NL8201309A - Ladingspomp-afwijkingsfilter. - Google Patents

Description

-1- ï 4 »

Ladingspomp-afwijkingsfilter.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het tot een minimum beperken van de invloed van ongewenste afwijkingen in de uitgang van een digitaal/analoog-omzetter.

Zoals bekend, zijn digitaal/analoog-omzetters 5 gewoonlijk gevormd in secties, waarbij elke sectie wordt gestuurd met een voorgekozen subgroep van de bits in een digitaal ingangssignaal. Een 12-bits digitaal/analoog-omzetter kan bijvoorbeeld worden verdeeld in vier secties, die elk worden gestuurd met drie bits van het ingangssig-10 naai. Wanneer de ingang verandert zal de uitgang van elke beïnvloede sectie veranderen. De uitgang van de digitaal/-analoog-omzetter vormt hierbij de som van de uitgangen van elke sectie. In het ideale geval is de uitgang van de digitaal/analoog-omzetter een reeks analoge stapfunkties, 15 waarvan de grootte en richting een funktie zijn van de veranderingen van de digitale ingang.

Verder is het bekend, dat beduidende afwijkingen (pieken , "glitches") in het uitgangssignaal optreden in antwoord op bepaalde veranderingen in de ingang. Deze af-20 wijkingen, die voortvloeien uit vertragingen, inherent aan · de digitaal/analoog-omzetterketens, het niet synchroon schakelen van interne stroombronnen en andere bekende oorzaken, zijn in het bijzonder overheersend in hoofdomzettings-punten, dat wil zeggen wanneer een verandering in het ingangs-25 signaal de digitaal/analoog-omzetter doet omschakelen van de ene interne sectie naar een andere. In het bovengenoemde voorbeeld zou in het geval van een lineaire betrekking tussen de ingangsbits en de digitaal/analoog-omzettersecties een hoofdomzetting kunnen optreden wanneer het ingangssignaal 3q verandert van 0111^ naar 1000^ (eerste sectie afgeschakeld, tweede sectie bekrachtigd) of in de tegengestelde richting van OOIOOO2 naar 0001112 (tweede sectie afgeschakeld, eerste sectie bekrachtigd) of tussen elke twee waarden, die een bepaalde digitaal/analoog-omzettersectie doen afschakelen 25 terwijl tegelijkertijd een andere sectie wordt bekrachtigd.

In het meest algemene geval, waarbij elke ingangsbit een enkele één bits sectie stuurt zal in het ergste geval een 8201309 • * -2- hoofdomzetting plaatsvinden wanneer een bit'wordt veranderd in de ene richting, terwijl tegelijkertijd alle overige bits worden veranderd in de andere richting, bijvoorbeeld wanneer de ingang schakelt van 01111111^ naar lOOOOOOC^.

5 De invloed is minder wanneer minder bits worden geschakeld. In elk geval kunnen -hoewel de aldus veroorzaakte afbrekingen van relatief korte duur zijn, in de grootte-orde van enige honderden nanosec. of minder- deze afwijkingen zich nog altijd uitstrekken over verscheidene cycli van een !0 snelle veranderende ingang. In een grafische afbeeldinrich-ting, waarin digitaal/analoog-omzetters bijvoorbeeld worden gebruikt voor het schrijvend sturen van een elektronenbundel in een kathodestraalbuis, zijn dergelijke afwijkingen waarneembaar als niet-lineairiteiten in de bewe-15 ging van de elektronenbundel en ongelijkmatigheden in de bundelintensiteit.

Bij békende'pogingen voor het elimineren of tot een minimum beperken van ongewenste afwijkingen in uitgangen van digitaal/analoog-omzetters is gebruik gemaakt van 20 zowel lineaire filtertechnieken als periodieke aftastcorrec-tie- en vasthoudtechnieken. Hoewel lineaire filtering de amplitude van de afwijking doet verminderen, doet zij -door integratie over een langere tijdsperiode - de afwij-kingsenergie niet verminderen. Periodieke aftasteorrectie-25 en vasthoudtechnieken zijn hoewel zij bij lage ingangsver-anderingsgraden bevredigend zijn, moeilijk te verwezenlijken bij zeer hoge veranderingsgraden en brengen dikwijls hun eigen ruiscomponent- en signaalafwijkingen met zich mede.

Een andere poging voor het oplossen van het pro-30 bleem van onaanvaardbare afwijkingen in de uitgang van een digitaal/analoog-omzetter vormt het niet-lineaire filter, beschreven in het U.S.A. octrooischrift No. 4. 163 94-8 van Tektronix Ine. Door gebruikmaking van technieken voor het filteren van de veranderingsgraad van de slingeringen 35 worden sommige afwijkingen geheel en andere ten dele geëlimineerd. Deze filtertechniek is echter minder geschikt voor het behandelen van adequate afwijkingen, die zich uitstrekken over meer dan één verandering van het ingangssignaal.

