NO137670B - Anordning til frembringelse av to til hinannen hilberttransformerte signaler - Google Patents

Description

• Den foreliggende .oppfinnelse .angår -en anordning til frembringelse av to til hinannen hilberttransformerte ;signaler under anvendelse av henholdsvis et første og et annet digitalt 'filter med hver sin første resp. annen gruppe av koeffisientledd. Disse koeffisientledd er tilsluttet en seriekombinasjon av forsinkelsesledd.

Et digitalt inngangssignal tilføres det første forsinkelsesledd.

Som forsinkelsesledd kan der eksempelvis anvendes :bistabile trinn i s k i f tre glst re.

Som bekjent kan et enkeltsidebåndsignal ^frembringes .ved at to

90° forskjøvne :bærer.e blir modulert med to til 'hinannen -hilberttransf ormerte signaler og det resulterende signal .adderes. Derved

kan de to til hinannen hilberttransf ormerte -signaler .frembringes

.under anvendelse av to digitale .filtre..En ulempe i den forbindelse er at koef f isi-entleddsanordiring.ene for de to digitale filtre -er for-skjellige.

-Til ;grunn "for den foreliggende qpp"f innélse ligger fden oppgave

a gi anvisning .på en ..anordning som -.tjener itil ; f remb ringe Ise av deo

til hinannen hilberttransformerte signaler, og ..som utmerker .seg ved redusert .teknisk utstyr.

Ifølge oppfinnelsen .er ved en anordning -av 'den vinrilediringsv.is angitte art en første koef f isientleddanordning uts.ty.r.t med koeffisientledd fra den første gruppe :o,g- en lignende, .annen :koéf f isientleddanordning utstyrt med koeffisientledd fra den annen-gruppe. Samtidig er dimensjoneringen av koef fis i-entlecldene ;f ra henholdsvis den første og den annen gruppe basert pa en :f ase på henholdsvis ^+:45°

eller -45°, og koeffisientleddene fra henholdsvis første og annen gruppe er når det .gjelder inngangssignalets overføringsretning tilsluttet forsinkelsesleddene i henholdsvis ordnet og omvendt .rekke-følge.

Anordningen ifølge oppfinnelsen utmerker seg ved anvendelsen av de to like koeffisientleddanordninger , noe som er spesielt fordelaktig dersom koeffisientleddanordningen realiseres i integrert form.

Når inngangssignalet oppviser mer enn to amplitudetrinn som representeres av binærsignaler, er det fordelaktig å anordne to digitale filtre pr. binærsignal og tilslutte utgangene fra de digitale filtre til addisjonstrinn via ytterligere koeffisientledd.

I det følgende vil utførelseseksempler av oppfinnelsen bli beskrevet under henvisning til figurene 1 - 11, hvor like kompo-nenter og signaler som forekommer på flere figurer, er forsynt med samme henvisningstall.

Fig. 1 viser en kjent koblingsanordning til frembringelse av to

til hinannen hilberttransformerte signaler.

Fig. 2 viser et binærsignal som tilføres de to digitale filtre på fig. 1. Fig. 3 og 4 viser overføringskarakteristikken til det digitale

filter ifølge fig. 1.

Fig. 5 viser to til hinannen hilberttransformerte signaler slik

de blir fremskaffet ved anordningen på fig. 1.

Fig. 6 viser et utførelseseksempel til frembringelse av to til hinannen hilberttransformerte signaler under anvendelse av to skiftregistre.

Fig. 7 og 8 viser overføringskarakteristikken til de ifølge

fig. 6 anvendte digitale filtre.

Fig. 9 viser to til hinannen hilberttransformerte signaler som

er frembragt under anvendelse av anordningen ifølge fig. 6.

Fig. 10 viser et annet utførelseseksempel på en anordning til frembringelse av to til hinannen hilberttransformerte signaler under anvendelse av et eneste skiftregister, og

fig. 11 er et tredje utførelseseksempel på en anordning til frembringelse av to til hinannen hilberttransformerte signaler, som får tilført et inngangssignal som oppviser mer enn to amplitudetrinn.

Fig. 1 viser en kjent koblingsanordning til frembringelse av to til hinannen hilberttransformerte signaler. Denne kjente koblingsanordning består av to digitale filtre 2 og 3 som eksempelvis er beskrevet i tidsskriftet AEU, bind 21/1967, hefte 7, side 354 - 362 og spesielt på side 356, høyre spalte. Disse digitale filtre består av hver sin serie-kombinasjon av forsinkelsesledd som via koeffisientledd er tilsluttet hvert sitt addisjonstrinn.

