DE4026850A1 - Verfahren und vorrichtung zum filtern eines signals - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Filtern einer Regelgröße, die von einer Regelstrecke zu­ rückgeführt wird, insbesondere zum Ausfiltern einer stati­ schen Frequenzkomponente aus der Regelgröße, um die Stabili­ tät der Regelschleife zu verbessern.

Regelkreise werden überall dort mannigfach verwendet, wo eine hohe Genauigkeit zur Regelung der Regelstrecke erfor­ derlich ist, wobei eine passende Regelgröße als Rückführ­ signal verfügbar ist. Dies trifft insbesondere für die Rege­ lung von kontinuierlich verstellbaren Übersetzungsgetrieben, beispielsweise stufenlos verstellbaren Umschlingungsgetrie­ ben zu. In diesem Zusammenhang wird auf folgende US-Patent­ schriften bzw. Anmeldungen hingewiesen: US-PS 47 93 454, 48 11 225, USSR 25 392, 25 391, 25 477.

Es hat sich gezeigt, daß eine bestimmte Regelung des Kupp­ lungsdruckes bei solchen Getrieben vielversprechend ist, wobei die Stellgröße eine Impulskette konstanter Frequenz, aber variabler Einschaltdauer ist. Der Regelverstärker kann mit einem Eingangssignal moduliert werden, um die Position der Vorder- und Hinterflanke oder beider Flanken jedes Aus­ gangsimpulses zu ändern, so daß es sich um eine Impulsbrei­ tenmodulation mit konstanter Impulsfrequenz handelt. Da jedoch in den vorbeschriebenen Anlagen die Vorder- und Hinterflanken jeweils individuell mit einer Frequenz variabel sind, die der doppelten Frequenz des Ausgangs­ impulses entspricht, ergibt sich eine Verbesserung des Frequenzverhaltens im Vergleich zu Systemen mit Pulsbrei­ tenmodulation, bei denen nur eine Impulskante moduliert wird. Andererseits kann ein System mit einer derartigen Doppelkantenmodulation das gleiche Frequenzverhalten wie ein System mit nur einer einzigen Flankenmodulation aufweisen, doch benutzt es eine viel geringere Ausgangsimpulsfrequenz, wodurch die Regelstabilität verbessert wird.

Das Rückführsignal, das man mit einer solchen Pulsbreiten­ modulation an der Vorder- und Hinterflanke erhält, hat aber eine Frequenzkomponente oder "Trägerfrequenz" für die Aus­ gangsimpulse. Diese Komponente enthält keine nützliche Information über die Regelstrecke und hat für gewöhnlich eine solche Phasenverschiebung, daß das System instabil werden kann, wenn dieses Signal zum Eingang der Regel­ schleife zurückgeführt wird.

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß das System verbessert werden kann, wenn die Trägerfrequenz ausreichend abge­ schwächt wird, indem man ein scharf begrenzendes Filter verwendet, das auf die Trägerfrequenz abgestimmt ist. Solche Filter können aus sehr unterschiedlichen Schaltungen aufge­ baut sein, wobei die einfachste und billigste Schaltung die sogenannte "Doppel-T"-Schaltung oder ein analoges Stufen­ filter ist. Wie bei den meisten analogen Stufenfiltern erfordert dieses Filter jedoch nicht nur Komponenten mit engen Toleranzen, sondern verhält sich das Filter auch besonders empfindlich auf Änderungen der Betriebsbedingun­ gen, wie Temperatur und Feuchtigkeit, welche die Werte der Komponenten verändern und damit die Sperrfrequenz ändern können.

Da das Rückführsignal für gewöhnlich in digitale Werte umge­ wandelt wird, bevor es dem Regler zugeführt wird, ist es vorteilhaft, das digitalisierte Rückführsignal zu verar­ beiten, um die Trägerfrequenzkomponente auszufiltern.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, bei der ein­ gangs geschilderten Schaltung, insbesondere für stufenlos verstellbare Getriebe mit Impulsbreitenansteuerung von Stellgrößen mit modulierten Vorder- und Hinterflankenimpul­ sen, die statische Trägerfrequenzkomponente auszufiltern. Dabei dürfen die die Information darstellenden Frequenzkom­ ponenten in dem Signal nicht unterdrückt oder gelöscht werden. Ferner soll das Ausfiltern der Komponente unabhängig von Änderungen in den Betriebsbedingungen erfolgen, insbe­ sondere unabhängig von Frequenzänderungen der Trägerfre­ quenzkomponente. Die Aufgabe soll natürlich auch mit einfa­ chen Mitteln gelöst werden.