4q De uitvinding is gericht op een keten en een 8201309 ψ · -3- werkwijze voor het combineren van de voordelen van een afwijking s vrije ladingspomp en een slingering-veranderings-graadfilter teneinde een digitaal ingangssignaal om te zetten in een nauwkeurige analoge voorstelling. Meer in het 5 bijzonder bestaat de keten volgens de uitvinding uit een begrensde zwaaiversterker en een ladingspomp, die zijn samengevoegd tot een gemeenschappelijke eenheid via een deelnemende integrator. De ingang aan de versterker wordt gevormd door de stroomuitgang van de digitaal/analoog-10 omzetter (DAC), terwijl de ingang aan de ladingspomp afkomstig is van een bron van oppomp/neerpomp-signalen, die gesynchroniseerd zijn met de ingang van de digitaal/analoog-omzetter (DAG).

De versterker en integrator vormen een slingeringw-15 of zwaai van een veranderingsgraadfilter, terwijl de ladingspomp en integrator een digitaal/analoog-omzetter van het open lus-type vormen, welke laatstgenoemde combinatie soms informeel werd aangeduid als "emmer en scheplepel”. Door de ladingspomp en integrator te sturen met een reeks eenheids-20 stap-oppomp/neerpomp-signalen en een bijbehorend kloksig-naal, wordt een.afwijkingsvrije analoge uitgang verschaft, die representatief is voor de opgezamelde eenheidsverande-ringen, doch die nog altijd gevoelig is voor open lus-afwij-kingen. Door de versterker en integrator te besturen met de 25 uitgang van een conventionele digitaal/analoog-omzetter wordt een uitgang geleverd, die een nauwkeurige zwaaiveranderings-graad-begrensde versie van de digitale ingang is, doch die ook ontvankelijk is voor de kwaliteitsvermindering door langdurige afwijkingen (hierbij wordt onder een kortstondige 30 afwijking een afwijking verstaan, die van voldoende korte duur is om te worden ge*e*limineerd binnen een eenheidstijds-stap door middel van conventionele slingerveranderingsgraad-filtertechnieken, terwijl onder een langdurige afwijking een afwijking wordt verstaan, die een langere duur heeft).

35 Door de twee funkties te combineren via de deelne mende integrator en de veranderingsgraad van de slingering te doen afnemen teneinde langdurige afwijkingen te vangen is een keten verschaft, die geschikt is voor het leveren van een uitgang, die in hoofdzaak vrij is van kortstondige 40 afwijkingen en relatief onbeïnvloed wordt door langdurige 8201309 Λ · -4- afwijkingen. Het resultaat is in wezen een ladingspomp-ge-stuurde integrator in terugkoppelende relatie tot een digitaal/analoog-omzetter met een begrensde slingering-verande- ringsgraad. Eenheidsveranderingen in de uitgang zijn afhan-5 kelijk van stroompulsen, geleverd door de ladingspomp en geïntegreerd door de integrator, terwijl langdurige nauwkeurigheid afhankelijk is van een konstante vergelijking tussen de geïntegreerde ladingspomppulsen en de uitgang met begrensde slingeringveranderingsgraad van de digitaal/ analoog-omzetter. Het resultaat is een eerste openlusbena-dering van het ingangssignaal, geleverd door de ladingspomp, dat continu wordt gedwongen een meer nauwkeurige tweede benadering, verschaft door de digitaal/analoog-omzetter, te volgen. Noch de ladingspomp-gestuurde integrator, noch 15 het slingering-veranderingsgraadfilter en de digitaal/ analoog-omzetter is op zichzelf werkend in staat de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid te verschaffen, die deze unieke combinatie biedt.

De keten volgens de uitvinding is in het bijzon-2^ der bruikbaar bij toepassingen, waarin digitaal/analoog-omzetters worden in werking gesteld voor het leveren van kwasi-continue golfvormen, dit is in het geval, waarin de ingang van de digitaal/analoog-omzetter verandert in een-heidsstappen met zeer hoge snelheid. Een voorbeeld van een 25 dergelijke toepassing is de digitale factorleveringsfunktie in een grafisch afbeeldsysteem.

De uitvinding heeft in hoofdzaak ten doel een keten te verschaffen, die een digitaal/analoog-omzetter bevat voor het leveren van een analoge uitgang, die vrij 30 is van ongewenste kortstondige afwijkingen en relatief onbeïnvloed blijft door ongewenste langdurige afwijkingen.

Verder beoogt de uitvinding te voorzien in een keten om te worden gebruikt in combinatie met een digitaal/ analoog-omzetter teneinde de invloed van langdurige afwij-35 kingen in de uitgang van de digitaal/analoog-omzetter tot een minimum te beperken.

