DE3720382C2 - Bandpass-Filtervorrichtung für abgetastete Signalwerte - Google Patents
Bandpass-Filtervorrichtung für abgetastete SignalwerteInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Bandpaß-Filtervorrichtung für abgetastete Signalwerte
insbesondere für den Einsatz in
Signalverarbeitungssystemen.
Für die Durchführung einer Bandpaßfilterung werden
normalerweise zeitkontinuierliche Filter eingesetzt in
einer passiven Bauart, bestehend aus Kondensatoren,
Induktivitäten und Widerständen, oder einer aktiven
Bauart, bestehend aus Operationsverstärkern, Widerständen
und Kapazitäten.
Eine per se bekannte, alternative Methode nutzt die sog.
Technik der abgetasteten Signalwerte; das zu filternde
Signal wird zunächst abgetastet und dann einem
Filterungsprozeß unterzogen. Filter, die auf diese Art
arbeiten, sind bekannt als digitale Filter. Die Literatur
stellt eine umfangreiche Dokumentation der Probleme
bereit, die sich auf die Abtastung eines Signals und auf
dessen Verarbeitung mit der Methode der abgetasteten
Signalwerte bezieht (z. B. "Digital Signal Processing",
A.V. Oppenheim und R.W. Schafer, Prentice-Hall, Inc.,
Englewood CLiffs, N.J./USA 1975).
Ein wesentlicher Vorteil der digitalen Filter besteht in
der Tatsache, daß sie einen sehr exakten Filterungsprozeß
erlauben. Die Spezifikationen einer Filterung können
tatsächlich mit bemerkenswerter Präzision eingehalten
werden und auf eine Art, die im wesentlichen unabhängig
ist von Umgebungs- und/oder Betriebsbedingungen.
Darüber hinaus sind solche Filter besonders geeignet für
monolithische Integration.
Ein bekanntes Phänomen, bezogen auf den Abtastprozeß,
besteht darin, daß er in das Spektrum des Signals einige
Anteile einfügt, die den um ganzzahlige Vielfache der
Abtastfrequenz verschobenen spektralen Komponenten des
Originalsignals entsprechen. Ist M (ω) das Spektrum eines
zeitkontinuierlichen Signals m(t), so ist das Spektrum
Ms(ω) des Signals das durch ideale Abtastung von m(t)
mit einer Folge von Impulsen, die eine infinitesemale
Dauer aufweisen ("Dirac-Stöße") und in einem Abstand von
Ts aufeinanderfolgen, gegeben durch:
wobei ωs = 2 π/Ts = 2πfs die Abtastkreisfrequenz
wiedergibt.
Da der Abtastprozeß nicht ideal verläuft, werden die
spektralen Komponenten tatsächlich mit steigendem ω
ansteigend gedämpft durch den sog. "sin(x)/x-Faktor". Das
tatsächliche Spektrum eines abgetasteten Signals Mes (ω)
ist gegeben durch:
Falls in dem zeitkontinuierlichen Signal m(t) Anteile
nennenswerter Größe bei einer Frequenz größer als fs/2
existieren, können im Spektrum des abgetasteten Signals
zusätzliche Anteile im Frequenz-Intervall 0-fs/2 (das
sog. "Basis-Band") auftreten in bezug auf jene, die in
diesem Bandsignal m(t) vorhanden sind. Dieses Phänomen,
bekannt als "aliasing", macht eine korrekte Rekonstruktion
des Signals m(t) aufgrund des abgetasteten Signals
unmöglich (typischerweise wird dies erreicht durch
einfache zeitkontinuierliche Tiefpaß-Filterung, die die
Anteile bei Frequenzen größer als fs/2 abschneidet).
Der Nachteil durch "aliasing" führt generell zur
Einrichtung einer zeitkontinuierlichen Tiefpaßfilterung
("antialiasing") vor der Abtastung mit dem Ziel, alle
unerwünschten Anteile zu eliminieren, die möglicherweise
in m(t) bei einer Frequenz größer als fs/2 enthalten
sind. Um zu verhindern, daß der Antialiasing-Filter sehr
selektiv aufgebaut werden muß und dadurch teuer wird, ist
es ausreichend, daß die Anteile von besonderem Interesse
des Signals m(t) alle bei Frequenzen liegen, die
wesentlich kleiner als fs/2 sind.
