiert wird. Infolgedessen genügt ein einziger Komparator pro Bezugsspannung. Aus vorstehender Beschreibung ergibt sich, daß die Erfindung zahlreicher Vorteile gegenüber dem Stand der Technik aufweist. Insbesondere ermöglicht das Mehrkanalfilter, die Anzahl der verwendeten Verstärker herabzusetzen und darüber hinaus den Energieverbrauch des Filters zu senken. Es erlaubt ferner die erleichterte Integration durch Verwendung von geschalteten Kondensatoren und die Verringerung der Anzahl der komplizierten Komponenten, wie Verstärker. Das Filter eignet sich besonders gut für die Verwendung in einer Uhr, da es ermöglicht, die Abmessungen des integrierten Schaltkreises zu verringern und insbesondere, den elektrischen Energieverbrauch zu senken. Bei einer Uhr sind die Probleme der Lebensdauer und demgemäß des elektrischen Verbrauchs nämlich kritisch. Ferner wird die Bereitstellung der Multiplexsignale vereinfacht, da die Uhr bereits Binärteiler für die Erzeugung der Zeitimpulse aufweist.}

Claims (10)

1. Anordnung zum Verarbeiten eines variablen elektrischen Signals durch Multiplexieren auf n Verarbeitungskanäle, welche eine Verarbeitungsbaugruppe mit einem ersten Verstärker (G₁, G′₁) und einer Mehrzahl von Ladungssammlerkomponenten (E₁...E₄) umfaßt, die aus n ersten Verarbeitungselementen bestehen, die jeweils in Serie einen Multiplexunterbrecher (S₁...S₄; S′₁...S′₄) und einen Ladungsspeicher (C₁...C₄; C′₁...C′₄) umfassen, die dem Verstärker parallel in Gegenkopplung geschaltet sind, mit einer ersten Ladungstransferkomponente (R₁, R′₁), die zwischen den Eingang der Anordnung und den Eingang des ersten Verstärkers gelegt ist, und mit einer Einrichtung zum Erzeugen von Steuersignalen für die genannten Komponenten, umfassend Schaltkreise zum Erzeugen von n periodischen Multiplexsignalen ( Φ₁...Φ₄; Φ′₅...Φ′₈), jeweils bestehend aus Wechsel zwischen aktiven und inaktiven Pegeln und mit Schaltkreisen zum Erzeugen von periodischen Umschaltsignalen ( Φ _i , Φ _p ) in Form von Wechseln zwischen aktiven und inaktiven Pegeln, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Ladungstransferkomponente einen einzigen Ladungstransferkondensator (C _r ) und mindestens zwei von den Umschaltsignalen getrennte Umschaltunterbrecher (K₁, K₂; K′₁, K′₂) aufweist, daß eines der Multiplexsignale ( Φ₁, Φ′₅) eine Periode aufweist, die kürzer ist als diejenige der anderen Multiplexsignale ( Φ₂...Φ₄; Φ′₆...Φ′₈), wobei die anderen Signale längerer Perioden insgesamt betrachtet höchstens einen aktiven Pegel zwischen zwei aufeinanderfolgenden aktiven Pegeln des Signals kürzester Periode aufweisen, daß die aktiven Pegel eines Umschaltsignals vorliegen während der inaktiven Pegel des anderen Umschaltsignals und jedes Umschaltsignal einen aktiven Pegel aufweist während jedes aktiven Pegels des Multiplexsignals und daß die Anordnung ferner eine Einrichtung umfaßt zum Anlegen eines Multiplexsignals ( Φ₁...Φ₄; Φ′₅...Φ′₈) an jeden Multiplexunterbrecher (S₁...S₄; S′₁...S′₄) sowie eine Einrichtung zum Anlegen von Umschaltsignalen ( Φ _i , Φ _p ) an jeden Umschaltunterbrecher (K₁, K₂; K′₁, K′₂).

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Multiplexsignale ( Φ₁...Φ₄; Φ′₅...Φ′₈) alle unterschiedliche Perioden aufweisen und daß die Perioden der unterschiedlichen Signale höherer Periodendauer gleich sind der Periode des Signals geringerer Periodendauer, multipliziert mit 2 ^p (p =1 bis n -1).

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2 für eine Filterung mit n Durchlaßbändern, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung ferner umfaßt:

• - eine zweite Ladungstransferkomponente (R₃; R₄, R′₄) in Gegenkopplung bezüglich des ersten Verstärkers und mit einem Ladungstransferkondensator (C₁, C _{a 1}, C′ _{a 1}), der zwischen zwei Umschaltunterbrecher (K₉, K₁₀, K′₉, K′₁₀) geschaltet ist,
• - einen zweiten Verstärker (G₂, G′₂), dessen Eingang mit dem Ausgang des ersten Verstärkers über eine dritte Ladungstransferkomponente (R₂, R′₂) verbunden ist, bestehend aus einem einzigen Ladungstransferkondensator (C′ _r , C _r ) und mindestens einem ersten (K₅, K′₅) und einem zweiten (K₆, K′₆) Umschaltunterbrecher, wobei der zweite Verstärker in Gegenkopplung und parallel zueinander n zweite Verarbeitungselemente (E₅...E₈) umfaßt, die jeweils in Serie einen Ladungsspeicher (C₅...C₈; C′₅...C′₈) und einen Multiplexunterbrecher (S₅...S₈; S′₅...S₈) umfassen, und der Ausgang des zweiten Verstärkers mit der ersten Ladungstransferkomponente (R₁, R′₁) verbunden ist
• - eine Einrichtung zum Anlegen eines der Multiplexsignale an jeden Unterbrecher der n zweiten Verarbeitungselemente, und
• - eine Einrichtung zum Anlegen an die Unterbrecher der zweiten und dritten Ladungstransferkomponenten der Unterbrechersignale, wobei der erste Verstärker an seinen Ausgang (S₁) ein Multiplexsignal (S) liefert, bestehend aus einer Folge von Abtastwerten des variablen Signals, gefiltert gemäß den Durchlaßbändern.