Die genannte Aufgabe wird mit einer Filterschaltung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Erfindungsgemäß ist ein besonders wirksames Filter geschaf­ fen, das sich für ein digitalisiertes Rückführsignal eignet, wobei die Abhängigkeit der Tastfrequenz bei der digitalen Umwandlung zur Trägerfrequenzkomponente dazu benutzt wird, diese Komponente wirksam zu löschen.

So löst die Erfindung die vorgenannten Aufgaben, indem das Rückführsignal bzw. die Regelgröße mit der doppelten Fre­ quenz des Trägersignals getastet wird, um eine Reihe von Tastsignalen zu erzeugen. Jedes Tastsignal wird mit seinem voraufgehenden Tastsignal summiert, um eine entsprechende Serie von Tastsummen zu bilden und jede Tastsumme wird durch zwei geteilt, um eine Serie von trägerfrequenzgefilterten Tastsignalen als Regelgröße zu erhalten, die dann dem Regler zugeführt wird.

Da die Tastfrequenz mit bekannten Verfahren in einfacher Weise auf die Trägerfrequenz festlegbar ist, arbeitet das erfindungsgemäße Filter auch dann effektiv, wenn sich die Betriebsbedingungen ändern, nämlich die Temperatur und Feuchtigkeit und wenn sich die Trägerfrequenz verschiebt.

Bei solchen digitalen Systemen läßt sich die erfindungsge­ mäße Lösung besonders einfach anwenden und ist billig, da zusätzlich nur ein einfaches Programm nur für die digitale Verzögerung, Summierung und Division erforderlich sind.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines bekannten Reglers für den Kupplungsdruck,

Fig. 2 ein Schaltbild eines "Doppel-T"-Filters, wie es in Fig. 1 Verwendung findet,

Fig. 3 eine grafische Darstellung der Frequenzgangskurve und der Fasenverschiebung des in Fig. 2 darge­ stellten Filters,

Fig. 4 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Reglers für die Regelung des Kupplungsdruckes,

Fig. 5 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen digitalen Filters,

Fig. 6 ein Flußdiagramm des in Fig. 5 dargestellten Filters,

Fig. 7 eine grafische Darstellung der Frequenzgangskurve und der Fasenverschiebung für die in den Fig. 5 und 6 dargestellte Filterschaltung.

Die Filterschaltung kann überall Verwendung finden, wo ein Signal eine unerwünschte statische Frequenzkomponente ent­ hält und über dieser Frequenz keine informationsenthaltenden Frequenzkomponenten vorhanden sind. Die Erfindung ist beson­ ders dort von Vorteil, wo das zu filternde Signal in digita­ le Werte umgewandelt wird.

Bei dem vorgenannten Modulationssystem wird das impulsbrei­ tenmodulierte Signal mit der doppelten Frequenz des PBM Sig­ nals aktualisiert. Wie erwähnt enthält das Rückführsignal eine signifikante Frequenzkomponente entsprechend der Im­ pulsfrequenz des PBM-Signals, wenn ein Rückführsignal für die Regelung vorliegt. Die statische "Trägerfrequenz" Sig­ nalkomponente besitzt keine nützliche Information und kann eine Regelinstabilität hervorrufen und zwar infolge der Fasenverschiebung, wenn das Signal nicht vor Eintritt in den Regler abgeschwächt wird.