Een verder oogmerk van de uitvinding is te voorzien in een keten, waarin gebruik wordt gemaakt van een ladingspompintegratie en een filtering van de slingering-40 veranderingsgraad voor het verschaffen van een nauwkeurige 8201309 -5- digitaal/analoog-omzetting.

De uitvinding zal hieronder nader worden toegelicht aan de hand van de tekening waarin bij wijze van voorbeeld een gunstige uitvoeringsvorm van de keten volgens ^ de uitvinding is weergegeven.

Hierin toont: fig.1 een vereenvoudigde schematische voorstelling van een gunstige uitvoeringsvorm van de keten volgens de uitvinding, fig.2 een vereenvoudige schematische voorstelling van een digitaal/analoog-omzetter en een digitale teller, geschikt om te worden toegepast in de keten volgens fig.1, fig.3=6 golfvormdiagrammen met betrekking tot bepaalde signalen, geleverd gedurende de gesegmenteerde werking van bepaalde delen van de keten uit fig.1, en fig.7 een golfvormdiagram met betrekking tot bepaalde signalen, geleverd gedurende de werking van de gehele keten volgens fig.1.

20 Fig.1 toont, zoals opgemerkt vereenvoudigd sche matisch voorgesteld, een gunstige uitvoeringsvorm van de ladingspomp-"glitch" (afwijking) filterketen volgens de uitvinding tezamen met een stroomuitgang-digitaal/analoog-omzetter (DAC) 20 en een heen/terug-teller 22. (De in de 25 industrie enigszins informeel gebruikte uitdrukking "glitch” is hier in algemene zin gebruikt en duidt op een piek, uitwijking of andere momentele aberratie, gewoonlijk ongewenst in een analoog of digitaal signaal). Zoals beschreven, bestaat het "glitch" (afwijking) filter in fig.1, 30 uit een versterker 32 met begrensde zwaai, uit een ladings-pomp 34·» uit een integrator 36, en uit een ladingspomp-stuurketen 38. De ingang aan het filter omvat de uitgang van de digitaal/analoog-omzetter 20 tezamen met de vrijgeef-en merktekensignalen, dit zijn een heen-lln of terug-een 35 en een kloksignaal of een equivalent, gebruikt voor het in werking stellen van de teller 22, die de digitaal/analoog-omzetter stuurt. De filteruitgang VQ is ten alle tijde een analoge voorstelling van de digitale waarde, die het laatst is opgeslagen in de teller 22 (de algebraïsche som van 40 alle heen-enen en terug-enen). In een digitale vectorgenera- 8201309 -6- torinrichting stelt de uitgang Vq de stroompositie in een dimensie van een vector-geleverd punt voor. Voor een tweedimensionale vectorafbeelding moet gebruik worden gemaakt van een afzonderlijke filter- en digitaal/analoog*filter-5 keten voor elk van de horizontale enrvertikale vectoringan-gen.

De verschillende secties van het afwijkingsfilter volgens fig.1 kunnen worden verwezenlijkt op elke geschikte bekende wijze. De begrensde zwaai-versterker 32 en integra-10 .

tor 36, die gecombineerd een slingering-veranderingsgraad-filter vormen overeenkomstig dat, beschreven in het ÏÏ.S.A octrooischrift No. 4- 163 94-8, kunnen in vereenvoudigde vorm bestaat uit een versterker A1, waarvan de uitgang niveauvergrendeld is binnen tevoren bepaalde grenzen _+ ^ L door tussenkomst van dioden D1 en D2, uit een slingering-veranderingsgraad weerstand Rs, uit een tweede versterker A2 en integrerende capaciteit C, en uit een terugkoppel-weerstand R^,. De versterker A1 en de twee dioden D1 en D2 zijn uiteraard symbolisch. Een daadwerkelijke verwezenlij- 20 king omvat bijvoorbeeld een reeks DGL-lijnontvangers, ge-I configureerd als lineaire versterkers, die werken binnen vooringestelde grenzen (niet verzadiging). De ladingspomp 34-, overeenkomstig vereenvoudigd, kan bestaan uit een neer-pompversterker A3 en een oppompversterker A4-, gekoppeld met ^ het slinger-veranderingsgraadfilter via het diode/weerstand-netwerk, gevormd door dioden D1 tot D4. en weerstanden Ri' en R2.

