DE3730578A1 - Tiefpassfilter - Google Patents
TiefpassfilterInfo
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-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
- H03H7/01—Frequency selective two-port networks
- H03H7/17—Structural details of sub-circuits of frequency selective networks
- H03H7/1741—Comprising typical LC combinations, irrespective of presence and location of additional resistors
- H03H7/1766—Parallel LC in series path
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
- H03H7/01—Frequency selective two-port networks
- H03H7/06—Frequency selective two-port networks including resistors
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
- H03H7/01—Frequency selective two-port networks
- H03H7/075—Ladder networks, e.g. electric wave filters
Landscapes
- Filters And Equalizers (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Tiefpaßfilter nach der Gattung
des Hauptanspruchs.
In Nachrichtengeräten werden zur Begrenzung der Bandbreite
des Modulationssignals Tiefpaßfilter verwendet. Bei einem im
Aufsatz "Modulation shemes aid digital radio growth" in
MICROWAVES & RF, Februar 1987, Seiten 75 bis 84
beschriebenen Übertragungssystem wird ein Träger mit einem
digitalen Signal derart quadraturmoduliert, daß der Träger
innerhalb einer Abtastperiode einen von mehreren
vorgegebenen Werten bezüglich der Amplitude und der
Phasenlage einnehmen kann. Dem Modulator wird dazu ein
digitales Signal zugeführt, das entsprechend viele diskrete
Amplitudenwerte einnehmen kann. Entsprechend der Anzahl
dieser diskreten Werte steigt die Anzahl der übertragbaren
Bits pro Trägerperiode - aber auch die Anforderungen an das
dem Modulator vorgeschaltete Tiefpaßfilter. Bei dem
bekannten Übertragungsverfahren wird ein Tiefpaßfilter mit
cosinusförmigem Verlauf und konstanter Gruppenlaufzeit
verwendet.
Bei bekannten Tiefpaßfiltern dieser Art für relativ geringe
Frequenzen im Bereich von einigen Megahertz wird der
gewünschte Frequenzgang dadurch erreicht, daß die
Tiefpaßspulen die Kreise des Tiefpasses frequenzabhängig
bedämpfen. Dieses ist deshalb möglich, weil die Güten
niederfrequenter Spulen relativ frequenzabhängig sind. Eine
konstante Gruppenlaufzeit wird bei diesen bekannten
Tiefpaßfiltern dadurch erreicht, daß mit dem Tiefpaß mit dem
gewünschten Frequenzgang mehrere Allpässe in Reihe
geschaltet werden.
Mit zunehmenden Frequenzen wird jedoch die Realisierung
derartiger Tiefpaßfilter schwieriger, da einerseits die als
Laufzeitentzerrer dienenden Allpässe schwieriger zu
realisieren sind und andererseits die Güten der
Tiefpaßspulen bei höheren Frequenzen in weit geringerem Maße
von der Frequenz abhängig sind.
Die Berechnung eines Tiefpasses mit Spulen nahezu konstanter
Güte und geebneter Laufzeit führt zu einem Filter mit einer
höheren Anzahl von Kreisen - also auch Spulen, was wiederum
zu erhöhten Kosten führt.
Demgegenüber hat das erfindungsgemäße Tiefpaßfilter mit den
kennzeichnenden Merkmalen den Vorteil, daß trotz eines
geringen technischen Aufwandes eine gute Annäherung an den
erforderlichen Frequenzgang und an die geforderte konstante
Gruppenlaufzeit möglich ist. Das erfindungsgemäße
Tiefpaßfilter ist sowohl für die Verwendung im Sender vor
einem Modulator als auch im Empfänger nach einem Demodulator
geeignet.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind
vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im
Hauptanspruch angegebenen Erfindung möglich.
Obwohl für verschiedene Anwendungsfälle das erfindungsgemäße
Tiefpaßfilter den Anforderungen an die Konstanz der
Gruppenlaufzeit genügt, kann gemäß einer Weiterbildung mit
dem Tiefpaß ein Allpaß zur Kompensation verbleibender
Laufzeitfehler in Reihe geschaltet werden.