Ein Blockschaltbild eines typischen Reglers für den Kupp­ lungsdruck eines stufenlosen Getriebes ist in Fig. 1 dargestellt. Das System 2 besteht aus einem digitalen PBM- Regler 4, an den ein Stellglied angeschlossen ist, nämlich ein elektrohydraulisches Ventil 6, sowie einen Wandler, nämlich einen Druckwandler 8 für die Kupplung zum Erzeugen einer Regelgröße abhängig von der vom Ventil 6 eingestellten Variablen, sowie ein analoges Filter 10, welches die Regel­ größe konditioniert, um unerwünschte hochfrequente Komponen­ ten zu sperren sowie ein analoges Filter 12 zum Entfernen des statischen Trägersignals, das infolge der Impulsfrequenz des PBM-Ausgangssignals des Reglers zustande kommt. Der Antrieb des Ventils 6 kann an sich beliebig sein, sei es elektrisch, mechanisch oder pneumatisch oder elektrohydrau­ lisch, solange ein PBM-Signal mit modulierter Vorder- und Hinterflanke benutzt wird. Die geregelte Variable ist eben­ falls beliebig, beispielsweise eine Position, Temperatur, Volumen oder Geschwindigkeit bzw. Druck. Auch der Druckwand­ ler 8 kann beliebig sein, nämlich elektrisch, hydraulisch, mechanisch oder pneumatisch.

Der digitale PBM-Regler 4 tastet die gefilterte analoge vom Kupplungsdruck abhängige Regelgröße, die er an seinem analo­ gen Eingang von dem analogen Filter 12 erhält. Da der Aus­ gangsimpuls des digitalen Reglers 4 mit dem Zweifachen der Impulsfrequenz aktualisiert wird, müssen wenigstens zwei Tastwerte aus dem analogen Filter 12 für jeden Ausgangs­ impuls gewonnen werden. Jeder Tastwert wird der Amplitude nachgemessen, und dann wird der Meßwert in einen digitalko­ dierten Wert umgewandelt, beispielsweise in ein binär kodiertes Dezimalformat (BCD). Werden mehr als zwei Tastwer­ te für jeden Ausgangsimpuls des Reglers gewonnen, so wird der Durchschnitt von zwei oder mehr Tastwerten ermittelt und der Durchschnittswert dann in einen Digitalwert umgewandelt. Die Messung der gefilterten Kupplungsdruck-Rückführgröße im Ausgang des Filters 12 und die Umwandlung in Digitalwerte erfolgt in einem A/D-Wandler 14, der Teil des Reglers 4 ist.

Die digitalen Werte der abgetasteten Rückführgröße für den Kupplungsdruck gelangen zu einem digitalen Regler 16 in der Regelschaltung 4. der Regler 16 spricht auf den Unterschied zwischen wenigstens einem Bezugswert und mindestens einer Eingangsvariablen an. Im vorliegenden Fall ist der Ausgang des A/D-Wandlers 14 eine Eingangsvariable für den Regler 16. Dieser digitale Wert der Rückführgröße wird mit dem digita­ len Wert einer im Regler 16 eingestellten Größe verglichen. Eine Signaldifferenz erzeugt ein digitales Ausgangssignal des Druckreglers von einem Wert, der dieser Differenz ent­ spricht. Auch dieser digitale Ausgang des Druckreglers 16 kann ein binär kodiertes Dezimalformat haben.

Der digitale Ausgang des Druckreglers 16 wird einer Treiber­ stufe 18 zum Erzeugen des zweifach modulierten Pulsbreiten­ signals zugeführt. Die Treiberstufe 18 verändert die gegen­ seitige Position der Vorder- und Hinterflanke des Ausgangs­ impulszuges von konstanter Frequenz, wodurch die Einschalt­ zeit abhängig vom Ausgangssignal des Druckreglers 16 verän­ dert wird. Insbesondere verschiebt jeder digitale Wert des Druckreglers 16 die Position entweder einer Vorderflanke oder einer Hinterflanke der Ausgangsimpulse der Treiberstu­ fe 18.

Falls der Impulszug der Treiberstufe integriert wird, um die Frequenzkomponenten zu filtern, so stellt das integrierte Ausgangssignal (Stellgröße) hauptsächlich ein niederfrequen­ tes Signal dar, dessen Frequenz proportional zur Frequenzän­ derung der Einschaltzeit der Stellgröße ist und deren Ampli­ tude proportional zum Betrag der Einschaltzeitänderung der Stellgröße ist. Tatsächlich jedoch ist die Ansprechzeit der elektrohydraulischen Ventilanordnung 6 so langsam, daß sich eine wirksame Integration ergibt, wobei sich lediglich eine geringe hochfrequente "Welligkeit" in der Anordnung ein­ stellt, die keine Wirkung auf die Betriebsweise hat. Wenn jedoch der Druckwandler 8 auf diese Welligkeit anspricht, so muß die Welligkeit ausgefiltert werden, um eine stabile Regelung zu erhalten. Obwohl der Tiefpaßfilter 10 in dieser Richtung hilfreich ist, die Welligkeit aus der Rückführgröße zu vermindern, so kann der Tiefpaßfilter allein die Wellig­ keit nicht ausreichend unterdrücken. Deshalb muß ein Stufen­ filter benutzt werden, um die Instabilität zu vermeiden.