Zoals in fig.2 is voorgesteld, kan de stroomuit-gang-digitaal/analoog-omzetter 20 worden verwezenlijkt als het stroombrondeel van een conventionele spanningsuitgang-digitaal/analoog-omzetter 21. Door de digitaal/analoog-omzetter 21 te voorzien van een aftakking aan het sommeer-aftakpunt 23, zijnde het gemeenschappelijke verbindingspunt van de bron 25 en de terugkoppelweerstand R^, kan een 35 stroomuitgang Iq worden verkregen, die evenredig is met de meer bekende spanningsuitgang Vq. Overzichtelijkheids-halve is de terugkoppelweerstand R^ in fig.1.voorgesteld als deel van de begrensde zwaai--versterker 32.

Voor een beter begrip van de werking van de 40 keten volgens fig.1 volgt nu eerst een korte beschrijving 8201309 *- * -7- van het segment, gevormd door de begrensde zwaai-versterker 32 en de integrator 36. Wanneer de ladingspomp 34 en haar bijbehorende stuurketen 38 even buiten beschouwing worden gelaten, vormen de versterker 32 en de integrator 36 zoals eerder vermeld tezamen als het ware een slingering-verande- ringsgraadfilter zoals bekend is uit de stand der techniek doordat deze combinatie geschikt is om bepaalde kortstondige aberraties in de uitgang van een conventionele digitaal/- analoog-omzetter tot een minimum te beperken. De slinge- ring-veranderingsgraad wordt primair bepaald door^de waarden van de weerstand Rg en de capaciteit C. Normaal is de waarde R zodanig gekozen, dat een slingering-veranderingsgraad s wordt verschaft, die bij benadering twee maal de ingangs-stapveranderingsgraad bedraagt. Dit maakt het mogelijk om 15 de uitgang Vq in te stellen op het gewenste stapniveau alvorens de volgende stapingang wordt ontvangen.

Eig.3 toont een voorbeeld van de werking van het zwaaisnelheidsfilter, waarbij de bovenste, als getrokken lijn weergegeven kromme een uitgangssignaal 40 van de 20 digitaal/analoog-omzetter voorstelt, dat beurtelings een afwijking naar omhoog en naar omlaag vertoont, terwijl verder met de gestippelde lijn 42 het equivalente signaal voorstelt, terwijl het in zwaaisnelheid begrensd is. De onderste kromme stelt de niveau vergrendelde uitgang 44 van 25 de begrensde zwaaiversterker A1 voor. De aanduidingen _+ L en -L bij de onderste kromme geven de zwaaigrenzen aan.

Elke stap van het digitaal/analoog-omzettersignaal 40 stelt een verandering in de laagst significante bit (LSB) voor van de waarde, opgeslagen in de teller 22, en de afgeknotte 30 pieken 46-52 stellen de uitwijkingen (glitches) voor. De stappen van de digitaal/analoog-omzetter zijn gemakshalve aan de onderzijde van de figuur genummerd van 1 tot 8.

De totale invloed van het slingering-veranderings-graadfilter is het omzetten van de vertikale voorflank van 35 elke digitaal/analoog-omzetterstap om te zetten in een lineair aangroeiende funktie met een helling, die evenredig is met de slingering-veranderingsgraad. In het uitvoerings-voorbeeld volgens fig.3 is aangenomen, dat de slingering-veranderingsgraad het dubbele bedraagt van de stapverande-40 ringsgraad van de digitaal/analoog-omzetter. Opgemerkt wordt, 8201309 -8- dat voor de afwijkingsvrije stappen 1, 4» 5 en 8 en voor de stappen 2 en 6, waar de afwijkingen 46 en 50 in dezelfde richting zijn als de stap, het resultaat en algehele afvlak-king van de ingangsgolfvorm is in een reeks gelijkgerichte 5 lineair aangroeiende funkties. Voor de stappen 3 en 7, waar de afwijkingen 48 en 52 tegengesteld gericht zijn aan de stap, volgt het uitgangssignaal 42 echter eerst de afwijking en dan de stap. De slingering-veranderingsgraadfilterbe-werking doet derhalve niet alleen de ingangsstapfunkties 10 degraderen tot lineaire aangroeiende funkties met relatief lange helling, doch laat ook een in ongunstige zin reageren op in tegengestelde richting gaande afwijkingen toe.

Deze onvolkomenheden treden in het bijzonder op de voorgrond wanneer de afwijking zich uitstrekt over ver-15 scheidene veranderingen in het ingangsstapsignaal zoals-is voorgesteld in fig.4 en 5. Opgemerkt wordt, dat een afwijking 46' of 48’ van voldoende lange duur in ongeacht welke richting kan resulteren in een verlies of vervorming van verscheidene ingangsinformatiestappen. In de informa-20 tieafbeeldtechniek, waar bijvoorbeeld de breedte van de stappen in de grootte-orde van 160 nanosec. kunnen liggen, treden niet zelden afwijkingen van de digitaal/analoog-omzetter op, die een tijdsduur in de grootte-orde van 600 nanosec. hebben.

