NL8301034A - Instelbaar filter met een vertragingsschakeling. - Google Patents

Description

* % • * PHN 10.623 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Instelbaar filter met een vertragingsschakeling.

De uitvinding heeft betrekking qp een instelbaar filter bevattende een vertragingsschakeling net een serieschakeling van vertra-gingselenenten elk net een aftakking die via een anplituderegelschake-ling is gekoppeld net een sanreerschakeling waarbij de aftakkingen wor-5 den gevormd door verschilbepalende schakelingen.

Uit het Amerikaanse octrooischrift 4 333 158 is een instelbaar filter van de bovengenoemde soort bekend waarin de verschilbepalende schakelingen zijn qpgencmen tassen een constante referentiespanning en een ingang of uitgang van een vertragingselement. Dit tekende filter 10 is zelfinstellen en is toegepast als echo-cnderdrukkingsschakeling. De vertragingselementen ervan kunnen van een eerste orde alles doorlatend type zijn en er kan in het midden van de vertragingsschakeling een vaste aftakking zijn aangebracht om zowel vóór als na-echo's met een echotijd van maximaal de halve vertragingstijd van de vertragingsscha-15 keling te kunnen onderdrukken.

De uitvinding heeft ten doel een verbetering van een instelbaar filter aan te geven die in verschillende toepassingen van een dergelijk filter voordelen cplevert.

Een instelbaar filter van de in de aanhef genoemde soort 20 volgens de uitvinding heeft daarcm tot kenmerk, dat de verschilbepalende schakelingen elk tussen een ingang en een uitgang van een vertra-gingselenent zijn cpgencmen.

Door het cpnemen van de verschilbepalende schakelingen (¾) de aangegeven manier worden verschilaftakkingen verkregen die bij een 25 gelijkstroomgekcppelde schakeling eventuele gelijkstrocmfouten in een vertragingselement niet laat doorwerken in het gelijkstrocirnivean van de volgende aftakkingen.

Verder blijkt het bij toepassing van verschilaftakkingen in een zelf instellend filter voor echo-cnderdrukking mogelijk een vaste 30 aftakking toe te passen aan de ingang van de vertragingsschakeling en bijvoorbeeld bij aanwezigheid van alleen voorecho1s deze nog te kunnen onderdrukken als ze een echotijd hebben overeenkomend met ongeveer de hele vertragingstijd van de vertragingsschakeling. Hetzelfde geldt 8301034 * PHN 10.623 2

* V

* ί voor de aanwezigheid van alleen na-echo's. De schakeling gedraagt zich tengevolge van de werking van de verschilaftakkingen alsof de vaste aftakking zich naar behoefte verplaatst naar de meest gunstige plaats voor het onderdrukken van de aanwezige echo's.

5 Als de vertragingselementen van een eerste arde alles door latend type zijn wordt het. voordeel verkregen dat de amplituderegel-schakelingen geen grote versterkingsfactor met een wisselend teken hoeven te vertonen cm de gewenste overdracht van het filter te krijgen zoals gebleken is het geval te zijn bij het bekende filter. De maat-10 regel volgens de uitvinding toegepast qp een filter met vertragingselementen van dat type blijkt een differentiërende werking te veroorzaken waardoor de overdrachtskarakteristiek van de ingang van een ver-tragingselement naar de uitgang van de betreffende verschilbepalende schakeling gunstiger wordt voor hoge frequenties. Deze hoge frequenties 15 hebben een grote invloed qp de golfvorm van het uitgangssignaal van het filter. De anplituderegelschakelingen blijken dan een kleinere waarde van de versterking te kunnen hebben waardoor ze minder snel overstuurd worden.

De uitvinding zal nu aan de hand' van de tekening worden 20 toegelicht.

In de tekening illustreert

Fig. 1 met een beknopt blokschema een instelbaar filter volgens de uitvinding en

Fig. 2 met een principeschema een mogelijke uitvoering 25 van een vertragingselement en een verschilbepalende schakeling van een instelbaar filter volgens de uitvinding.

In fig. 1 wordt aan een ingang 1 van een serieschakeling van een aantal vertragingselementen 3, 5, 7 een te filteren signaal toegevoerd. Het aantal kan vanzelfsprekend naar behoeven worden gekozen. 30 De vertragingselementen 3, 5, 7 zijn in dit geval van een eerste orde alles doorlatend (allpass) type. Het vertragingselement 3 is hier voorgesteld door een, met een ingang 8 ervan verbonden, niet-inverterende buffertrap 9, een met de ingang 8 verbonden in verterende buffertrap 11 en een met een uitgang van elk van de buffertrappen 9,

35 11 verbonden serieschakeling van een condensator 13 met een waarde C

en een weerstand 15 met een waarde R. Het verbindingspunt van de condensator 13 en de weerstand 15 is verbonden met een uitgang 17 van het 8301034 I 4 EHN 10.623 3 t \ \ vertragingselenent 3.

De overdrachtsfunctie van de ingang 8 naar de uitgang 17 van het vertragingselenent 3 is evenredig met ] ^ (1) waarin p de ccm- plexe frequentie is.

5 De ingang 8 respektievelijk de uitgang 17 van het vertragings- element 3 is verbonden met een ingang 19 respektievelijk 21 van een verschilbepalende schakeling 23 waarvan een uitgang 25 aan een ingang 27 van een anplituderegelschakeling 29 ligt.

De overdrachtsfunctie van de ingang 8 van het vertragings-10 element 3 naar de uitgang 25 van de verschilbepalende schakeling 23 is daardoor evenredig met ^ *

De vertragingselementen 5 en 7 zijn cp overeenkomstige wijze uitgevoerd als het vertragingselenent 3 en zijn cp overeenkomstige wijze verbonden met een verschilbepalende schakeling 31 respektieve-15 lijk 33 waarvan een uitgang 35 respektievelijk 37 aan een ingang 39 respektievelijk 41 van een anplituderegelschakeling 43 respektievelijk 45 ligt.

Een uitgang 47 respektievelijk 49, 51 van de amplituderegel-schakeling 29 respektievelijk 43, 45 ligt aan een ingang 53 respektie-20 velijk 55, 57 van een scmmeerschakeling 59 waarvan een uitgang 61 het gefilterde signaal afgeeft.

Aan een ingang 63 respektievelijk 65, 67 van de amplitude-regelschakeling 29 respektievelijk 43, 45 wordt een anplituderegel- i signaal toegevoerd afkomstig van een uitgang 69 respektievelijk 71, 25 73 van een instelschakeling 75. Dit regelsignaal kan met de hand of automatisch instelbaar zijn. Als het automatisch instelbaar of zelf-instellend is kan de instelschakeling signalen uit de verschilbepalende schakelingen 23 , 31, 33 en uit de sarmeerschakeling 59 ontvangen zoals met stippellijnen is aangegeven.

30 Zoals uit de overdrachtsfunktie (2) van de ingang van een vertragingselenent naar de uitgang van de betreffende verschilbepalende schakeling te zien is, neemt de absolute waarde daarvan toe als de frequentie toeneemt.

De lage frequenties worden rechtstreeks van de ingang 1 aan 35 een ingang 77 van de scmmeerschakeling 59 toegevoerd. Qndat de faze van signalen met lage frequenties praktisch niet door de vertragingselementen wordt beïnvloed heeft het weinig zin deze signalen van een uitgang van een van de vertragingselementen af te nemen. Dit zou boven- _____ 8301034 c PHN 10.623 4 dien meer fouten in het gelijkspanningsniveau van die signalen kunnen veroorzaken bij toepassing van gelij kstroangekoppelde vertragingsele-menten.

Het filter kan desgewenst worden uitgevoerd met vertragings-5 elementen van een ander type bijvoorbeeld een alles doorlatend type van een hogere orde.

Als het filter zelfinstellend is en wordt toegepast in een echo-onderdrukkingsschakeling blijkt de in dit voorbeeld aangegeven positie van de vaste aftakking in ccmbinatie met de toepassing van 10 verschilaftakkingen bij de toepassing van vertragingselementen van zowel een eerste of hogere orde'„alles doorlatend (allpass) type als van een ander type het voordeel te hebben dat, als er vóór-echo's voorkomen, deze toch gecompenseerd kunnen worden zelfs als ze een echotijd hebben die ongeveer gelijk is aan de vertragingstijd van 15 de vertragingsschakeling,. De vaste aftakking lijkt zich als het ware naar behoefte te verplaatsen naar de gunstigste positie onder invloed van de werking van de verschilaftakkingen.

Het filter kan, zoals in de figuur is aangegeven, transversaal zijn maar- kan vanzelfsprekend ook recursief of gecombineerd trans-20 versaal en recursief zijn.

In Fig. 2 is een mogelijke uitvoeringsvorm van een vertra-gingselement 3 en een verschilbepalende schakeling 23 aangegeven.

De inverterende tuff er trap, die te vergelijken is met de buffertrap van fig. 1 wordt gevormd door een transistor 79 met een 25 emitterweerstand 81 en een collectorweerstand 83, en een met de collector van de transistor 79 verbanden emittervolger 85 waarvan de emitter verbonden is met een condensator 87 die de capaciteit C vertegenwoordigt. De andere aansluiting van de condensator 87 ligt aan de basis van een transistor 89 en aan de door een stroanbran 91 gevoede collec-30 tor van een transistor 93 waarvan de basis aan de emitter van de transistor 89, aan een stroanbran 95 en aan de uitgang 17 ligt.

De niet inverterende buffertrap, die te vergelijken is met de buffertrap 9 van fig. 1, wordt gevormd door een transistor 97 waarvan de basis aan de ingang 8 ligt en de emitter aan de emitter van de 35 transistor 93 en aan een stroombron 99. De verbinding van de condensator 87 met de basis van de transistor 89 en de collector van de transistor 93 is voor wisselspanning doorverbonden met de basis van de transistor 93 door de emittervolger 89. De basis-emitterovergangen van de 8301034 PHN 10.623 5 transistoren 97 en 93 vertegenwoordigen de weerstand R. De collector-stroon van de transistor 89 wordt door de transistor 85 geleverd on voor een gunstig hoogfrequent gedrag de totale gelijkstroom door die transistor 85 zo groot mogelijk te houden. Door deze ophouw van het 5 vertragingselenent 3 wordt slechts een geringe gelijkstrocmccrrpcnent In het verschil tussen de ingangs- en de uitgangsspanning verkregen.

De verschilhepalende schakeling 23 heeft drie verschilver-sterkers elk net een emittergekoppeld trans is torpaar 101, 103 respek-tievelijk 105, 107 en 109, 111. De emitters van het trans is torpaar 101, 10 103 liggen aan de collector van een transistor 113, die van het tran sis torpaar 105, 107 aan de collector van een transistor 115. De tran-sistoren 113 en 115 vormen een als verschil versterker dienend emitter-gekqppeld paar waarvan de doorverbonden emitters aan een stroombron 117 liggen en de bases worden gestuurd door een integratorschakeling 15 119.

De integratorschakeling 119 levert een instelspanning aan de bases van de transistoren 113, 115 waardoor de amplitude van de uitgangssignalen van de verschilversterkers 101, 103 en 105, 107 instelbaar is. Deze uitgangssignalen worden gebalanceerd verkregen van de 20 doorverbonden collectors van de transistoren 103, 105 respektievelijk 101, 107 en toegevoerd aan de sormeerschakeling 57 via een aansluiting P respektievelijk Q.

De integratorschakeling 119 heeft een tweetal ingangen 121, 123 die verbonden zijn met de collectors van een tweetal trans istor-25 paren 125, 127 en 129, 131. De collectors van de transistoren 125 en 131 liggen aan de ingang 121 en de collectors van de transistoren 127, 129 aan de ingang 123 van de integratorschakeling 119. De doorverbonden emitters van de transistoren 125, 127 respektievelijk 129, 131 liggen aan de collector van de transistor 109 respektievelijk 111.

30 De emitters van deze transistoren 109, 111 worden door een stroombron 133 gevoed.

Aan de bases van de transistoren 127, 131 wordt een foutsig-naal +e en aan de bases van de transistoren 125, 129 een foutsignaal -e toegevoerd. Deze gebalanceerde foutsignalen kunnen bijvoorbeeld 35 worden verkregen van een schakeling waarmee het verschil van het uitgangssignaal van het filter en een door een dubbelzijdige begrenzer gevoerde versie van dat uitgangssignaal wordt bepaald zoals beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 4 333 158 (PHN 9388).

8301034

_I

PHN 10.623 6 ^ ^ >

De transistoren 109, 111, 125, 127, 129, 131 en de integra-torschakeling 119 vormen een correlatieschakeling waarmee de amplitude van het signaal aan de klemmen P en Q zodanig wordt geregeld dat de correlatie van dat signaal met het foutsignaal +e, -e minimaal wordt.

5 * De trans is toren 125, 127, 129, 131 en de integratorschake- ling 119 worden in de instelschakeling 75 van fig. 1 toegepast als het filter zelfinstellend moet zijn.

In het hier beschreven vertragingselement 3 werd als weerstand R de serieschakeling van basis-emitterweerstanden van de transis-10 toren 97, 93 gebruikt, het zal duidelijk zijn dat desgewenst tussen de emitters van de transistoren 97, 93 een weerstand kan worden toegevoegd als een grotere waarde van de weerstand R wordt verlangd.

Het zal duidelijk zijn dat de vertragingselementen van een eerste orde alles doorlatend type desgewenst ook anders kunnen worden 15 uitgevoerd dan de bij wijze van voorbeeld in het bovenstaande beschreven schakelingen.

20 25 30 35 8301034

Claims (4)

1. Instelbaar filter bevattende een vertragingsschakeling met een serieschakeling van vertragingselementen elk met een aftakking die via een amplituderegelschakeling is gekoppeld met een sanmeerschakeling waarbij de aftakkingen worden gevormd door verschilbepalende schake- 5 lingen, net het kenmerk, dat de verschilbepalende schakeling (23, 31, 33. elk tussen een ingang (8) en een uitgang (17) van een vertragings-element (3, 5, 7) zijn cpgencmen.

2. Inselhaar filter volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de vertragingselementen (3, 5, 7) van een eerste orde alles doorlatend 10 (allpass) type zijn.

3. Instelbaar filter volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het zelf instellend is uitgevoerd en een vaste aftakking van de ingang (1) van het filter naar een ingang (77) van de sauneerschake-ling (59) heeft. 15

4. Instelbaar filter volgens een voorgaande conclusie, met het kenmerk, dat de vertragingselementen een inverterende buffertrap (79 , 85) bevatten met een uitgang waarvan een condensator (87) is verbanden die met zijn andere aansluiting aan een uitgang van een niet inverterende buffertrap (97, 93, 89) ligt die een weerstand bevat die 20 ten minste voor een deel wordt gevormd door een serieschakeling van de bas is-emitterovergangen van een emitter gekoppeld trans is torpaar (97, 93). 25 30 35 ! 8301034