Wie bereits erwähnt, aktualisiert die Regelschaltung 4 das impulsbreitenmodulierte Ausgangssignal zweimal je Ausgangs­ impuls und moduliert damit unabhängig voneinander die Lage der Vorder- und Hinterflanke jedes Impulses, moduliert dem­ zufoge die Einschaltdauer der Ausgangsimpulse, die eine im wesentlichen konstante Weiderholungsfrequenz aufweisen. Hat deshalb das Reglerausgangssignal eine Impulsfrequenz von 100 Hz, so wird das Signal bei einer Frequenz von 200 Hz aktualisiert. Zu diesem Zweck muß der digitale Regler die Rückführgröße nach dem Filtern im Filter 12 analysieren. Hat das Reglerausgangssignal eine Impulsfrequenz von 100 Hz und somit die Aktualisierungsfrequenz 200 Hz, dann sollte die Rückführgröße mit einer Frequenz von nicht weniger als 200 Hz getastet und analysiert werden, um die maximal mögli­ che Ansprechgeschwindigkeit des Systems zu erzielen, wie der Fachmann weiß. Es bietet sich in diesem Fall an, die Rück­ führgröße mit einer Frequenz entsprechend der Aktualisie­ rungsfrequenz von 200 Hz zu tasten, also mit einer Frequenz, die doppelt so hoch ist wie die Reglerausgangsfrequenz von 100 Hz.

Wie erwähnt, kann das Filter 10 in bekannter Weise uner­ wünschte hochfrequente Komponenten in der Rückführgröße abschwächen, die andernfalls zu einem fehlerhaften Anspre­ chen in der Abtastschaltung führen würden. Dies ist der Fall, wenn ein Signal mit einer Frequenz getastet wird, die geringer ist als etwa die doppelte höchste Frequenz des zu tastenden Signals, die in Frage kommt. Wird beispielsweise 180 Hz Signal mit einer Frequenz von 200 Hz getastet, so ergibt das Tasten ein 20 Hz Signal, welches fehlerhaft ist. Deshalb sollten bei der vorgenannten Reglerschaltung mit einer Tastfrequenz von 200 Hz alle Frequenzen im Filter 10 ausgefiltert werden, die etwas geringer als 100 Hz sind. Die interessierenden Frequenzen, die den Änderungen der Ein­ schaltdauer der Ausgangsimpulskette entsprechen, liegen alle unterhalb der 100 Hz Abschneidefrequenz.

Das Filter 10 ist jedoch ein gewöhnlich analoger Tiefpaß, der nicht imstande ist, die sogenannte Trägerfrequenzkom­ ponente im Ausgangssignal von 100 Hz ausreichend abzuschwä­ chen, ohne auch nötige Informationssignalkomponenten von niedriger Frequenz empfindlich zu schwächen. Deshalb muß ein möglichst scharf abgestimmter Sperrfilter für 100 Hz, näm­ lich ein Abschneide- oder Stufenfilter 12 vorgesehen werden.

Fig. 2 ist ein Schaltbild für ein derartiges Filter 12. Das vom Filter 10 zum Eingang 20 gelangende Signal gelangt zu einem ersten Erziehglied mit den Widerständen 22, 24 und dem Kondensator 26 und einem zweiten Erziehglied mit zwei Kondensatoren 28, 32 und einem Widerstand 30. Die Ausgänge sind am Anschluß 34 zusammengefaßt. Die Werte der Komponenten werden in bekannter Weise festgelegt, um bei der abzuschwächenden Frequenz eine 180° Fasenverschiebung der Ausgänge zu erhalten, in diesem Fall 100 Hz, so daß die 100 Hz Trägersignalkomponente am Ausgang 34 verschwindet. Es ist auch noch ein bekannter Operationsverstärker 36 und eine Rückführung mit den Widerständen 38 und 40 dargestellt. Der Operationsverstärker 36 liefert einen gepufferten Ausgang am Anschluß 42 und die Widerstände 38 und 40 beeinflussen die Steilheit des Filters. Der Ausgang 34 ist mit dem nichtin­ ventierenden Eingang des Operationsverstärkers 36 verbun­ den.