25 Thans volgt een beschrijving van het in fig.1 weergegeven segment, gevormd door de ladingspomp 34» haar bijbehorende stuurketen 38 en de integrator 36. De ladingspomp 34 is in hoofdzaak een stroombron, die geschikt is om stroom te pompen naar en uit de integrator 36 in ant-30 woord op signalen, ontvangen vanuit de stuurketen 38. De twee dioden D4 en D6 werken als stroomschakelaars teneinde de stroom in dit gewenste richting te voeren. De waarden van de twee weerstanden R1 en R2 zijn zodanige gekozen, dat wanneer het systeem in de rusttoestand is en wanneer 35 gelijke, doch tegengestelde potentialen worden aangelegd aan de tweeèahsEüitkontakten 60 en 62, het aansluitkontakt .

64 tussen de twee dioden D4 en D6 en virtueel aardpunt voorstelt, terwijl de uitgang Vq van de integrator 36 de opgezaraelde lading aan de capaciteit C. Voor het veranderen 40 van de uitgang Vq is het zelfs nodig het niveau van de 8201309 » -9- lading aan de capaciteit te veranderen. Voor het veranderen van het niveau van de capaciteitslading is het slechts nodig om stroom naar of uit de integrator 36 te pompen.

Aldus vormt de combinatie van de ladingspomp en de integra-5 tor als het ware een openlus-digitaal/analoog-omzetter (zolang de ingangsveranderingen worden begrensd tot een-heidsstappen).

De stuurketen 38 ontvangt hetzelfde vrijgeefteken en kloksignalen op hun equivalenten als de teller 22 zoals eerder genoemd. In antwoord op een positieve groepsignalen, geeft de stuurketen een neerpomp (P/D) signalen af aan de ladingspomp 34·· In antwoord op een negatieve groepsignalen geeft zij een oppomp (P/ü) signaal af. In de rusttoestand is de uitgang van de versterker A3 op een laag niveau ten ^ opzichte van aarde en is de uitgang van de versterker A4-op een hoog niveau. Onder deze omstandigheden zal een stroom via de weerstand R1 en de diode D3 gaan naar de versterker A3 en vervolgens via de diode D5 en de weerstand R2 naar de uitgangsklem 62 van de versterker A4-.

20 Indien de uitgang van de versterker A3 naar een hoog niveau wordt gedreven, zal de stroom, die tevoren door de diode D3 ging, worden gepompt naar het sommeringsknoop-punt 68 van de integrator 36 via de diode D4-, waardoor aan een verandering in de negatieve richting van de lading aan 25 de capaciteit C en derhalve een "neerpomp" werking optreedt.

Indien daarentegen de uitgang van de versterker A4. wordt gedreven naar een laag niveau, zal de potentiaal aan het aansluitkontakt 64. worden verlaagd tot beneden de aard-potentiaal en zal stroom uit de integrator worden gepompt 30 via de diode D6, waardoor de verandering van de capaciteit C in positieve richting wordt veranderd, dat wil zeggen een "oppomp" werking optreedt. Door de geschikte reeks oppomp- en neerpomp-signalen toe te voeren aan de ladingspomp 34- kan worden verwezenlijkt, dat de uitgang Vq de digi-35 tale ingangsgolfvorm, gevormd het ingangsvrijgeefsignaal, het tekensignaal en het kloksignaal (waarbij steeds eenheids-stappen aangenomen) volgt.

Een voorbeeld van de werking van het zojuist beschreven segment, gevormd uit de ladingspomp en integrator, 40 is voorgesteld in fig.6, waarbij de als getrokken lijn weer- 8201309 -10- gegeven kromme 70 de gewenste uitgangsgolfvorm voorstelt, terwijl de als stippellijn weergegeven kromme 42 evenals in het vorige geval de daadwerkelijk geleverde uitgang Vq voor stelt. De onderste kromme 4-4- wordt nog even buiten 5 beschouwing gelaten. Zoals gebruikelijk, bestaat het ontvangen ingangssignaal uit een reeks vrijgeef-, teken, resp.

. de aanwezigheid, richting en de tijdsinstelling van elke ingangsstap bepalen. In theorie stellen de vrijgeef- en tekensignalen een ingangsbitstroom voor, die een digitale 10 golfvorm bepaalt. Met het kloksignaal wordt de synchronisa:-tieketen volgens fig.1 met het overige gedeelte van het systeem, waarvan het deel uitmaakt, gewaarborgd. De door de stuurketen 38 in antwoord op de ingangsbitstroom geleverde oppomp- en neerpompsignalen zijn in fig.6 resp. voorgesteld 15 met 80 en 82. Voor elke positieve stap of aangroeistap 1, 2, 3» 5, 6 levert de stuurketen 38 een oppompsignaal, terwijl voor elke negatieve stap of verlagingsstap 4·» 7, 8, 9, 10 de keten een neerpompsignaal levert. De grootte en duur van elk oppomp- en neerpompsignaal is zodanig gekozen, 20 dat de gewenste uitgangsstap wordt geleverd. In het uitvoe-ringsvoorbeeld in fig.6 bedraagt de pulsduur ongeveer een kwart van die van de LSB (laagst significante bit) stap.