4. Anordnung nach Anspruch 3, bei der die n Durchlaßbänder zueinander um eine Oktave versetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazitäten der ersten und zweiten Verarbeitungselemente untereinander gleich sind.

5. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Ladungstransferkomponente (R₄, R′₄) einen zusätzlichen Ladungstransferkondensator (C _{q 2}; C′ _{q 2}) und einen zusätzlichen Umschaltunterbrecher (K₁₂; K′₁₂) umfaßt, daß die beiden Umschaltunterbrecher (K₉, K₁₀; K′₉, K′₁₀) in Serie zwischen den Eingang und den Ausgang des ersten Verstärkers gelegt und mit einem gemeinsamen Punkt verbunden sind, daß ferner die Ladungstransferkomponente zwischen den gemeinsamen Punkt und Masse geschaltet ist und daß der zusätzliche Umschaltunterbrecher und die zusätzliche Transferkapazität in Serie zwischen diesen gemeinsamen Punkt und Masse gelegt sind.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Ladungstransferkomponente (R₂; R′₂) einen ersten (K₇; K′₇) und einen zweiten (K₈, K′₈) zusätzlichen Umschaltunterbrecher umfassen, daß der erste Umschaltunterbrecher (K₅; K′₅) zwischen den Ausgang des ersten Verstärkers und den ersten Belag des Ladungstransferkondensators geschaltet ist, daß der zweite Umschaltunterbrecher (K₆; K′₆) zwischen den Eingang des zweiten Verstärkers und den zweiten Belag des Ladungstransferkondensators gelegt ist, der erste und zweite zusätzliche Umschaltunterbrecher zwischen Masse und den ersten bzw. zweiten Belag des Ladungstransferkondensators geschaltet sind und daß der erste Umschaltunterbrecher und der zweite zusätzliche Umschaltunterbrecher von demjenigen der Umschaltsignale steuerbar sind, dessen aktiver Pegel zuerst erscheint, während der zweite Umschaltunterbrecher und der erste zusätzliche Umschaltunterbrecher von dem anderen Umschaltsignal steuerbar sind.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner einen Demultiplexierschaltkreis für das von dem ersten Verstärker gelieferte multiplexierte Signal umfaßt, sowie für die Bestimmung des mittleren gleichgerichteten Wertes der aufeinanderliegenden Abtastmuster entsprechend den verschiedenen Filterkanälen, und daß dieser Schaltkreis umfaßt:

• - eine Einrichtung (70) zum Erfassen des Vorzeichens jedes Abtastwertes,
• - eine erste Einrichtung (17) zum Speichern der Größe aufeinanderfolgender Abtastwerte,
• - n zweite Einrichtungen (C₁₈...C₂₁) zum Speichern der mittleren Größen der Abtastwerte,
• - n Demultiplexierunterbrecher (S₁₇...S₂₀) für den Transfer der Größe des Abtastwertes der ersten Speichereinrichtung in die zweiten Speichereinrichtungen, je nach dem Vorzeichen, und
• - eine Einrichtung zum Erzeugen von n periodischen Demultiplexiersignalen ( Φ′′₁...Φ′′₄), angelegt an die erwähnten Unterbrecher zum Schließen desjenigen Unterbrechers, der dem Filterkanal des jeweils am Eingang des Demultiplexierschaltkreises anliegenden Abtastwert zugeordnet ist.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtungen (17, C₁₈...C₂₁) Kondensatoren sind.

9. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die n Demultiplexiersignale ( Φ′′₁...Φ′′₄) jeweils die gleichen aktiven Pegel aufweisen wie die Multiplexiersignale ( Φ₁...Φ₄), jedoch von kürzerer Dauer.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich einen Vergleichsschaltkreis (100; 100′) für die n Eingangssignale mit einer Schwelle umfaßt, und daß dieser Vergleichsschaltkreis aufweist:

• - n Eingänge (B₁...B₄; B′₁...B′₄) zum Anlegen jeweils eines von n zu vergleichenden Signals,
• - n Unterbrecher (S₃₀...S₃₃; S′₃₀...S′₃₃) zum Steuern der sukzessiven Speicherung der Größe jedes Signals in einem ersten Ladungsspeicher (C₄₀, C′₄₀),
• - Unterbrechereinrichtungen (S₃₄, S′₃₄, S₃₅, S′₃₅; S₃₆, S₃₇) zum Transferieren der Spannung des ersten Ladungsspeichers in einen zweiten Ladungsspeicher (C₄₁, C′₄₁),
• - eine Einrichtung (104; 104′) zum Vergleichen der Spannung des zweiten Ladungsspeichers mit jedem der Eingangssignale,
• - eine Einrichtung zum Transferieren des Vergleichsergebnisses in einen von n Speichern (112, 114, 116, 118; 112′, 114′, 116′, 118′), von denen jeder Speicher einem Eingangssignal zugeordnet ist,
• - eine Einrichtung zum Erzeugen von n Multiplexiersignalen (P₁...P₄) für die Steuerung der n Unterbrecher und
• - eine Einrichtung zum Erzeugen von n Demultiplexiersignalen (P′₁...P′₄) zum Steuern der Speicher für das Bewirken des Transfers der Vergleichsgröße in einen derselben.