Der Operationsverstärker 36 dient als Puffer, so daß eine an den Ausgang des völlig gepufferten Abschneidefilters 12 angeschlossene Last das Filteransprechverhalten nicht nach­ teilig beeinflußt. Die Amplituden- und Faseneingenschaften dieses Filters sind in Fig. 3 gezeigt. Die Kurve 44 stellt die Amplitude des Filters 12 abhängig von der Frequenz dar und die Kurve 46 zeigt das Fasenverhalten des Filters abhän­ gig von der Frequenz.

Der Bau des analogen Stufenfilters 12 erfordert teure Kompo­ nenten mit enger Toleranz und veränderte Bedingungen, wie Temperatur und Feuchtigkeit können die Abschneidefrequenz so weit verschieben, daß das Filter 12 unwirksam ist, wie dies bei der Steilheit der Frequenzgangskurve 44 in Fig. 3 glaub­ haft erscheint.

Die erfindungsgemäße Anordnung kann mit einer minimalen Veränderung in der in Fig. 4 dargestellten Anordnung Ver­ wendung finden. Das elektrohydraulische Ventilsystem 6, der Wandler 8 sowie das Filter 10 bleiben unverändert. Jedoch wird der digitale Regler 4 durch einen digitalen Regler 48 ersetzt, der aus einer modifizierten Anordnung des Reglers 4 besteht, die sich darin unterscheidet, daß ein digitales Abschneidefilter 50 die 100 Hz Trägersignalkomponente im Ausgangssignal des Wandlers 14 filtert und das gefilterte Signal an den Eingang des Reglers 16 führt. Auch der Wandler 14, der Regler 16 sowie die Treiberstufe 18 bleiben unver­ ändert.

Gemäß Fig. 4 gelangt der Ausgang des Filters 10 unmittelbar zum A/D-Wandler 14. Obwohl dies bedeutet, daß die 100 Hz Trägerfrequenz Signalkomponente mit der Abtastfrequenz zusammenwirken kann, um ein Pseudosignal zu erzeugen, wie dies bereits vorstehend erläutert wurde, entspricht die Pseudofrequenz dem Unterschied zwischen der Trägerfrequenz und der Abtastfrequenz. Deshalb kann das analoge Filter 10 auch als Anti-Pseudofilter bezeichnet werden. Bei der vor­ stehend beschriebenen Anordnung mit 100 Hz Trägerfrequenz und 200 Hz Abtastfrequenz ist die Differenzfrequenz eben­ falls 100 Hz. Deshalb wird in diesem Fall kein Pseudosignal erzeugt, so daß das digitale Abschneidefilter 50 nur die Trägersignalkomponente ausfiltern muß, die durch den A/D- Wandler gelangt; dies ist ein zusätzlicher Vorteil.

Das erfindungsgemäße Abschneidefilter 50 ist in Fig. 5 dargestellt. Der Ausgang des Wandlers 14 führt zum Anschluß 52 des Filters. Wie erläutert besteht das digitale Signal aus einer Reihe von digitalkodierten Tastsignalen, welche die Amplitude der Rückführgröße darstellen, die im Antipseu­ dofilter 10 gefiltert worden sind. Der Ausgang des Wandlers 14 liefert Signale der Rückführgröße mit einer Frequenz, die doppelt so groß ist wie die Trägerfrequenz, die gefiltert werden soll. Hat beispielsweise die Rückführgröße ein 100 Hz Trägerfrequenzsignal, so liefert der Wandler 14 digitale Tastwerte der Rückführgröße mit einer Frequenz von 200 Hz. Die Ausgangstastsignale des Wandlers gelangen zum Anschluß 52 und damit unmittelbar zu einem Eingang einer Summier­ schaltung 54 sowie zum Eingang einer Verzögerungsstufe 56. Die Verzögerungsstufe 56 vermittelt eine Verzögerung, die der Periode zwischen aufeinanderfolgenden Tastsignalen ent­ spricht, in diesem Fall 5 ms. Der Ausgang der Verzögerungs­ stufe 56 wird zum anderen Eingang der Summierstufe 54 geführt, so daß jeder Signalwert, der zur Summierstufe 54 unmittelbar gelangt, mit dem voraufgehenden Signalwert verglichen wird, der an der Summierstufe 54 zu der gleichen Zeit erreicht wie der Ausgang der Verzögerungsstufe 52, die also alle Signale um eine Tastperiode verzögert. Der Ausgang der Summierstufe 56 stellt somit die Summe des augenblickli­ chen Signalwertes und des voraufgehenden Signalwertes dar. Der Summenwert wird der Divisionsstufe 58 zugeführt, deren Ausgang am Anschluß 60 erscheint, an dem die Summe jeweils halbiert ist. Da die Tastfrequenz doppelt so groß wie die Trägerfrequenz ist, ist jeder Tastwert der Trägerfrequenz außer Fase mit dem voraufgehenden Wert. Deshalb ist die Summierung der Tastwerte gleich Null. Die Summierung jeder anderen Frequenz erzeugt eine Vergrößerung der 100 Hz Ab­ schneidefrequenz nach oben und nach unten in einem propor­ tionalen Maß, wie es sich für den Fachmann ergibt.