Door de werking van de combinatie, gevormd door de ladingspomp en integrator, worden inwezen oppomp- en 25 neerpomppulsen geïntegreerd tot lineair aangroeiende funkties, die het uitgangssignaal 4-2 bepalen. Dit signaal is dan vrij van afwijkingen. Het komt geheel overeen met het door het slingerveranderingsgraadfilter geleverde signaal, dat eerder werd beschreven aan de hand van fig.3» met dit verschil, 3Q dat de hellingen van de schuine voorflanken steiler verlopen. (Indien de hellingen van het slingeringveranderings-graadsignaal even steil zouden verlopen, zou het uitgangssignaal 42 uit fig.3 zelfs meer van de in tegengestelde richting gaande afwijkingen vertonen). De ladingspomp/inte-23 grator-combinatie op zichzelf, dit is zonder enigerlei soort terugkoppelcorrectie, brengt.het probleem met zich mede, dat de uitgang 42 de neiging zou hebben om over tijd af te wijken van een ware voorstelling van de ingang.

Met betrekking tot de in fig.1 weergegeven keten in haar geheel wordt opgemerkt, dat de ladingspomp 34 en 82 0 1 3 0 Ö -11- de begrensde zwaai-versterker 32 zijn gecombineerd via de integrator 36. Hierbij is de weerstandswaarde van de weerstand R0 verhoogd teneinde een slingeringveranderingsgraad s te verschaffen, die aanzienlijk kleiner (bijvoorbeeld circa 5 1/10) is dan de verwachte ingangsbitsnelheid. Het resultaat is inwezen een ladingspomp-gedreven integrator, waarvan de uitgang in terugkoppelende betrekking staat met de uitgang van de digitaal/analoog-omzetter 20.

Ter verdere toelichting van de keten volgens 10 fig.1 aan de hand van het golfvormdiagram volgens fig.6 wordt verder opgemerkt, dat de kromme 70 nu de uitgang van de digitaal/analoog-omzetter 22 voorstelt, terwijl de kromme 44 de niveauvergrendelde uitgang van de begrensde zwaai-versterker A1 voor stelt. De kromme 4.2 stelt weer de keten-15 uitgang Vq voor. Daar de ladingspompstuurketen 38 en de teller 22 elk hetzelfde stel ingangssignalen ontvangen worden de ladingspomp 34 en de digitaal/analoog-omzetter 20 op overeenstemmende wijze bekrachtigd. Dit betekent, dat telkens wanneer de inhoud van de teller 22 wordt verhoogd, 20 de ladingspompstuurketen 38 een neerpompsignaal afgeeft, terwijl telkens wanneer de inhoud van de teller wordt verlaagd de stuurketen een oppompsignaal afgeeft. Bijgevolg wordt alleen een onbalans over de integrator 36 gevormd gedurende de tijd, dat de ladingspomp pulsen 80 en 82 25 zijn geïntegreerd tot een niveau, dat is aangepast aan dat van de uitgang 70 van de digitaal/analoog-omzetter. Bij elke onbalans wordt de versterker A1 bekrachtigd teneinde een niveau vergrendelde uitgang 44 te leveren van een polariteit, die de onbalans tracht te corrigeren.

30 Afgezien van de aanwezigheid van langdurige af wijkingen in de uitgang 70 van de digitaal/analoog-omzetter en afgezien van door drift veroorzaakte verschillen tussen de uitgang van de digitaal/analoog-omzetter en die, veroorzaakt in de werking van de ladingspomp 34» blijft de 35 werking van de keten volgens fig.1 in hoofdzaak zoals boven is beschreven. Zelfs indien kortstondige afwijkingen aanwezig zijn in de uitgang van de digitaal/analoog-omzetter, zal de verlaagde slingerveranderingsgraad, verschaft door de waarde van de weerstand R , tot gevolg hebben, dat deze s 40 afwijkingen nagenoeg geheel worden geëlimineerd. Wanneer de 8201309 -12- door de ladingspomp geleverde uitgang beduidend zou beginnen af te wijken van die van de digitaal/analoog-omzetter 20, zal de versterker A1 het geschikte correctiesignaal leveren en de twee uitgangen in overeenstemming met elkaar brengen.