Ifølge fig. 1 er der som forsinkelsesledd anvendt trinn'4a, 4b, 4c, 4d, 4e og 5a, 5b, 5c, 5d, 5e som dannes av skiftregister henholdsvis 4 og 5. Trinnene 4a .- 4e og 5a -5e er tilsluttet addisjonstrinn henholdsvis 16 og 17 via koeffisientledd. 6 - 15. Inngangssignalet B blir tilført via koblingspunktet 18, og via koblings-punkter 19 og 20 blir der avgitt trinnfbrmede signaler. En takt-giver 22 leverer skrittpulser til drift av skiftregistrene 4 og 5.

Som inngangssignal B blir der tilført et digitalt signal som kan anta i det minste to amplitudetrinn. For enkelthets skyld er sig-nalet B på fig. 2 vist som binærsignal som innenfor en gitt bitramme kan anta binærverdien 0 og 1. Samtidig er tidsenheten t avsatt i abscisseretning og amplitudeenheten A i ordinatretning. I avhengighet av den tidsmessige opptreden av binærverdiene blir der under overholdelse av en gitt koding overført informasjon.

Binærverdiene av inngangssignalet B blir lagret etter hverandre i tid i trinnene 4a -4e og 5a - 5e, og i avhengighet av den til enhver tid lagrede binærverdi og i avhengighet av koeffisientleddene '6 - 15 blir der avgitt signaler til addisjonstrinnene henholdsvis 16 og 17.

Dimensjoneringen av koeffisientleddene 6 - 15 er avhengig av den ønskede overføringskarakteristikk for de digitale filtre 2 og 3. Eksempelvis kan filtrene 2 og 3 oppvise overføringskarakteristikker som vist på figurene 3 og 4. På disse figurer refererer abscisse-verdien seg til frekvensen F, ordinatverdien på fig. 3 til amplituden A og ordinatverdien på fig. 4 til fasen P. Overførings-karakteristikken for det digitale filter 2 resp. 3 kan eksempelvis fastlegges ved hjelp av den på fig. 3 viste frekvensgang og karak-teriseres ved det på fig. 4 viste faseforløp Pl med en fase på 0°, resp. ved faseforløpet P2 med en fase på 90°.

Via utgangene 19 og 20 blir trinnformige signaler avgitt til lavpassfiltre henholdsvis 23 og 24. Fra disse lavpassfiltre 23 og 24 avgis de på fig. 5 viste til hinannen hilberttransformerte sig-naler henholdsvis C og D.

Når den overføringskarakteristikk som fremgår av fig. 3 og 4,

skal oppnås, og når der anvendes ikke bare fem, men nitten koeffisientledd 60 - 78 istedenfor koeffisientleddene 6 - 10 og ytter-

ligere nitten koeffisientledd 79 - 97 istedenfor koeffisientleddene 11 - 15, så fremkommer de amplituder for signalene C og D som kan leses ut av tabell 1.

I første kolonne i tabell 1 er der oppført tidsverdien t.

Annen kolonne inneholder koeffisientleddene 60 - 78, og tredje

kolonne de tilsvarende amplituder for signalet C. Disse amplituder

er gitt ved følgende ligning:.

Fjerde kolonne i tabell 1 inneholder koeffisientleddene

79 -■ 97, og femte kolonne de tilsvarende amplituder for signalet D. Disse amplituder AD er gitt ved følgende ligning:

De absolutte amplitudebidrag for signalene C og D er lik bidragene for ledningsevnen i millisiemens. Det skal her forutsettes at de på fig. 1 angitte addisjonsenheter 16 og 17 har positive og negative innganger slik at bidrag som blir inngitt via henholdsvis de positive og de negative innganger, blir henholdsvis addert og subtrahert. Koeffisientleddene som henholdsvis positive og negative amplituder er tilordnet, er forbundet med henholdsvis positive og negative innganger til addisjonsenhetene 16 resp. 17. Eksempelvis kan koeffisientleddet 60 være forbundet med en negativ inngang til addisjonstrinnet 16 og koeffisientleddet 88 være forbundet med en positiv inngang til addisjonstrinnet 17. Fig. 5 viser de til hinannen hilberttransformerte signaler C og D. I dette tilfelle refererer abscisseaksen seg til tiden t og ordinataksen seg til amplituden A for det frembragte signal. Fig. 6 viser som utførelseseksempel på oppfinnelsen en anordning til frembringelse av to til hinannen hilberttransformerte signaler under anvendelse av to digitale filtre 25 og 26. Istedenfor de på fig. 1 anordnede koeffisientledd 6 - 15 er der på fig. 6 anordnet koeffisientledd 32 - 36 som danner en første gruppe, og koeffisientledd 32b og 36b som danner en annen gruppe. Dessuten er koeffisientleddene 32 og 32b likt dimensjonert. Også koeffisientleddene 33 og 33b, 34 og 34b, 35 og 35b, 36 og 36b har parvis samme verdi.

Med hensyn til overføringskarakteristikkene for de digitale filtre 25 og 26 skal det eksempelvis antas at der ønskes overførings-karakteristikker som vist på fig. 7 og 8. Spesielt skal det med hensyn til det digitale filter 25 forutsettes en overføringskarak-teristikk ifølge frekvensen på fig. 7 og med en fase på +45° ifølge faseforløpet P3, og i forbindelse med filteret 26 forutsettes en frekvensgang ifølge fig. 7 og en'fase på -45° ifølge kurven P4.

Fra fig. 6 er det direkte innlysende at koeffisientleddene

32 - 36 sammenlignet med koeffisientleddene 32b - 36b og referert til overføringsretningen for inngangssignalet B, er tilsluttet i omvendt rekkefølge til trinnene hos skiftregistrene 4 resp. 5. Via utgangen 30 resp. 31 blir der avgitt trinnformede signaler til lav-passfiltrene henholdsvis 23 og 24, og fra disses utganger blir de til hinannen hilberttransformerte signaler E og G avgitt. Anord-ningen på fig. 6 utmerker seg ved at koeffisientleddanordningene 37 og 3 7b er like. Denne fordel er spesielt betydningsfull når koeffisientleddanordningene fremstilles ved integrert kretsteknikk. Når der ikke anvendes fem men nitten koef f isientledd 100 - 11,8 istedenfor koeffisientleddene 32 - 36 og videre nitten koeffisientledd 119 - 137 istedenfor koeffisientleddene 32b - 36b, fås de amplituder for signalene E og G som kan utledes :av tabell 2.

I tabell 2 er igjen tidsintervallene t angitt i den f.ørste kolonne. Annen kolonne inneholder koeffisientleddene 100 - 118, og tredje kolonne inneholder de tilsvarende amplituder for signalet E. Neste kolonne inneholder koeffisientleddene 119 — 137, og den følgende kolonne inneholder de tilsvarende amplituder for signalet G. De absolutte amplitudebidrag er lik bidragene for ledningsevnen

i millisiemens. Tabell 2 viser at koeffisientleddene 100 - 118 ett for ett er Ilk koeffisientleddene 137 - 119.

Betegner man ledningsevnen for koef f isientleddene 5,0 - :97 og 100 - 118 med L60 - L97 og L100 - Li IB, så lar ledningsevnen LlOO for koef f isientleddet 10.0 seg beregne etter følgende ligning:

V"7

På lignende måte blir ledningsevnen L101 = (L61 + L80) —

;D.e følgende ledningsevner L102 - Li 18 lar seg bestemme på analog måte..

;Fig. '9 yi-ser .signalene E ,og <G.. I abscisseretning er inntegnet tidsenheter .t og i or.dinatre.tning \amplitudeenheter A. ,Som fig. 9 viser., er signalene E og i.G anordnet speil symmetrisk .pm .aksen t = '0..

Fig.. 10 viser et ytterligere >utfø>r.elseseksempel;, :hyor ..der bare er benyttet et enkelt skif tregiste-r 4 istedenfor de sto skiftregistre 4 og 5 ifølge fig..6.

Anordningene ifølge fig. 6 og 1.0 kan få tilført digitale inn-gangssignaler B som har to eller også flere amplitudetrinn. Dersom inngangssignalet B bare antar to amplitudetrinn, så kan der som skiftregistre 4 og 5 være anordnet :binær,e skiftregistre frvis enkelte trinn 4a - 4e, 5a - 5e 'hvert kan anta tp stabile :tilstander.

Dersom inngangssignalet B imidlertid antar flere enn to amplitudetrinn, så ville det prinsipielt være tenkelig å konstruere skiftregistrene 4, 5 slik at deres trinn kunne anta like mange stabile tilstander som inngangssignalet B antar amplitudetrinn. I så fall ville de enkelte trinn hos skiftregistrene 4 og 5 ha like mange utganger som der fantes amplitudetrinn, og disse utganger ville via hvert sitt koeffisientledd være tilsluttet addisjonstrinnene henholdsvis 16 og 17.