Die Arbeitsweise der Schaltung in Fig. 5 wird anhand der Fig. 6 erläutert. Nach dem Starten des Filtervorgangs wird ein "letzter" Tastwert, nämlich P_c(N-1) auf Null gesetzt. Der "nächste" Filtertastwert, nämlich P_c(N) wird dann vom Ausgang des Wandlers 14 angenommen. Ein "nächster" Filter­ ausgangstastwert, nämlich P_cf(N) wird bestimmt, indem der letzte Tastwert P_c(N-1) und der nächstfolgende Tastwert P_c(N) summiert werden und dann die Summe halbiert wird. Der Wert des letzten Tastwertes P_c(N-1) wird dann auf den Wert des nächsten Tastwertes P_c(N) gesetzt. Der neu gesetzte Wert des letzten Tastwerts P_c(N-1) wird dann um eine Tastperiode verzögert. Der nächste Filtertastwert P_c(N) wird dann wiede­ rum vom Ausgang des Wandlers 14 angenommen. Der nächste Fil­ tertastwert P_c(N) wird dann mit dem verzögerten letzten Tastwert P_c(N-1) summiert und die Summe halbiert, um den nächsten Filterausgangstastwert P_cf(N) zu erzeugen.

Dieser Vorgang setzt sich fort, so daß jeder vorher einge­ gangene Tastwert um eine Tastperiode verzögert, dann mit dem voraufgehenden Tastwert summiert und die Summe halbiert wird, um die gefilterte Signalfrequenz am Ausgang zu erzeu­ gen. Die gefilterte Signalfrequenz beträgt die Hälfte der Tastfrequenz.

Bei geänderten Schaltungen, in denen eine Regelschaltung keinen anderen Wandler 14 aufweist, kann das Abschneidefil­ ter gemäß der Erfindung benutzt werden, indem man ein bekanntes Abtastsystem an den Anschluß 48 des digitalen Filters 46 anschließt, wie in Fig. 5 dargestellt, um Signal­ werte mit der gewünschten Tastfrequenz zu liefern. Andern­ falls, wenn eine Regelschaltung Signalwerte mit einer anderen als der gewünschten Frequenz liefert, so kann ein Tastsystemwandler an den Anschluß 48 angeschlossen werden, um die gelieferten Signalwerte in Signalwerte mit der gewünschten Tastfrequenz umzusetzen.

Fig. 7 zeigt die Abhängigkeit der Amplitude und Fase des digitalen Filters abhängig von der Frequenz, nämlich die Kurve 62 stellt die Amplitude des Filters 50 abhängig von der Frequenz dar und die Kurve 64 stellt den Fasengang abhängig von der Frequenz dar. Die Eigenschaften dieses Filters sind ähnlich dem in Fig. 3 dargestellten Filter. Jedoch kann eine Synchronisierung mit einer Taktfrequenz in bekannter Weise erfolgen, um die digitalen Komponenten des digitalen Filters 50 mit einer Bezugsfrequenz zu synchroni­ sieren und damit die Abschneidefrequenz auf 100 Hz festzule­ gen. Deshalb ergibt sich eine Abschneidefrequenz von 100 Hz, die unabhängig ist von Frequenzdriftproblemen, die sich normalerweise mit analogen Filterkomponenten des Filters 12 ergeben.