5 Het belangrijkste voordeel van het combineren van de eigenschappen van een door ladingspomp gestuurde integrator en een slingeringveranderingsgraadfilter zoals beschreven aan de hand van fig.1 bestaat uit de wijze, waarop afwijkingen van langere duur in het uitgangssignaal van 10 de digitaal/analoog-omzetter kunnen worden uitgespreid over verscheidene cycli van het ingangssignaal met een minimale kwaliteitsverlagende invloed. In fig.7 is aangenomen, dat een dergelijke afwijking 46” optreedt aan het begin van de stap 1 en duurt tot ongeveer het begin van stap 10. Aan 15 het begin van de afwijking 46” wordt een aanzienlijke onbalans opgedrukt over de integrator 36 en.wordt de versterker A1 gestuurd naar haar negatieve grens -L zoals aangegeven door de kromme 44· (Hierbij wordt eraan herinnerd, dat zonder de afwijking 46” de door de ingangsstap 1 veroorzaak-20 te imbalans zou worden geneutraliseerd door de puls van de ladingspomp 34 en zou de versterker A1 alleen worden bekrachtigd voordat de puls is geïntegreerd tot het niveau van de uitgang van de digitaal/analoog-omzetter. Vergelijk hiertoe met fig.6). Zolang de grootte van de afwij-25 king 46” (dit is de uitgang van de digitaal/analoog-omzetter 20) groter is dan de grootte, van de opgezamelde ladings-pomppulsen, zal de versterker A1 op haar niveau -L blijven. Indien de volgende ingangsstap negatief zou zijn zonder dat hierop een verandering volgt, zou de afwijking 46” tot ge-3q volg hebben, dat de integratoruitgang Vq langzaam aangroeit zoals aangegeven met de stippellijn 41 uit fig.7 totdat een punt a wordt bereikt, dit is het niveau, waarbij de afwijking gaat afnemen. Op dit punt zal de uitgang 44 van de versterker A1 omschakelen naar haar positieve grens +L en 35 begint de integratoruitgang Vq evenzeer langzaam te dalen tot haar begin niveau.

Echter, gegeven dezelfde ingangssignaalstroom als aangenomen in fig.6, is het effect, dat het afwijking-geleverde signaal 41 wordt gesuperponeerd op het door de 40 ladingspomp geleverde signaal 42 teneinde een enigszins 8201309 -13- schuin uitgangssignaal 4-2’ te leveren. Opgemerkt wordt, dat in het voorbeeld van fig.7 het integratoruitgangssig-naal 42' de grootte van de afwijking bereikt ongeveer aan het begin van de ingangsstap 6, en de versterker A1 scha-5 kelt op dit punt naar haar positieve grens +L. Wanneer de integratoruitgang 4-1 en de uitgang 4-0 van de digitaal/ana-loog-omzetter weer een overeenstemming bereiken ongeveer aan het einde van de ingangsstap 10, keert de versterker A1 terug naar haar niet-werkzame of neutrale stand.

10 Aldus blijkt, dat de unieke combinatie van de ladingspompintegratie en slingerveranderingsgraadfilte-ring, vervat in het filter volgens de uitvinding, niet alleen de kwaliteitsvermindering, die gepaard gaat bij het gebruik van slingerveranderingsgraadfiltering op zichzelf, 15 reduceert, doch tevens in belangrijke mate de vervorming reduceert, die gewoonlijk wordt veroorzaakt door aberraties van langere duur in het uitgangssignaal van de conventionele digitaal/analoog-omzetter.

Hoewel in de bovenstaande uiteenzetting is aan-2o genomen, dat de ingang aan de keteryVolgens fig.1 een continue stroom van eenheidsstapladingen vormt, zal het voor de vakman duidelijk zijn, dat de meer algemene ingang een onzamenhangende combinatie is van eenheidsstapveranderingen en grove of zuivere positieveranderingen. Een grove posi-25 tieverandering in een vectorleveringsomgeving treedt bijvoorbeeld zeer dikwijls op aan het begin van een nieuwe vector of bij een discontinuïteit in een stroomvector.

Voor het onderbrengen van zuivere positieveranderingen met de keten volgens fig.1 is het enkel nodig om de weerstand 30 R_ kort te sluiten en een nieuwe lading in te voeren in de heen/terug-teller 22. Het kortsluiten van de weerstand kan het gemakkelijkst worden verwezenlijkt door een veld-effecttransistor te schakelen over de weerstand en vervolgens de veldeffecttransistor telkens te bekrachtigen wanneer 35 een nieuwe waarde wordt ingevoerd in de teller. Het bekrachtigen van de veldeffecttransistor en laden van de teller kan via elk geschikt conventioneel middel worden verwezenlijkt. Hoewel de zwaaigrens van de versterker A1 niet wordt i beïnvloed door de verandering in de terugkoppelweerstand, 4Q wordt de stroomcapaciteit van de versterker verhoogd, waar- 8201309 • * -14- door de integratorcapaciteit C sneller kan worden opgeladen of ontladen. Wanneer de capaciteit C eenmaal· is aangegroeid tot haar nieuwe lading en eventuele overgangsverschijnselen zijn afgescheiden, kan de bekrachtiging van de veldeffect-5 transistor ophouden en de continue werking worden hervat.