Gemäß einer anderen Weiterbildung kann der Frequenzgang des
Betrages des Übertragungsfaktors im Bereich der Eckfrequenz
dadurch angehoben werden, daß in Reihe mit dem Tiefpaß ein
Übertragungsglied mit einem Allpaß- und einem Hochpaßanteil
geschaltet ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
an Hand mehrerer Figuren dargestellt und in der
nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Schaltbild eines erfindungsgemäßen
Tiefpaßfilters,
Fig. 2 den Verlauf des Betrages des Übertragungsfaktors
eines erfindungsgemäßen Tiefpaßfilters als Funktion
der Frequenz und
Fig. 3 die Laufzeit als Funktion der Frequenz.
Das in Fig. 1 dargestellte Tiefpaßfilter besteht aus einem
Tiefpaß 1 mit dem erforderlichen Dämpfungsverlauf, an den
ein an sich bekannter Allpaß 2 angeschlossen ist, welcher
die restlichen Laufzeitfehler des Tiefpasses ausgleicht.
Schließlich ist dem Tiefpaß 1 noch ein Übertragungsglied 3
vorgeschaltet, das einen Allpaßcharakteristik mit
überlagerter Hochpaßcharakteristik aufweist. Die zu
filternden Signale werden einem Eingang 20 zugeführt und
können einem Ausgang 21 des Tiefpasses 1 oder einem Ausgang
22 des Allpasses 2 entnommen werden.
Der Tiefpaß 1 besteht aus drei als Längsinduktivitäten
geschalteten Spulen 4, 5, 6. Querkapazitäten werden von
Kondensatoren 7, 8, 9, 10 gebildet. Die Spulen 4 und 5 sind
von abgleichbaren Kondensatoren 11, 12 überbrückt. In die
Zuleitungen der Kondensatoren 7, 8, 9 nach Masse ist jeweils
ein Widerstand 13, 14, 15 geschaltet. Der Frequenzgang des
Übertragungsfaktors wird im wesentlichen durch die
Induktivitäten der Spulen 4, 5 und durch die Kondensatoren
7, 8, 9 bestimmt. Dabei wirken die Widerstände 13, 14, 15
infolge ihrer kapazitiven Ankopplung frequenzabhängig.
Während sich für einen Tiefpaß ohne die Widerstände 13, 14,
15, 18 noch ein Verlauf des Betrages des Übertragungsfaktors
entsprechend der durchgezogenen Linie in Fig. 2 ergibt,
tritt mit diesen Widerständen der in Fig. 2 gestrichelt
dargestellte Verlauf auf. Bei höheren Frequenzen wirken die
Widerstände 13, 14, 15 wegen der vorhandenen endlichen
Polfrequenzen kaum.
Damit fällt der Übertragungsfaktor jedoch bereits bei
Frequenzen unterhalb der Eckfrequenz von f N = 75 MHz relativ
stark ab. Um diesem entgegenzuwirken und den gewünschten
Cosinusverlauf zu erzielen, ist das Übertragungsglied 3
vorgesehen, mit welchem die Frequenzen im oberen Teil des
Durchlaßbereichs des Tiefpaßfilters derart angehoben werden,
daß der Übertragungsfaktor der punktierten Linie in Fig. 2
folgt. Das Übertragungsglied 3 besteht aus einem ohmschen
Spannungsteiler aus den Widerständen 16, 17, dessen oberer
Widerstand 16 durch die Reihenschaltung eines Widerstandes
18 und eines Kondensators 19 überbrückt ist.
Fig. 3 zeigt den Verlauf der Laufzeit eines praktisch
ausgeführten Tiefpaßfilters. Wie aus Fig. 3 entnehmbar ist,
ändert sich zwar die Laufzeit im Bereich zwischen 10 und
75 MHz zwischen 8,5 und etwa 14 ns. Sollte diese
Laufzeitänderung das für den jeweiligen Anwendungsfall
zulässige Maß überschreiten, so ist die Nachschaltung eines
einfachen Allpasses mit einem entgegengesetzten
Laufzeitverhalten möglich. Die in den Fig. 2 und 3
dargestellten Frequenzgänge wurden mit einem praktisch
ausgeführten Tiefpaßfilter nach Fig. 1 jedoch ohne Allpaß 2
erreicht, wobei folgende Dimensionierungen der Bauteile
vorgenommen wurden.