Claims (10)

1. Verfahren zum Filtern eines Signals, das neben Informationen liefernden Frequenzsignalkomponenten eine statische "Trägerfrequenz"-Signalkomponente aufweist, deren Frequenz unterschiedlich von der Frequenz der Informations­ signale ist, wobei die Trägerfrequenzsignalkomponente aus dem Informationssignal augefiltert wird, gekennzeichnet durch
die Amplitude des Informationssignals wird mit einer Fre­ quenz gemessen, die doppelt so hoch ist wie die Frequenz der Trägerfrequenzsignalkomponente, um eine Reihe von Informa­ tionssignalwerten zu erzeugen,
jeder Informationssignalwert wird mit dem vorausgehenden Wert des Informationssignalwertes summiert, um eine Reihe von Informationssignalwertsummen zu bilden und
jede Summe wird halbiert, um eine Reihe von trägerfrequenz­ gefilterten Informationssignalwerten zu bilden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Messen der Amplitude des Informationssignals jeder Meßwert in einen digitalen Wert umgewandelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalkomponenten des Informations­ signals unterdrückt werden, deren Frequenzen höher sind als die Frequenz der Trägerfrequenzsignalkomponente.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß ein impulsbreitenmoduliertes Informationssignal in einem Tiefpaß gefiltert wird, daß das impulsbreitenmodulierte Informationssignal getastet wird, um die Tastwerte zu erhalten und daß zum Dividieren jede Sig­ nalsumme in einen digitalen Wert nach der Division umgesetzt wird, um eine Serie von trägerfrequenzsignalgefilterten In­ formationssignalwerten zu erhalten, von denen jeder einem digitalen Meßwert entspricht.

5. Schaltungsanordnung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Schaltung zum Messen der Amplitude des Informa­ tionsignales mit einer Frequenz vorgesehen ist, die doppelt so hoch ist wie die Frequenz der Trägerfrequenzsignalkompo­ nente, um eine Reihe von Informationssignalwerten zu bilden,
daß eine Summierschaltung (54) zum Summieren des jeweiligen Signalwertes mit einem voraufgehenden Signalwert vorgesehen ist, um eine Reihe von Informatiossignalsummen zu bilden und
daß eine Schaltung (58) zum Dividieren der Signalsummen mit dem Faktor 2 vorgesehen ist, um eine Reihe von trägerfre­ quenzgefilterten Informationssignalwerten zu bilden.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Messen der Amplitude des Informationssignals entsprechend der Tastfrequenz jeder Meßwert in einen digitalen Wert umgesetzt wird.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5 oder 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Summierschaltung (54) aus einer Schaltung zum Einlesen der digitalen Meßwerte und aus einer Schaltung zum Summieren dieser Meßwerte mit dem jewei­ ligen voraufgehenden Meßwert besteht.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltung zum Abschwächen von Signalkomponenten vorgesehen ist, deren Frequenzen höher sind als die Frequenz der Trägerfrequenzsignalkomponente.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung zum Filtern aus einem Tiefpaßfilter (10) zum Filtern eines impulsbreitenmodulier­ ten Imformationssignals besteht, die Tastschaltung das impulsbreitenmodulierte Signal ausmißt und die Divisions­ schaltung (58) jede Informationssignalsumme in einen digitalen Wert nach der Halbierung umsetzt, um eine Reihe von trägerfrequenzgefilterten Informationssignalwerten zu bilden, von denen jedes einen digitalen Meßwert darstellt.

10. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Analog/Digitalwandler (12) vorgesehen ist, dessen Tastfrequenz doppelt so hoch ist wie die Trägerfrequenzsignalkomponente, daß eine Verzöge­ rungsstufe (56) vorgesehen ist, von der jeder Tastwert um eine Tastperiode verzögert wird, daß eine Summierstufe (54) zum Summieren jedes Tastwertes mit einem in der Verzöge­ rungsstufe (56) verzögernden Tastwert vorgsehen ist und daß eine Divisionsstufe (58) zum Halbieren jedes Summenwerts vorgesehen ist.