Obwohl in den meisten Fällen "aliasing" einen Nachteil
darstellt, wird es, wie im folgenden beschrieben wird, als
ein grundlegendes Prinzip der hier beschriebenen Erfindung
eingesetzt.
Für die Einrichtung einer effektiven
Verarbeitungsvorrichtung für abgetastete Signalwerte ist
es demnach ausreichend, eine Abtastfrequenz gemäß dem
Stand der Technik zu benutzen, die sehr viel größer als die
größte Frequenz des betreffenden Signals ist. Falls es
erforderlich werden sollte, ein Hochfrequenzsignal (z. B.
einige MHz) einer Filterung zu unterziehen, ist es
notwendig, eine sehr hohe Abtastfrequenz zu benutzen
(typischerweise in dem dargestellten Beispiel einige 10
MHz), was teilweise schwierig, teuer oder in einigen
Fällen unmöglich sein kann, wenn z. B. das Filterungssystem
in einem monolothisch integrierten Schaltkreis einbezogen
werden soll mit Methoden, die keine sehr hohen
Geschwindigkeiten zulassen.
In einigen Verarbeitungssystemen (z. B. in vielen
Empfangssystemen) wird das Signal oft in einen niedrigeren
Frequenzbereich verschoben, um die Verarbeitung zu
vereinfachen, speziell die Filterungen (es ist tatsächlich
einfacher, einen niederfrequenzselektiven Filter
aufzubauen, als einen hochfrequenzselektiven Filter). Ein
typisches Beispiel stellt einen Zwischenfrequenzempfänger
dar, bei dem die Frequenzverschiebung durch einen
Überlagerungsschaltkreis erzielt wird, durch den das zu
verarbeitende Signal multipliziert wird mit einem Signal
einer angepaßten Frequenz (siehe z. B. H. Taub, D.L.
Schilling: "Principles of Communication Systems",
McGraw-Hill, Inc., New York 1971, Seite 268 ff.). Das
Hinzufügen des Schaltungsblocks, der zur Durchführung
dieser Frequenzverschiebung erforderlich ist, bringt
logischerweise eine größere Komplexität und größere
Gesamtkosten des Systems mit sich.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine
Vorrichtung für abgetastete Signalwerte zu schaffen, die
die Bandpaßfilterung eines Signals und dessen automatische
Verschiebung in einen niedrigeren Frequenzbereich
durchführt, die bei gleichen Anforderungen weniger strenge
Selektivitätsanforderungen im Hinblick auf die Filterung
gemäß dem Stand der Technik stellt und die ein
Abtastsignal nutzt, das eine Frequenz besitzt, die nicht
notwendigerweise sehr viel höher als die maximale Frequenz
ist, bei der Komponenten nennenswerter Größe des zu
filternden Signales liegen.
Die Erfindung erreicht dieses Hauptziel zusammen mit
anderen Aufgaben und Vorteilen, die aus dem folgenden
hervorgehen, mit einer digitalen
Bandpaß-Filtervorrichtung, basierend auf dem Phänomen des
"aliasing", die einen im wesentlichen ungedämpften
Durchgang der Komponenten eines Eingangssignals bei einer
Frequenz aus einem Frequenzbereich zwischen einer ersten
und einer zweiten Frequenz, die beide um eine dritte
Frequenz herum angeordnet sind, erlaubt, und dämpft im
wesentlichen die Komponenten des Eingangssignals bei
Frequenzen außerhalb des genannten Intervalls, und führt
darüber hinaus automatisch eine Verschiebung zu niedrigen
Frequenzen durch in dem Bereich einer vierten Frequenz der
Komponenten des Eingangssignals, die ungedämpft passieren
konnten, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Filterelement
einen digitalen Bandpaßfilter beinhaltet, das eine fünfte
Frequenz als Abtastfrequenz einsetzt, die gleich einem
ganzen Vielfachen einer sechsten Frequenz ist, die die
Summe der dritten Frequenz und der vierten Frequenz
darstellt, und das als untere und obere Grenzfrequenz
entsprechend die Differenz zwischen der sechsten Frequenz
und der zweiten Frequenz und die Differenz zwischen der
sechsten Frequenz und der ersten Frequenz besitzt.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nun
beschrieben in Form eines nicht beschränkenden Beispiels
mit Bezug auf die entsprechenden Zeichnungen, bei denen
zeigt:
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Filtervorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ein Diagramm des Spektrums des Signals, das mit der
Vorrichtung gemäß der Erfindung gefiltert werden
soll;
Fig. 3 ein Diagramm des Spektrums des Signals, das durch
Abtastung des Signals der Fig. 2 erzielt wird und
Fig. 4 ein Diagramm des Spektrums eines weiteren Signals,
das aus dem Signal der Fig. 2 erzielt wird an einem
Zwischenpunkt der Filtervorrichtung der Fig. 1.
Bezugnehmend auf Fig. 1 stellt si(t) das Signal in einem
TV-Signal dar, das gemäß dem sog. German 2-Carrier
Standard verwendet wird (s. U. Buhse: "The German
2-Carrier System for Terrestrial TV-Sound Transmission
Systems and Integrated Circuits for "High-Quality"
TV-Receivers", IEEE Transactions on Consumer Electronics,
vol. CE-28, no. 4, November 1982, Seiten 489-503). In Fig.
2 wurde angenommen, daß die Anteile des Signals s′i(t)
bei einer Frequenz kleiner als 3-4 MHz zuvor gedämpft
wurden (z. B. mit Hilfe des Filters CTF der Fig. 1).
Die Frequenz von 6 MHz (die näherungsweise gleich dem Wert
der maximalen Frequenz ist, bei dem Signalkomponenten
nicht zu vernachlässigenden Wertes auftreten) wird nun als
Abtastfrequenz fs des Filters FIL gewählt.
Der Filter FIL ist ein Bandpaßfilter, der die
Grenzfrequenzen fTL = fs-fsH = 400 kHz und fTH =
fs-fsL = 600 kHz besitzt. Demnach gilt:
fs = fo+fso (3),
wobei fo die Mittenfrequenz des Filters darstellt und
gleich 500 kHz ist.
Der Block FIL kann im Idealfall geteilt werden in zwei
Unterblöcke. Der erste Unterblock führt die Abtastung des
Eingangssignals s′i(t) aus, während der zweite
Unterblock die tatsächliche Filterung des Ausgangssignals
des ersten Unterblockes durchführt.
Die Abtastung, die für das Signal s′i(t) durchgeführt
wird, führt in das Signalspektrum einige Anteile ein
(generell angenommen als zeitkontinuierlich), die einer
Bandpaßfilterung unterworfen werden müssen; der Block FIL
stellt einen digitalen Filter dar mit Eigenschaften, die
im folgenden beschrieben werden: scf(t) ist das Signal,
abgetastet, gefiltert und frequenzverschoben, wie
erforderlich, und s ist das abgetastete Signal, das vom
Filter genutzt wird, der die Frequenz fs besitzt. FS
bezeichnet den Glättungsfilter, der erforderlich ist,
falls ein zeitkontinuierliches Signal (sf(t)) am Ausgang
des Systems zur Verfügung stehen muß. Um auf geeignete
Weise das Spektrum des Signals zu begrenzen, das in dem
Block FIL übergeben wird, ist es oft notwendig, wie im
folgenden beschrieben wird, einen zeitkontinuierlichen
Filterblock vorzusehen, der in Fig. 1 durch den Block CTF
zwischen dem Signal si(t) und dem Eingang des Blockes
FIL bezeichnet ist.
Fig. 2 zeigt in Form eines Beispieles das Spektrum
s′i(ω) eines Signals s′i(t), das einer Filterung gemäß
der Methode der Erfindung unterzogen werden muß. Das
Signal s′i(t) wird angenommen als nach oben
frequenzbegrenzt unterhalb 6 MHz. Die Anteile, die ohne
Dämpfung durch das Filtersystem gelangen müssen, sind
diejenigen bei Frequenzen zwischen 5,4 und 5,6 MHz
(bezeichnet durch die schraffierten Teile in Fig. 2). Der
Teil des Signals, der nicht gedämpft werden darf, hat eine
Mittenfrequenz von 5,5 MHz und eine Bandbreite von 200
kHz. Die zwei Grenzfrequenzen des interessierenden Bandes
sind fsL = 5,4 MHz und fsH = 5,6 MHz. Ein Signal
dieses Typs ist z. B. das Signal der ersten akustischen
Zwischenfrequenz (rechter Kanal + linker Kanal für den
Fall einer Stereoübertragung); die vorliegenden Frequenzen
unterscheiden sich von den Originalwerten. Berücksichtigt
man die niedrigen Frequenzen und vernachlässigt man das,
was um die Vielfachen der Abtastfrequenz fs auftritt
(d. h., es werden nur die Terme in der Summe
berücksichtigt, in denen n = 0,+1,-1 in Gleichung (1)
ist), wird das Spektrum s′ic(ω) des abgetasteten Signals
unter Annahme einer idealen Abtastung zu:
s′ic(ω) = s′i(ω) + s′i(ω-ωs) + s′i(ω+ωs) (4)
Das Spektrum s′ic (ω) zwischen den Frequenzen -fs und
fs (d. h. zwischen -6 MHz und 6 MHz) ergibt sich
dementsprechend, wie in Fig. 3 dargestellt. Bei niedrigen
Frequenzen erhält man einen spektralen Anteil, der in
bezug auf fs/2 (= 3 MHz) gleich und symmetrisch zu dem
Spektrum des zeitkontinuierlichen Eingangssignals s′i(ω)
ist.
Im Spektrum s′i(ω) liegen die interessanten Anteile des
Eingangssignals si(t) auch in dem Band zwischen den
Frequenzen fs-fsH und fs-fsL (400-600 kHz), wie
wiederum in Fig. 3 durch die Schraffur gekennzeichnet. Der
zweite Unterblock, in den der Filter FIL für abgetastete
Signalwerte ideal geteilt wurde, führt eine
Bandpaßfilterung aus mit den Grenzfrequenzen fs-fsH
und fs-fsL. Es erlaubt damit den ungedämpften
Durchgang exakt den spektralen Anteilen, die mit den
Anteilen des Signals si(t) korrespondieren und für die
ein Durchgang erwünscht ist. Die anderen spektralen
Anteile werden, wie gefordert, demgegenüber gedämpft. Es
wird darauf hingewiesen, daß Anteile zwischen 400 und 600
kHz aufgrund des niedrigen Wertes von ωTs/2 kaum vom
Dämpfungsfaktor sin(x)/x berührt werden. Falls
erforderlich, ist es möglich, auch diesen Effekt in die
Überlegungen einzubeziehen durch Veränderung des
Frequenzgangs des Filters FIL mit Hilfe von Methoden, die
dem Durchschnittsfachmann bekannt sind.
Die Funktion der Vorrichtung ist sicherlich richtig, wenn
das Signal s′i(t) keine spektralen Anteile nennenswerter
Amplitude bei Frequenzen unterhalb von fs/2 besitzt, wie
in Fig. 2 angenommen wurde: demnach besteht tatsächlich
keine Überlappung, auch nicht teilweise zwischen dem
basisbandverschobenen Spektrum und dem Originalspektrum.
Falls es nicht sicher sein sollte, daß das Spektrum des
Signals si(t) nach unten auf Frequenzen oberhalb des
Wertes fs/2 begrenzt ist, ist es notwendig, vor den
Block FIL ein zeitkontinuierliches Hochpaßfilter
anzuordnen, der eine derartige Begrenzung sicherstellt
(der Filter CTF in Fig. 1). Besteht dasselbe Problem für
hohe Frequenzen (d. h. falls das Spektrum si(ω) nicht
nach oben unterhalb einer Frequenz fs begrenzt ist), ist
es geeignet, auch vor den Block FIL ein Tiefpaßfilter
anzuordnen, um eine derartige Begrenzung zu erzielen. Wenn
beide Filter, das Hochpaß- und das Tiefpaßfilter,
notwendig sind, ist das Filter CTF ein Bandpaßfilter.
Um eine richtige Funktionsweise der Vorrichtung
sicherzustellen, ist es ausreichend, daß das Spektrum des
Eingangssignals des digitalen Filters FIL nach unten auf
eine Frequenz größer als fTH (600 kHz im Fall des
Beispiels) begrenzt wird. Die Ausführung des
Hochpaßfilters CTF hierzu ist einfach, da es keine hohe
Selektivität erfordert. Dieselben Überlegungen gelten für
das Tiefpaßfilter, das möglicherweise zur Begrenzung des
Spektrums des Eingangssignals s′i(t) bei hohen
Frequenzen erforderlich ist. Die Selektivität, die für
dieses Filter gefordert wird, hängt ab vom Abstand
zwischen fsH und fs, der üblicherweise geeignet
gewählt werden kann mit dem Ziel, die Ausführung dieses
Filters zu vereinfachen.
Die beschriebene Filtervorrichtung ist zum Teil einfach,
da sie keine sehr hohe Abtastfrequenz erforderlich macht in
bezug auf die maximale interessierende Frequenz des zu
verarbeitenden Signals.
Ein ganz besonders wichtiger Vorteil besteht in der
Tatsache, daß das Filter FIL für abgetastete Signalwerte
mit gleicher Funktion weniger strenge
Selektivitätsanforderungen stellt als ein Filter gemäß dem
Stand der Technik mit einem Arbeitsbereich bei hohen
Frequenzen. So muß tatsächlich unter z. B. der Annahme, daß
das Filter im wesentlichen alle Komponenten bei Frequenzen
unter 5,36 MHz und bei Frequenzen über 5,64 MHz dämpfen
muß, der Frequenzgang eines Filters für den Einsatz bei
hohen Frequenzen von einer Dämpfung von nahezu Null
innerhalb des Durchlaßbereichs zu einer maximalen
Dämpfung, die außerhalb des Bandes erforderlich ist (z. B.
45 dB), verlaufen in einem Intervall von 40 kHz, was
weniger als 1% der oberen Grenzfrequenz des Filters
entspricht. Wird ein Filtersystem entsprechend der
Erfindung eingesetzt, entspricht das oben erwähnte
Frequenzintervall, das weiterhin gleich 40 kHz ist, nun
aber näherungsweise 7% der oberen Grenzfrequenz des
Filters, das dadurch einfacher zu entwickeln und
kostengünstiger ist.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der einzelne Block
FIL neben der Bandpaßfilterung auch eine Verschiebung der
spektralen Anteile des gefilterten Signals in Richtung
niedriger Frequenzen ausführt, wodurch die weitere
Verarbeitung des Signals vereinfacht wird und ein
zusätzlicher Schaltungsblock damit nicht für die
Ausführung dieser Verschiebung erforderlich ist.
Die Herstellung der beschriebenen Vorrichtung ist für den
Durchschnittsfachmann durchführbar nach den oben gemachten
Angaben und eine Beschreibung wird aus diesem Grund nicht
gegeben. Im einzelnen stellt eine besonders effektive
Gestaltung der beschriebenen Vorrichtung eine derartige
Vorrichtung dar, in der das Filter FIL vorgesehen wird
unter Einsatz der geschalteten Kondensatormethode (siehe
z. B. "Proceedings of the IEEE", Ausgabe August 1983).
Der bis hierhin dargestellte Fall, in dem die
Abtastfrequenz fs größer ist als die maximale Frequenz
des Signals, das gefiltert werden soll, ist besonders
einfach vom Standpunkt der Beschreibung und der Ausführung.
In anderen Ausführungen kann die Abtastfrequenz fs noch
kleiner sein als die untere Grenzfrequenz fsL des
Frequenzbandes des Signals si(t)
Mit Bezugnahme auf ein Eingangssignal s′i(t), dessen Spektrum möglicherweise nach einer Verarbeitung mit Hilfe eines geeigneten zeitkontinuierlichen Filterblocks CTF in Fig. 2 dargestellt wird, kann die Abtastfrequenz fs für das digitale Filter FIL gleich 3 MHz angenommen werden. Die Grenzfrequenzen des Filters FIL sind fTL = 2fs-fsH = 400 kHz und fTH = 2fs-FsL = 600 kHz.
Mit Bezugnahme auf ein Eingangssignal s′i(t), dessen Spektrum möglicherweise nach einer Verarbeitung mit Hilfe eines geeigneten zeitkontinuierlichen Filterblocks CTF in Fig. 2 dargestellt wird, kann die Abtastfrequenz fs für das digitale Filter FIL gleich 3 MHz angenommen werden. Die Grenzfrequenzen des Filters FIL sind fTL = 2fs-fsH = 400 kHz und fTH = 2fs-FsL = 600 kHz.
Die Mittenfrequenz des Filters fO gleich 500 kHz erfüllt
die Gleichung
2fs = fO+fsO (5)
Wie im vorhergehenden Fall, ist der Block FIL ideal in
zwei Unterblöcke geteilt, wovon der erste die Abtastung
des Eingangssignals s′i(t) und der zweite die
tatsächliche Filterung des abgetasteten Signals ausführt.
Wieder unter der Annahme einer idealen Abtastung ergibt
sich das Spektrum s′ic2(t) des Ausgangssignals des
ersten Unterblocks aus der Gleichung 1. Dessen Auftreten
in einem Frequenzintervall zwischen -6 MHz und 6 MHz ist
dargestellt in Fig. 4. Auch in diesem Fall existiert bei
niedrigen Frequenzen ein spektraler Anteil, identisch bis
auf Spiegelsymmetrie zu dem Spektrum des
zeitkontinuierlichen Originalsignals. Die interessanten
Anteile des Eingangssignals si(t), gekennzeichnet durch
Schraffur, liegen demnach auch in dem Frequenzband
zwischen 400 und 600 kHz.
Der zweite Unterblock, in den der Block FIL ideal geteilt
wurde, besitzt einen Durchlaßbereich von 400 bis 600 kHz
und erlaubt ungedämpften Durchgang, wie im vorhergehenden
Fall, für genau die gewünschten spektralen Anteile,
während es, wie gefordert, die anderen Anteile dämpft.
In diesem Fall führt der Block FIL darüber hinaus die
Verschiebung der spektralen Anteile des gefilterten
Signals hin zu einem Bereich niedriger Frequenzen aus.
Für eine Filterung gemäß dieser Methode zur Erzielung
korrekter Ergebnisse ist es notwendig, daß der
Abtastprozeß derart gestaltet wird, daß er im Basisband
ein Spektrum bereitstellt, das exakt identisch (mit
Ausnahme von Spiegelsymmetrie) zu dem des
zeitkontinuierlichen Eingangssignals s′i(t) ist,
zumindest im Hinblick auf das interessierende
Frequenzband. Das Spektrum des zeitkontinuierlichen
Signals und die Abtastfrequenz fs müssen so sein, daß
eine Verschiebung der spektralen Anteile von s′i(ω) von
einer Festlegung der Überlappung zwischen den
verschiedenen spektralen Anteilen im betrachteten
Frequenzbereich bei niedrigen Frequenzen (400-600 kHz)
verhindert wird.
Das Spektrum des Eingangssignals s′i(ω) muß demnach
frequenzbegrenzt werden, sowohl nach oben als auch nach
unten. Falls es nicht sichergestellt ist, daß eine
derartige Begrenzung des Eingangssignals si(t)
stattfindet, ist es ausreichend, vor den Block FIL ein
zeitkontinuierliches Filter CTF anzuordnen, das diese
Begrenzung ausführt. Die Erfordernisse für ein derartiges
Filter werden festgelegt durch die Charakteristika des
Eingangssignals, durch die Abtastfrequenz und das
untersuchte Frequenzband des Signals, für das gewünscht
wird, daß es ohne Dämpfung durch das gesamte Filtersystem
hindurchgeht, und kann bestimmt und ausgeführt werden mit
Methoden, die einem Durchschnittsfachmann bekannt sind.
Eine Begründung ähnlich der vorangegangenen für den Fall,
in dem Gleichung (5) erfüllt ist, kann wiederholt werden
durch die Wahl der Abtastfrequenz fs derart, daß gilt:
nfs = fO+fsO (6)
wobei n eine positive ganze Zahl darstellt.
Durch Erhöhung des Wertes von n wird eine Erniedrigung des
Wertes der Abtastfrequenz fs erzielt, jedoch werden die
Anforderungen an die Begrenzung des Frequenzbandes des
zeitkontinuierlichen Signals am Eingang zu dem digitalen
Filter FIL für die abgetasteten Signalwerte s′i(t)
strenger und damit auch üblicherweise die Anforderungen an
das zeitkontinuierliche Filter CTF.
Bevorzugte Beispiele der Erfindung sind beschrieben
worden, jedoch besteht natürlich die Möglichkeit, diese
Modifikationen und Variationen zu unterwerfen, die
innerhalb des Bereichs des erfindungsgemäßen Konzepts
liegen.
Claims (3)
1. Bandpaß-Filtervorrichtung für abgetastete Signalwerte,
basierend auf dem Phänomen des "aliasing", die den im
wesentlichen ungedämpften Durchgang von Anteilen eines
Eingangssignals bei Frequenzen aus einem Frequenzbereich
zwischen einer ersten Frequenz (fsL) und einer zweiten
Frequenz (fsH), die beide um eine dritte Frequenz (fsO)
angeordnet sind, erlaubt und die im wesentlichen die
Komponenten des Eingangssignals bei Frequenzen außerhalb
des genannten Intervalls dämpft, die darüber hinaus
automatisch eine Verschiebung in Richtung niedriger
Frequenzen um eine vierte Frequenz (fO) bei Anteilen des
Eingangssignals durchführt, die ohne Dämpfung
durchgelassen wurden,
dadurch gekennzeichnet, daß sie als
Filterelement ein Bandpaßfilter für abgetastete
Signalwerte umfaßt, das als Abtastfrequenz eine fünfte
Frequenz (nfs) gleich einem ganzzahligen Vielfachen
einer sechsten Frequenz (fs) aufweist, die gleich der
Summe der dritten Frequenz (fsO) und der vierten
Frequenz (fO) ist, und das als untere und obere
Grenzfrequenz die Differenz zwischen der sechsten
Frequenz und der zweiten Frequenz (nfs-fsH) bzw. die
Differenz zwischen der sechsten Frequenz und der zweiten
Frequenz (nfs-fsH) bzw. die Differenz zwischen der
sechsten Frequenz und der ersten Frequenz (nfs-fsL)
besitzt.
2. Bandpaß-Filtervorrichtung für abgetastete
Signalwerte nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die
fünfte Frequenz mit der sechsten Frequenz
zusammenfällt (n = 1).
3. Bandpaß-Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1
und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das
Filterelement aufgebaut ist nach der geschalteten
Kondensator-Methode.
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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DE3720382A1 DE3720382A1 (de) | 1987-12-23 |
DE3720382C2 true DE3720382C2 (de) | 1996-03-28 |
Family
ID=11173407
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE3720382A Expired - Lifetime DE3720382C2 (de) | 1986-06-20 | 1987-06-19 | Bandpass-Filtervorrichtung für abgetastete Signalwerte |
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GB (1) | GB2192509B (de) |
IT (1) | IT1204401B (de) |
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