Widerstände: | |
18|5,1 Ohm | |
16 | 12,1 Ohm |
17 | 196 Ohm |
13 | 3,16 Ohm |
14 | 3,16 Ohm |
15 | 3,16 Ohm |
Kondensatoren: | |
9|560 pF | |
7 | 33 pF |
11 | 19 pF |
12 | 4,3 pF |
8 | 68 pF |
9 | 62 pF |
10 | 20 pF |
Spulen: | |
4|78 nH | |
5 | 110 nH |
6 | 100 nH |
Claims (8)
1. Tiefpaßfilter zur Begrenzung der Bandbreite eines
digitale Informationen beinhaltenden Signals, wobei ein
Tiefpaß (1) von mehreren in Längsrichtung angeordneten
Spulen (4, 5) und von mehreren in Querrichtung angeordneten
Kondensatoren (7, 8, 9) gebildet ist, dadurch
gekennzeichnet, daß in Reihe mit den Kondensatoren (7, 8, 9)
Widerstände (13, 14, 15) geschaltet sind.
2. Tiefpaßfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß in Reihe mit dem Tiefpaß (1) in an sich bekannter Weise
ein Allpaß (2) mit frequenzabhängiger Laufzeit in Reihe
geschaltet ist.
3. Tiefpaßfilter nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit dem Tiefpaß (1) ein
Übertragungsglied (3) mit einem Allpaß- und einem
Hochpaßanteil geschaltet ist.
4. Tiefpaßfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Tiefpaß (1) von zwei in
Längsrichtung angeordneten Spulen (4, 5) und von drei die
Anschlüsse der Spulen (4, 5) mit Massepotential verbindenden
Reihenschaltungen aus jeweils einem der Kondensatoren (7, 8,
9) und einem der Widerstände (13, 14, 15) besteht.
5. Tiefpaßfilter nach Anspruch 4,dadurch gekennzeichnet,
daß die Spulen (4, 5) mit je einem abgleichbaren Kondensator
(11, 12) überbrückt sind.
6. Tiefpaßfilter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Tiefpaß (1) ein weiteres, aus einer weiteren Spule
(6) und einem weiteren Kondensator (10) bestehendes Glied
umfaßt.
7. Tiefpaßfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß es in einem Sender vor einem
Modulator angeordnet ist.
8. Tiefpaßfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß es in einem Emfpänger nach einem
Demodulator angeordnet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873730578 DE3730578A1 (de) | 1987-09-11 | 1987-09-11 | Tiefpassfilter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873730578 DE3730578A1 (de) | 1987-09-11 | 1987-09-11 | Tiefpassfilter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3730578A1 true DE3730578A1 (de) | 1989-03-23 |
Family
ID=6335816
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873730578 Withdrawn DE3730578A1 (de) | 1987-09-11 | 1987-09-11 | Tiefpassfilter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3730578A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4126850A1 (de) * | 1991-08-14 | 1993-02-18 | Daimler Benz Ag | Schaltungsanordnung zur anpassung von datenbuscontrollern an eine symmetrische busleitung |
EP0576690A1 (de) * | 1992-05-26 | 1994-01-05 | Hewlett-Packard GmbH | Einrichtung zur Änderung der Impulsübergangszeit |
-
1987
- 1987-09-11 DE DE19873730578 patent/DE3730578A1/de not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4126850A1 (de) * | 1991-08-14 | 1993-02-18 | Daimler Benz Ag | Schaltungsanordnung zur anpassung von datenbuscontrollern an eine symmetrische busleitung |
DE4126850B4 (de) * | 1991-08-14 | 2004-11-18 | Daimlerchrysler Ag | Schaltungsanordnung zur Anpassung von Datenbuscontrollern an eine symmetrische Busleitung |
EP0576690A1 (de) * | 1992-05-26 | 1994-01-05 | Hewlett-Packard GmbH | Einrichtung zur Änderung der Impulsübergangszeit |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |