DE3536731C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein steuerbares Tiefpaßfilter mit einem Integrierglied.

Vor allem in Geräten der Meß-, Steuer- und Regeltechnik werden Eingabebaugruppen verwendet, die eine große Anzahl von Eingabekanälen aufweisen, in denen die Eingangssignale jeweils zum Unterdrücken von höherfrequenten Störsignalen über ein Tiefpaßfilter geführt sind. Häufig ist es er­ wünscht, daß die Zeitkonstante der Tiefpaßfilter frei ge­ wählt oder eingestellt werden kann. Es ist zwar möglich, den Widerstand eines RC-Tiefpasses aufzuteilen und die Teilwiderstände wahlweise zu überbrücken. Dies bedeutet jedoch einen großen Aufwand.

Aus der DE 27 40 567 A1 ist ein fernsteuerbares Dämpfungs­ glied bekannt, in dessen Signalweg ein Umschalter liegt, der in der einen Stellung das Eingangssignal und in der anderen Nullpotential auf den Ausgang schaltet. Zwischen diesen beiden Schaltstellungen wird er mit einer im Ver­ gleich zur Signalfrequenz hohen Frequenz von Steuerim­ pulsen umgeschaltet, deren Puls-/Pausenverhältnis ent­ sprechend dem gewünschten Dämpfungsgrad eingestellt ist. Die Ausgangssignale des Schalters sind über einen Tief­ paß geführt.

In der DE 31 42 009 A1 ist beschrieben, ein elektronisches Filter mit einem oder mehreren Schaltern zu versehen. Durch Verändern des Tastverhältnisses des den Schalter steuernden Signals kann die effektive Zeitkonstnte des Filters eingestellt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein steuerbares Tiefpaßfilter für binäre Signale zu schaffen.

Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Schaltungsmaßnahmen gelöst.

Schwebungen im Ausgangssignal des neuen Filters sind dadurch vermieden, daß die Frequenz der Steuerimpulse größer als die mit dem Tiefpaßfilter zu unterdrückenden Störsignale ist. Mit dem zweiten Integrierglied werden die höherfrequenten Störsignale unterdrückt.

Anhand der Zeichnung, in der das Schaltbild eines Ausfüh­ rungsbeispiels dargestellt ist, werden im folgenden die Erfindung sowie weitere Vorteile und Ausgestaltungen näher beschrieben und erläutert.

Mit E1, E2 . . . En sind Eingänge für binäre Eingangssi­ gnale eines Automatisierungsgerätes bezeichnet, die zur Unterdrückung von überlagerten Störsignalen über je ein Tiefpaßfilter TPF1, TPF2 . . . TPFn geleitet sind. Diese bestehen jeweils aus einem Schutzwiderstand RS, einem Schalter S und einem Integrierglied R, C. Die Eingangs­ kapazität des Schalters ist mit CS bezeichnet; sie bildet zusammen mit dem Schutzwiderstand RS ein zweites Inte­ grierglied, dessen Zeitkonstante mit einem der Schalt­ kapazität CS parallelgeschalteten Kondensator vergrößert werden kann.

Die Steuereingänge der Schalter S sind parallel an einen Steuersignalgeber STG angeschlossen. Dieser enthält einen Zähler Z, der zyklisch die Impulse eines Taktgebers TG aufsummiert und dessen jeweiliger Stand von einem Ver­ gleicher VGL mit dem Inhalt eines Registers REG vergli­ chen wird. Der Vergleicher VGL gibt ein die Schalter S schließendes Steuersignal ab, wenn der Zählerstand größer als der Registerinhalt ist. Das Puls-/Pausenverhältnis der Steuersignale für die Schalter S ist somit frei wähl­ bar, indem in das Register REG ein zwischen dem Wert 1 und dem maximalen Zählerstand liegender Wert eingetragen wird. Die wirksame Zeitkonstante des Integriergliedes RC wird um den Faktor T/Te verlängert, wobei T die Perioden­ dauer der Steuerimpulse und Te die Dauer der Schließphase des Schalters S ist. Sie ist also durch Verändern des Puls-/Pausenverhältnisses in weiten Grenzen einstellbar.

Die Frequenz der Steuerimpulse ist gleich der durch den maximalen Zählerstand dividierten Frequenz des Takt­ gebers TG und ist groß im Vergleich zur Grenzfrequenz des Integriergliedes RC. Sie sollte auch höher als die Fre­ quenz der zu erwartenden Störsignale sein. Da der Schutz­ widerstand RS und die Eingangskapazität CS des Schalters S einen zweiten Tiefpaß bilden, braucht jedoch die Frequenz der Steuerimpulse nur etwas höher zu sein als die Grenz­ frequenz dieses zweiten Tiefpasses. Beträgt z. B. die Schalterkapazität CS 10 pF und der Schutzwiderstand RS 680 kOhm, dann ist die Zeitkonstante des Eingangsfilters 6,8 µsec, und es kann für die Steuerimpulse eine Frequenz von 2 MHz gewählt werden. Soll die Zeitkonstante des Tiefpasses in sieben gleichen Stufen umschaltbar sein, dann beträgt die Frequenz des Taktgebers TG 16 MHz.

Im Ausführungsbeispiel sind die den Eingängen E1, E2 . . . En zugeführten Nutzsignale binäre Signale. Da deren Flanken von den Tiefpaßfiltern TPF1, TPF2 . . . TPFn abge­ flacht werden, sind diesen zur Impulsformung Schwellwert­ stufen SW1, SW2 . . . SWn nachgeschaltet, von deren Ausgän­ gen die gefilterten binären Signale abgenommen werden.

Claims (2)

1. Steuerbares Tiefpaßfilter mit einem im im Signalweg liegenden Schalter (S), der mit Steuerimpulsen mit wählbarem Puls-/Pausenverhältnis periodisch geöffnet und geschlossen wird, dadurch gekenzeichnet,

• - daß im Signalweg nach dem Schalter (S) ein erstes Integrierglied (R, C) angeordnet ist, dessen Zeitkonstnte groß im Vergleich zur Periodendauer der Steuerimpulse ist,
• - daß dem Schalter (S) ein zweites Integrierglied (RS, CS) vorgeschaltet ist, dessen Zeitkonstante größer als die Periodendauer der Steuerimpulse ist,
• - daß dem ersten Integrierglied eine Schwellwertstufe (SW1, SW2) . . . nachgeschaltet ist und
• - daß die Periodendauer der Steuerimpulse klein im Vergleich zur Periodendauer von zu unterdrückenden Störsignalen ist.

2. Steuerbares Tiefpaßfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (CS) des zweiten Integriergliedes die Eingangskapazität des Schalters (S) ist.