DE2434259C3 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine digitale Filteranordnung zur Verarbeitung eines analogen Signals mit einem Schieberegister aus einer Anzahl Stufen mit Anzapfungen, die über Wägungsanordnungen an einen Rückkopplungskreis angeschlossen sind, b5 der über eine Zusammenfügungsanordnung an den Eingang des genannten Schieberegisters angeschlossen ist, wobei zwischen die Zusammenfügungsanordnung und den Eingang des Schieberegisters eine Deltamodulationsanordnung aufgenommen ist und ein zu der • Deltamodulationsanordnung gehörender Rückkopplungskreis einen Teil des Filters bildet und die Deltamodulationsanordnung und das Schieberegister von einem gemeinsamen Taktimpulsgenerator gesteuert werden und an das Schieberegister weiter ein Ausgangskreis angeschlossen ist, der ebenso wie der Rückkopplungskreis des Filters mit einer Demodulationsanordnung versehen ist

Die analogen Querfilter sind bekannt und z. B. 1940 durch H.E. K all man im Artikel »Transversal Filters« erschienen im Juliheft 1940 der Zeitschrift »Proceedings IRE« beschrieben worden.

Es ist bekannt, daß eine der Herstellungsschwierigkeiten dieser analogen Filter in der sehr schwierigen Einstellung der analogen Verzögerungsleitungen besteht. Es ist verständlich, daß es viel leichter ist, eine Verzögerung von binären Signalen unter Verwendung eines Schieberegisters mit Anschlüssen zu verwirklichen, aber dies macht eine Kodierung des analogen Signals vor dem die Verzögerung herbeiführenden Schieberegister notwendig mit einer Dekodierung an jeder Stelle des Schieberegisters, an der ein verzögertes Signal erhalten werden soll. Derartige Filter, deren Eingangssignal in ein Deltamodulationssignal umgewandelt wird, s^:nd beispielsweise in der französischen Patentschrift 15 20 800 beschrieben worden, aber es läßt sich bemerken, daß in dem in dieser Patentschrift beschriebenen Filter wie auch in den Filtern vom selben Typ, die durch G. B. L ο c k h a r t in einem Artikel mit dem Titel »Digital Encoding and Filtering using Delta Modulation«, erschienen in »the Radio Electronic Engineer« Heft 42, Nr. 12, Dezember 1972 beschrieben wurden, die Deltamodulationsanordnung, die dazu verwendet wird, die analogen Signale zu quantifizieren, notwendigerweise eine Deltamodulationsanordnung mit konstantem Schritt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, die Anwendungsmöglichkeiten dieser Filter, die mit Deltamodulationsanordnungen versehen sind, zu vergrößern.

Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, daß der zur Deltamodulalionsanordnung gehörende Rückkopplungskreis und jede der Wägungsanordnungen sowie der Ausgangskreis mit einer Dynamik-Expansionsanordnung versehen ist, die von den Ausgangsimpulsen der Deltamodulationsanordnung gesteuert wird und ein von diesen Ausgangsimpulsen abhängiges Ausgangssignal liefert.

Die Verwendung einer Kodieranordnung mit numerischer Kompression, wie diese in der französischen Patentschrift 20 04 446 beschrieben worden ist, ermöglicht es, analoge Signale in einer größeren Dynamik zu kodieren unter Beibehaltung eines quasi konstanten Signal-Rauschverhältnisses. Eine Deltakodieranordnung mit konstantem Schritt, also ohne Kompression, ermöglicht nur eine einwandfreie Kodierung einer kleinen Signaldynamik. Dies würde einen wesentlichen Nachteil zur Verwirklichung von Rekursivfiltern bedeuten, in denen man dem zu kodierenden Eingangssignal eine Gewichtung von in der Zeit verschobenen Signalen überlagert: es kann ja passieren, insbesondere wenn das hergestellte Filter ein in der Frequenz sehr selektives Filter ist, daß diese Gewichtung von in der Zeit verschobenen Signalen einen höheren Pegel hat als das zu filternde Signal, wenn dieses Signal Frequenzen aufweist, die nahe bei der Resonanzlrequenz des Filters liegen. Es ist also verständlich, daß es in Rekursivfiltern

mit Deltakodierungsanordnung mit konstantem Schritt schwierig ist, die Größe des Kodierschrittes für eine optimale Kodierung einzustellen, weil man, um das zu erreichen, vorher den Frequenzinhalt des zu filternden Signais kennen muß.

Auf dieselbe Weise ermöglicht die Verwendung einer Deltakodierungsanordnung mit Kompression in einem Querfilter auf sehr einfache Weise die Änderung der Abstimmfrequenzen des Filters zu verwirklichen, indem die Frequenz F eines Taktimpulsgenerators geändert wird, die gleichzeitig die Abtastung der Deitakodieranordnung mit Kompression und das Fortschalten des Schieberegisters steuert Es ist ebenfalls bekannt, daß in einer Kodieranordnung mit Kompression das Signalrauschverhältnis unabhängig äst vom Signalpegel und

von dem Verhältnis-j, wobei /-"die Abtastfrequenz der Deltakodieranordnung und /"die Frequenz des zu kodierenden Signals ist. Da die Abstimmfrequenz des Querfilters dem Wert Fproportional und gleich der Schiebefrequenz des Schieberegisters ist, läßt es sich leicht folgern, beispielsweise im Falle eines rekursiven Querfilters mit zwei Stufen, das eine einzige Abstimmfrequenz gibt, daß dadurch, daß F von Fi bis F₂ geht, die Abstimmfrequenz des Filters sich von /i und /2 ändert, und zwar derart, daß , ,

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Andererseits, wenn man eine Deltakodieranordnung mit konstantem Schritt verwendet hätte, würde das obenstehende Resultat nicht erhalten, es sei denn, wenn jo sich gleichzeitig die Größe des Schrittes und der Taktfrequenz geändert hätte, jedenfalls würde das Signal-Rauschverhältnis der Ausgangssignale eines derartigen Filters weitgehend vom Pegel der Eingangssignale abhängig sein. j^r>

Außerdem läßt sich sagen, daß der Gebrauch einer Deltakodieranordnung mit Kompression in dem Querfilter es ermöglicht, auf sehr einfache Weise in die Filterkurve interessante nicht lineare Erscheinungen einzufügen, und zwar auf einfache Weise dadurch, daß die verzögerten Deltasignale auf den jeweiligen Stufen des Registers mittels Expansionsdekodieranordnungen mit einer Expansionskennlinie dekodiert werden, die von der der Ortsdeltadekodieranordnung in der Deltakodieranordnung mit Kompression verschieden ist. 4^r,

Wenn beispielsweise ein nicht rekursives Filter verwirklicht wird, in dem die Deltadekodieranordnungen anders als die Ortsdekodieranordnung, Dekodieranordnungen mi; konstantem Schritt sind, wird das Äquivalent eines linearen Filters erhalten, dem eine Schaltung vorangeht mit Dynamikkompression, die fast perfekt ist. Wenn das Eingangssignal des Filters ansteigt, wird der Schritt der Deltakodieranordnung größer, so daß ein fast konstantes Verhältnis zwischen dem Signalpegel und dem Schritt der Kodieranordnung v> vorhanden bleibt. Andererseits ist die Gewichtung der durch das Schieberegister verzögerten Deltasignale eine Gewichtung von Signalen mit fast konstanter Amplitude, weil sie mit einem konstanten Deltaschritt dekodiert sind. Derartige Filter können sehr interessant bo sein, beispielsweise für ModPT.s ;■_>· Datenübertragung, in denen die absolute Amplitude der empfangenen Signale nicht interessant ist, sondern insbesondere die relative Verteilung der Energie in den unterschiedlichen Frequenzbändern.

Drei Ausführungsformen der Erfindung beziehen sich auf sehr einfache Strukturen des Filters nach der Erfindung die aus der Verwendung der Deltadekodieranordnungen hervorgehen, vom Typ mit Stromgeneratoren, wie diese in den französischen Patentschriften 21 26 131 und 21 98 686 beschrieben worden sind.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnußgen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 die bekannte Struktur eines analogen Querfilters,

Fig.2 die Struktur eines Querfiliors nach der Erfindung unter Verwendung von Deltadekodieranordnungen mit Expansion, von der ein Ausführungsbeispiel in F i g. 3 dargestellt ist,

F i g. 4 eine einfache Abwandlung des erfindungsgemäßen Filters,

Fig.5 ein bestimmtes Beispiel des Filters nach der Erfindung mit einer rekursiven Struktur und mit einem negativen Dämpfungskoeffizienten der Abstimmfrequenz,

F i g. 6 eine andere einfache Abwandlung des erfindungsgemäßen Filters,

F i g. 7 eine weitere einfache Abwandlung des erfindungsgemäßen Filters.

Fig. 1 zeigt ein analoges Querfilter. Die Verzögerungsleitung 3 enthält eine gewisse Anzahl Elementarzellen 3i. ..3m die je eine Verzögerung τ geben. Die von jeder dieser Zellen herrührenden Signale werden in zwei Addierverstärkern 2 und 1 addiert, und zwar nach Gewichtung durch die Koeffizienten ao,a\ ... a\tund b\, bi... bN,d.h. Multiplikation durch die Multiplizierer 5o bis 5m und 4i bis 4m Die Ausgangsklemme des Addierverstärkers 2 ist die Ausgangsklemme des Filters, wobei das zu filternde analoge Signal einem Eingang der Addieranordung 1 zugeführt wird. Die Figur zeigt den Fall, in dem N> M ist. aber der Fachmann wird verstehen, daß es nichts ausmacht, wenn M> Nist. Es ist zu bemerken, daß die Koeffizienten ao, a\... a^und b\. bi ... bn auch negativ oder einzelne davon auch Null sein können, und zwar entsprechend den Kennlinien des zu verwirklichenden Filters.

F i g. 2 zeigt als Vergleich die Verwirklichung des Querfilters nach der Erfindung. Entsprechende Elemente in den F i g. 1 und 2 sind mit denselben Bezugszeichen angegeben. Die Anordnung enthält ein Schieberegister 3 mit A/Zellen 3i bis 3m mit je PStufen, deren Inhalt mit

der Frequenz F= — verzögert werden kann, welche

Frequenz die der vom Taktimpulsgenerator 10 gelieferten Impulse ist. Eine binäre Information bleibt r Sekunden in jeder der N Zellen des Registers. Mit dem Ausgang jeder der Stufen des Registers sind Expansionsdeltadekodieranordnungen 81 bis 8m und 9o bis 9m verbunden. Diese Expansionsdeltadekodieranordnungen entsprechen denjenigen, die in der französischen Patentschrift 20 04 446 beschrieben worden sind, und sind in Fig.3 dargestellt.

Die Ausgänge der Expansionsdeltadekodieranordnungen 81 bis 8m und 9o bis 9m sind mit den Eingangsklemmen von Addierverstärkern * und 2 verbunden, wobei der Ausgang des Verstärkers 2 die Ausgangsklemme des Filters und ein Eingang des Verstärkers 1 die Eingangsklemme des Filters bildet.

Die Vergleichsanordnung bzw. der Differenzerzeuger 6 zusammen mit der Triggerschaltung 7, die vom Taktinipulsgenerator 10 gesteuert wird, und die örtliche Expansionsdekodieranordnung 80 bilden eine Kompressionsdeltakodieranordnung, wie diese beispielsweise in der französischen Patentschrift 20 04 446 beschrieben worden ist.

Fig.3 zeigt eine örtliche Expansionsdekodieranordnung nach dieser Patentschrift. Die Schaltung 12 ist ein deltakodierter Impulsreihenanalysator und liefert Kompressionsimpulse.

Wenn beispielsweise der deltabinäre Rhythmus, der am Eingang X (oder X) erscheint, 4 Impulse mit demselben Vorzeichen enthält, liefert die Schaltung 12 einen in der Dauer und in der Amplitude geeichten Impuls, der vom integrierenden Netzwerk 10 integriert wird, welches Netzwerk durch die Kapazität 14 und den Widerstand 15 gebildet ist.

Die sich langsam ändernde Spannung am Ausgang des integrierenden Netzwerkes 13 wird durch die Modulatoren 16 und 17 moduliert, d. h. gerichtet entsprechend der Polarität des binären Signals X, und dem Differenzerzeuger 18 zugeführt, der vorzugsweise ein Strominjektor ist vom Typ, wie dieser in den französischen Patentanmeldungen 72 06 720 oder 72 31 270 beschrieben worden ist. Wenn beispielsweise X — 1 ist, kommt aus dem Injektor 18 ein der am Ausgang des integrierenden Netzwerkes 13 verfügbaren Spannung proportionaler Strom, und zwar in Richtung des integrierenden Netzwerkes 19; wenn dagegen X = 0 ist, fließt ein Strom mit demselben Wert in den Injektor 18. Der veränderliche Widerstand 15 ermöglicht es auf sehr einfache Weise, die vom Injektor 18 gelieferten Ströme zu regeln für ein gleiches binäres Deltasignal X. Die Dekodieranordnungen aus Fig.2 entsprechen denen aus Fig.3 und enthalten dieselben Bauelemente. Der Einfachheit halber sind in F i g. 2 nur diejenigen Elemente der Dekodieranordnung 8, mit einem Bezugszeichen versehen, die auch in Fig.3 verwendet worden sind. Aus dem Vorhergehenden dürfte es einleuchten, daß die Expansionsdeltadekodieranordnungen 8i bis S_n und 9₀ bis 9m außer der Deltakodieranordnung auch die Multiplikatoren 4| bis 4_N und 5o bis 5m aus F i g. 1 bilden. Außerdem spielen die Tandemverbindung der Kompressionsdeltakodieranordnung (bestehend aus der Ortsdekodieranordnung 8o, der Vergleichsanordnung 6 und der Kontaktimpulsgenerator 10 gesteuerten Triggerschaltung 7), des Schieberegisters 3 und der Deltakodieranordnungen eine Rolle, die sich mit der einer analogen Verzögerungsanordnung vergleichen läßt, die aus N Elementarzellen besteht, die eine elementare Verzögerung aufweisen entsprechend ρ Taktimpulsen. Die Multiplikatoren 4i bis 4n und 5₀ bis 5m aus F i g. 1 sind durch die regelbaren Widerstände von jeder der Expansionsdeltadekodieranordnungen 8i bis 8n und 9o bis 9m ersetzt worden.

Es ist leicht, das Äquivalent des Koeffizienten b\ bis bu und 3o bis Sm zu verwirklichen. Dazu ist es_ nur notwendig, in F i g. 3 die Anschlüsse X und X der Deltadekodieranordnungen umzutauschen.

Andererseits ist es ersichtlich, daß bei Änderung der Frequenz des Taktimpulsgenerators 10 alles erfolgt wie bei einem analogen Querfilter, von dem die Elementarverzögerung geändert wird, die durch jede Zelle der Verzögerungsleitung herbeigeführt wird.

Aus F i g. 2 ist ersichtlich, daß die Deltadekodieranordnung 8] bis 8jvund 9o bis 9m alle einen Ausgangsintegrator 19 haben, die je von einem Strominjektor 18 gespeist werden. Da diese integrierenden Netzwerke einander entsprechen, ist es möglich, sie durch ein einziges für 8i bis Sri und ein einziges für 9₀ bis 9_M zu ersetzen.

Dies wird in Fig. 4 dargestellt, wo sie bereits bei F i g. 2 bezeichneten Elemente mit denselben Bezugszeichen angegeben sind. Die Addierverstärker 1 und 2 aus F i g. 2 sind fortgelassen, wobei die Addition unmittelbar auf dem Pegel der injizierten Ströme durch die Schaltungen 8Ί bis 8'/vund 9Ό bis9'_M nach Fi g. 4 erfolgt, von welchen Schaltungen die integrierenden Netzwerke fortgelassen sind und die je eine Kaskadenschaltung aus einem Impulsreihenanalysator 12, einem Integrator 13, die Amplitudenmodulatoren 16 und 17 und den Strominjektor 18 enthalten.

ίο Die Addition der Ströme erfolgt unmittelbar im integrierenden Netzwerk 20 und im integrierenden Netzwerk 21. Es ist sogar möglich, dieselbe Maßnahme für die Ortsdekodieranordnung 8o aus F i g. 2 anzuwenden. Das integrierende Netzwerk dieser Ortsdekodierungsanordnung 8n kann fortgelassen werden, wobei der Ausgang der Strominjektorschaltung 8Ό unmittelbar an die Eingangsklemme des integrierenden Netzwerkes 20 gelegt wird.

Außer einer großen Einsparung ermöglicht es die Anordnung nach F i g. 4, eine größere Genauigkeit bei Querfiltern zu verwirklichen. In Fig.2 hätte eine ungleichmäßige Drift der integrierenden Netzwerke 19 der Dekodieranordnungen 8i bis 8n und 9o bis 9m die Durchgangsfunktion des Filters variieren lassen können.

In der Anordnung nach Fi g. 4 beeinflußt eine Drift der integrierenden Netzwerke 20 und 21 die Koeffizienten auf dieselbe Weise, was nur zu einer etwaigen konstanten Änderung im ganzen Frequenzband führt.

Es wurde bereits erwähnt, daß es interessant sein

jo könnte, daß die Deltadekodieranordnungen 8i bis 8n und 9o bis 9m aus F i g. 2 nicht eine Expansionskennlinie aufweisen, die der der Ortsdeltadekodieranordnung 8o entspricht.

Fig. 5 zeigt ein rekursives Filter zweiter Ordnung nach der Erfindung, bei dem diese Eigenschaft ausgenutzt worden ist. Die Koeffizienten dieses Filters sind derart gewählt worden, daß das Filter unstabil ist, d. h., daß es als Oszillator wirksam ist.

Fig. 5 zeigt einen Spezialfall von Fig.4, wobei die Dekodieranordnungen 9Ό bis 9'm fortgelassen sind und wobei die Dekodieranordnungen 8Ί bis S'_N nicht dieselbe Expansionskennlinie haben wie die Dekodieranordnung 8'o.

Das Schieberegister enthält zwei Stufen 3i und 32. Die Dekodieranordnungen 8Ί und 8*2 sind Dekodieranordnungen mit konstantem Schritt: der Einfachheit halber sind sie durch zwei Widerstände mit hohem Wert dargestellt, die einen Strom additiv oder subtraktiv injizieren, entsprechend dem binären Dcltasignal im integrierenden Netzwerk 20.

Wenn die Dekodieranordnungen 8Ί und 8'2 den Expansionsdekodieranordnungen der Urtsdekodieranordnung 8Ό entsprechen wurden, würde das Filter linear und unstabil sein, was bedeutet, daß eine Schwingung mit einer nicht kontrollierbaren Amplitude notwendigerweise auftreten würde. Durch die Tatsache, daß 8Ί und 8% Dekodieranordnungen mit konstantem Schritt sind, wird eine Amplitudenregelung des dem zweiten Eingang des Differenzverstärkers 6 zugeführten Si-

bo gnals erhalten: beispielsweise wenn das kodierte Deltasignal, das am Ausgang der Triggerschaltung 7 erhallen wird, einem schwachen Signal entspricht, d h_ wenn der durch die örtliche Dekodieranordnung 8Ό erhaltene Schritt gering ist. geben die Dekodieranordnungen 8Ί

b5 und 8'2 mit konstantem Schritt dekodierte Signale ab. die größer sind als diejenigen, die mit Expansionsdekodieranordnungen erhalten werden würden. Dies führt dazu, daß das von der Deltakodicrannrdnune kodierte

Signal ansteigt. Wenn dagegen das von der Deltakodieranordnung kodierte Signal sehr groß ist, geben die Dekodieranordnungen mit konstantem Schritt 8Ί und 8'2 kleinere Signale als die, die mit Expansionsdekodieranordnungen erhalten werden würden, und das deltakodierte Signal wird abnehmen.

Es gibt also eine Schwingung mit stabiler Amplitude. Es könnte genauer dargelegt werden, daß die Amplitude der Schwingung derart ist, daß der von der örtlichen Dekodieranordnung 8Ό gelieferte Deltasschritt dem ι ο konstanten Schritt, der von der Dekodieranordnung geliefert wird, die durch den Widerstand 8^;2 gebildet wird, entspricht. Andererseits spricht nichts dagegen, den von der Dekodieranordnung 8Ί gegebenen Schritt Null zu machen; das bedeutet, den Widerstand 8Ί fortzulassen. In diesem Fa!! läßt es sich darlegen, daß die

15

Frequenz der Schwingung /Ό

= -τ—, wobei
4p

F die

T₀, Tj,

TjJwobeiT' =V τ;

ist 1 aufteilen, so daß die

D-u T-O rl t2

Beziehungen—-,____..,

TU TV tO

r_N_

TO

den absoluten

Werten der Gewichtskoeffizienlen des Filters b₀ (= 1), b_u I)₂ ... b_N entsprechen.

Auf dieselbe Weise können alle Schaltungen 9"o bis 9"m durch eine einzige Schaltung 9"₀ ersetzt werden, die auf zyklische Weise mit den logischen Ausgängen der Stufen 3] bis 3m verbunden sind, und zwar während der Zeiten

το, τ[, ...

wobei

Af

-V

': ist")

Frequenz der Taktimpulse ist und ρ die Anzahl binäre Stufen pro Verzögerungszelle wie 3| und 32.

Es ist ebenfalls möglich, das erfindungsgemäße Filter dadurch zu vereinfachen, daß für alle Expansionsdekodieranordnungen dieselbe Impulsreihenanalysatorschaltung 12 verwendet wird, die die ICompressionsimpulse liefert. Diese Vereinfachung ist möglich, wenn das zu filternde analoge Signal Anteile mit einer gegenüber der Frequenz des Kompressionssignals sehr hohen Frequenz enthält.

Fig. 6 zeigt diese Maßnahme angewandt bei dem § Filter nach Fig.4, wobe-i entsprechende Elemente in

diesen zwei Figuren dieselben Bezugszeichen haben. Der Impulsreihenanalysator 30, der mit dem Ausgang der Triggerschaltung 7 der Kodieranordnung verbunden ist, liefert dieselbenKompressionsimpulse zu den Schaltungen 8"o bis 8"λ/ und 9"₀ bis 9"m, die je eine Kaskadenschaltung aus dem integrierenden Netzwerk 13, den Amplitudenmodulatoren 16 und 17 und dem Strominjektor 18 enthalten. Der Ausgang der Schaltungen 8"o bis 8"λτ ist mit dem Integrator 20, und der Ausgang der Schaltungen 9"o bis 9"μ mit dem Integrator 21 verbunden.

Es ist ebenfalls möglich, das erfindungsgemäße Filter zu vereinfachen, und zwar durch Anwendung der Zeitmultiplextechnik für die Schaltungen 8"o bis 8"ν und 9"o bis 9"μ aus F i g. 6. Statt, wie in F i g. 6, N + \ Schallungen 8"o bis 8"*. die je ständig während der Dauer τ' = — eines Taktimpulses einer Taktzeit einen

positiven oder negativen Strom proportional zum Vergleichssignal injizieren das von der Schaltungsan-Ordnung 30 geliefert wird, deren Amplitude einzeln durch jede Schaltung 8"o bis 8" ν geregelt werden kann entsprechend den Werten der Gewichtungskoeffizienten des zu verwirklichenden Filters, ist es möglich, nur die Schaltung 8"o zu verwenden, wenn diese Schaltung auf zyklische Weise während der Taktzeit r' mit Hilfe von bekannten logischen Mitteln mit den jeweiligen Anschlüssen des Schieberegisters verbunden wird, das durch N Stufen 3i bis 3n gebildet wird. Die Gewichtungskoeffizienten des zu verwirklichenden Filters sind in diesem Fall dadurch erhalten worden, daß während einer mehr oder weniger langen Zeit die Schaltung 8"o mit jeder der Stufen des Registers verbunden wird.
Genauer kann man die Taktperiode τ' in N + 1 Teil proportional zu den Gewichtungskoeffizienten ao, a,... ajifdes zu verwirklichenden Querfilters.

F i g. 7 zeigt eine sehr einfache Ausführungsform eines Falters mit einer einzigen Verzögerungsstufe (N = 1) entsprechend der Anordnung, die obenstehend beschrieben worden ist.

Die zwei logischen Eingänge der Strominjektorschaltung 8"o sind unmittelbar für den einen und mittels einer logischen Umkehrstufe 40 für den anderen mit dem Ausgang der logischen Schaltung 41 mit drei Eingängen verbunden. Die Wirkungsweise der Schaltung 41, die an sich bekannt ist, ist die folgende: wenn beispielsweise das logische Signal an einem der Eingänge 42, die als Steuereingänge bezeichnet werden, der Schaltung 41 eine 1 ist, findet man am Ausgang der Schaltung 41 das logische Signal, das an 43, genauer gesagt, an den anderen beiden Eingängen der Schaltung 41 vorhanden ist; umgekehrt, wenn das am Steuereingang 42 vorhandene logische Signal eine 0 ist, wird das logische Ausgangssignal 41 dasjenige Signal sein, das am anderen Eingang 44 der Schaltung 41 vorhanden ist.

Der Taktimpulsgenerator 10 nach Fig.6 ist durch einen Taktimpulsgenerator 45 ersetzt worden, der

außer den Impulsen mit der Periode τ' = — ein zurücklaufendes logisches Signal mit der Periode v' und mit dem zyklischen Verhältnis -jvliefert. Ein solcher

Taktimpulsgenerator kann auf bekannte Weise aufgebaut sein, und sein Ausgang, der das logische Signai mit

dem zyklischen Verhältnis 7·, liefert, ist mit der Steuerklemme 42 der Verteilungsschaltung 41 verbunden.

Ebenso wie während der Zeit δ der Periode τ' wird die Schaltung 8"o durch die logischen Eingänge mit dem Ausgang der Schaltung 7 verbunden sein und während der Zeil τ'—δ der Periode τ' mit dem logischen Ausgang der Verzögerungsstufe 3|.

Es ist so, als wäre ein rekursives Querfilter verwirklicht worden, für das der Koeffizient

gilt. Die Übertragungsfunktion eines derartigen Filters ist bekannt und entspricht der Gleichung

1 +

t' - ή

wobei τ = pn' ist, ρ die Anzahl binären Stufen der Verzögerungszelle 3i ist

Der Modul der Übertragungsfunktion schreibt sich
wie folgt:

H(,„) =

+ 4

τ' - ή

— COS οι τ

In der Nähe der Frequenz ωό, wie ωοτ =■?-. verhält

sich das Filter wie eine abgestimmte Schaltung mit einem Überspannungskoeffizienten

P = - -

2 2Λ - τ'

es ist also ersichtlich, daß, wenn das zyklische Verhältnis —τ in der Nähe -γ liegt, die Überspannung des

Filters sehr hoch sein kann.

Das obenstehende Beispiel zeigt deutlich einen der wesentlichen Vorteile dieser Abwandlung der Erfindung. Welche die Fehler auch sein mögen, die für den

Strominjektor 8"o unvermeidbar sind, die Filterkennlinien des erfindungsgemäßen Filters sind im Falle dieser Abwandlung der Erfindung nur von der Stabilität der logischen Signale, die vom Taktimpulsgenerator 45 geliefert werden, abhängig, deren Stabilität, wie für den Fachmann bekannt, auf sehr einfache Weise erhalten werden kann.

Der Einfachheit halber zeigt F i g. 7 ein erfindungsgemäßes Filter ohne einen nicht rekursiven Teil. Das Ausgangssignal eines derartigen Filters kann das binäre Deltasignal sein, das am Ausgang der Kodieiranordnung 7 erhalten wird. Auf diese Weise verwendet, verhält sich ein Filter entsprechend F i g. 7 entsprechend einer analogen Filterung mit nachfolgender Deltakodierung, wobei der Aufwand nur wenig höher ist als der einer einfachen Deltakodierung, die alle Mittel der F i g. 7 mit Ausnahme des Schieberegisters 3i und der sehr einfachen logischen Schaltungen 40 und 41 benötigen würde.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Digitale Filteranordnung zur Verarbeitung eines analogen Signals mit einem Schieberegister aus einer Anzahl Stufen mit Anzapfungen, die über Wägungsanordnungen an einen Rückkopplungs-Icreis angeschlossen sind, der über eine Zusammenfügungsanordnung an den Eingang des genannten Schieberegisters angeschlossen ist, wobei zwischen ι ο die Zusammenfügungsanordnung und den Eingang des Schieberegisters eine Deltamodulationsanordnung aufgenommen ist und ein zu der Deltamodulationsanordnung gehörender Rückkopplungskreis einen Teil des* Filters bildet und die Deltamodulationsanordnung und das Schieberegister von einem gemeinsamen Taktimpulsgenerator gesteuert werden und an das Schieberegister v. eher ein Ausgangskreis angeschlossen 1st, der ebenso wie der Rückkopplungskreis des Filters mit einer Demodulationsanordnung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Deltamodulat.ionsanordnung gehörende Rückkopplungskreis und jede der Wägungsanordnungen sowie der Ausgangskreis mit einer Dynamik-Expansionsanordnung versehen ist, die von den Ausgangsimpulsen der Deltamodulationsanordnung gesteuert wird und ein von diesen Ausgangsimpulsen abhängiges Ausgangssignal liefert.

2. Digitale Filteranordnung nach Anspruch 1, so dadurch gekennzeichnet, daß von mindestens einer der Expansionsanordnungen die Expansionskennlinie von der Expansionskennline der zur Deltamodulationsanordnung gehörenden Expansionsanordnung abweicht.

3. Digitale Filteranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Expansionsanordnungen einen Integrator enthält, dessen Zeitkonstante einstellbar ist, von welchen Integratoren die Ausgänge mit dem Ausgang der genannten Dekodieranordnung gekoppelt sind, welchen Integratoren Impulse ■».ugeführt werden, die von einem lmpulsgruppenanalysator erzeugt werden, der jeweils Impulsgruppen, die aus einer gegebenen Anzahl von nacheinander von der Deltamodulationsanordnung gelieferten Impulsen bestehen, analysiert und beim Auftritt vorherbestimmter Impulsgruppen dem Integrator die genannten Impulse zuführt.

4. Digitale Filteranordnung nach Anspruch 3, ή> dadurch gekennzeichnet, daß der lmpulsgruppenanalysator mit seinem Eingang an den Ausgang der Deltamodulationsanordnung angeschlossen ist und die Ausgangsimpulse dieses Analysators jedem der Integratoren in den Expansionsanordnungen zügeführt werden.