Het is duidelijk, dat de uitvinding geenszins beperkt is tot de bovenbeschreven bijzondere uitvoeringsvorm, doch dat andere gewijzigde uitvoeringsvormen kunnen worden ontwikkeld zonder hierbij buiten het kader van de 10 uitvinding te treden.

-conclusies- 15 20 25 30 35 40 8201309

Claims (10)

1. 5 ♦' 5 -15- -Conclusies-
2. 1. Keten voor het omzetten van een seriebitstroom in een analoge voorstelling van een hierdoor bepaalde golfvorm, met het kenmerk, dat deze keten bestaat uit een orgaan voor het ontvangen van een ingangs- 10 bitstroom, die een ingangsgolfvorm voorstelt, welke ingangs-bitstroom een tevoren bepaalde maximum bitsnelheid heeft, uit een orgaan, dat reageert op de ingangsbitstroom voor het leveren van een digitaal signaal, dat de grootte van de ingangsgolfvorm voorstelt, uit een digitaal/analoog-15 omzetter voor het omzetten van het digitale signaal in een analoge voorstelling hiervan, uit een slingeringverande-ringsgraadfilter, gekoppeld met de digitaal/analoog-omzet-ter, voor het filteren van het analoge signaal, waarbij de . slingerveranderingsgraad van het filter wezenlijk kleiner 20 is dan de maximum bitsnelheid van de ingangsbitstroom, uit een ladingspomp, die reageert op de ingangsbitstroom voor het leveren van een uitgang, die de richting van de digitale golfvorm voorstelt, en uit middelen voor het combineren van de uitgang van het slingerveranderingsgraad-25 filter en de uitgang van de ladingspomp tot een analoge uitgang, die de ingangsgolfvorm voorstelt.
3. 2. Keten volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat het slingerveranderingsgraadfilter 30 bestaat uit een begrensde zwaaiversterker en een integrator, en dat de middelen voor het combineren een middel omvatten voor het toevoeren van de uitgang van de ladingspomp aan het sommeringsknooppunt van de integrator.
4. 3. Keten volgens conclusie 1, m e t h et kenmerk, dat de slingerveranderingsgraad bij benadering 1/10 van de maximum bitsnelheid bedraagt.
5. 1. Keten volgens conclusie 1, m e t het 40 kenmerk, dat de uitgang van de ladingspomp een 8201309 -16- stroompuls van tevoren bepaalde grootte en duur is.
6. 5. Keten volgens conclusie u e t het kenmerk, dat de stroompuls positief is voor een ^ ingangsbit van een eerste zin en negatief voor een ingangs-bit van een tweede zin.
7. 6. Keten voor het omzetten van een serie bitrstroom in een analoge voorstelling van een hierdoor bepaalde golf- 10 vorm, met het kenmerk, dat deze keten bestaat middelen voor het ontvangen van een ingangsbitstroom, die representatief is voor een ingangsgolfvorm, waarbij de informatiestroom een tevoren bepaalde maximum bitsnelheid heeft, uit openlus-middelen die reageren op de ingangs-15 bitstroom voor het leveren van een eerste analoge benadering van de ingangsgolfvorm, uit middelen, <·die eveneens reageren op de ingangsbitstroom en een digitaal/analoog-omzetter omvatten voor het leveren van een tweede, meer nauwkeurige analoge benadering van de ingangsgolfvorm, en 20 uit middelen, die een slingerveranderingsgraadfilter omvatten voor het de eerste benadering laten volgen van de tweede benadering.
8. 7. Keten volgens conclusie 6, m e t het 25 kenmerk, dat de slingerveranderingsgraad van het slingerveranderingsgraadfilter wezenlijk minder is dan de maximum bitsnelheid van de'ingangsinformatiestroom.
9. 8. Keten volgens conclusie 6, m e t het 30 kenmerk, dat de openlus-middelen bestaan uit een ladingspomp, uit een stuurorgaan, dat reageert op de ingangsbitstroom teneinde de ladingspomp een stroompuls van tevoren bepaalde richting en duur te doen leveren, en uit een integrator voor het integreren van dezo^buls over 35 deze duur.
10. 9. Keten volgens conclusie 8, m e t het kenmerk, dat het stuurorgaan middelen omvat om de ladingspomp een positieve puls te laten leveren voor een 4.0 ingangsbit van een eerste zin en een negatieve puls voor een ingangsbit van een tweede zijn. 8201309 .......