Fig. 11 viser et ytterligere utførelseseksempel hvor der forutsettes et inngangssignal B som kan anta fire amplitudetrinn. Dette inngangssignal B blir tilført et delingstrinn 39, som avleder tilsvarende binærsignaler M og N fra signalet B. Dersom et flertrinnet inngangssignal B blir representert ved flere binærsignaler, er et slikt deletrinn 39 overflødig.

Binærsignalet M tilføres koblingsanordningen 40, som allerede er beskrevet i forbindelse med fig. 10. Via utgangene 38 og 39 blir der avgitt trinnformede signaler. På lignende måte blir binærsignalet N tilført koblingsanordningen 41, som er oppbygget på samme måte som koblingsanordningen 40. Koblingsanordningen 41 kan even-tuelt være helt lik koblingsanordningen 40. Denne koblingsanordning 41 består av koeffisientleddene 42 - 46, 42b - 46b, videre av skiftregisteret 47, taktgivere 22b og de to addisjonstrinn 48 og 49. Via utgangene 50 og 51 blir trinnforméde signaler avgitt.

Utgangene 38 og 50 resp. 39 og 51 er via ytterligere koeffisientledd 32, 53 resp. 54, 55 tilsluttet addisjonstrinn 56 resp. 57, via hvis utganger der blir avgitt trinnformede signaler til lavpass-filtrene henholdsvis 23 og 24. Via utgangene henholdsvis 32 og 33 fra disse lavpassfiltre henholdsvis 23 og 24 blir der avgitt til hinannen hilberttransformerte signaler svarende til inngangssignalet B.

Claims (5)

1. - Anordning til frembringelse av to til hinannen Hilberttransformerte signaler under anvendelse av henholdsvis et- første; og.et annet digitalt filter med hver sin-henholdsvis'første'og- annen" gruppe av koef f isientledd som er: tilsluttet en sériekombinas jjbn- av forsinkelsesledd, samtidig som et digitalt- inngangssignal.tilføres det første f orsinkelsesledd, k a-; r a-k- teri s-e r' f v e- d at der er anordnet en første koef f isientleddanordning' (37) med^-koef f ir' sientledd- (32. - 36) fra første gruppe og en lignende, annen koeffi-sient leddanordning (37b) med" koef f isientledd (32b- - 36b) fira annen gruppe, at koeffisientleddene fra-henholdsvis første gruppe- (32- - 36) og- annen gruppe (32b -36b) er dimensjonert på basis av en fase på henholdsvis- +45° og -45°', og at koef f isientleddene fra henholdsvis f ørste" gruppe (3'2 - 36) og annen-gruppe (32b - 36b)- når det gjelder overføringsretriingen av inngangssignalet (B) - er tilsluttet forsinkelsesleddene (4a, 4b, 4c,. 4d, 4e) i henholdsvis ordnet og omvendt rekkefølge.

2. Anordning som angitt i krav 1,karakterisert ved at koeffisientleddene fra den første gruppe (32 - 36) etter tur er tilsluttet forsinkelsesleddene (4a, 4b, 4c, 4d, 4e) hos sériekombinas jonen (4) og koeffisientleddene av den annen gruppe (32b -36b) i omvendt rekkefølge er tilsluttet forsinkelsesleddene (5a, 5b, 5c, 5d, 5e) hos en ytterligere sériekombinasjon (5) (fig. 6) .

3. Anordning som angitt i krav 3,karakterisert ved at inngangssignalet (A) oppviser flere enn to amplitudetrinn som er representert ved binærsignaler (M, N), at der for hvert binærsignal (M, N) er anordnet to digitale filtre (2b, 3c) , og at utgangene (30, 31, 50, 51) fra de digitale filtre er tilsluttet addisjonstrinn (56, 57) via ytterligere koeffisientledd (52 - 55).

4. Anordning som angitt i krav 1,karakterisert ved at der som forsinkelsesledd tjener trinn (4a, 4b, 4c, 4d, 4e) i et skiftregister (4).

5. Anordning som angitt i krav 4,karakterisert ved at trinnene i skiftregisteret for hvert amplitudetrinn hos det digitale inngangssignal (B) oppviser hver sin stabile tilstand og hver sin utgang, og at hvert av koeffisientleddene er tilsluttet en og en av utgangene.