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DE1272464B - Filter with amplitude, frequency and phase changeable transmission path and its use as a delay line - Google Patents

Filter with amplitude, frequency and phase changeable transmission path and its use as a delay line

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Publication number
DE1272464B
DE1272464B DE19661272464 DE1272464A DE1272464B DE 1272464 B DE1272464 B DE 1272464B DE 19661272464 DE19661272464 DE 19661272464 DE 1272464 A DE1272464 A DE 1272464A DE 1272464 B DE1272464 B DE 1272464B
Authority
DE
Germany
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frequency
filter
signal
control signal
delay
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19661272464
Other languages
German (de)
Inventor
Winslow Rodeck Remley
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/01Frequency selective two-port networks
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H11/00Networks using active elements
    • H03H11/02Multiple-port networks
    • H03H11/26Time-delay networks

Landscapes

  • Transmitters (AREA)
  • Networks Using Active Elements (AREA)

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES W7WW> PATENTAMT Int. Cl.: FEDERAL REPUBLIC OF GERMANY GERMAN W7WW> PATENTAMT Int. Cl .:

H 03 h H 03 h

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Deutsche Kl.: 21g-34 German class: 21g-34

Nummer: 1272 464 Number: 1272 464

Aktenzeichen: P 12 72 464.0-35 (J 30586) File number: P 12 72 464.0-35 (J 30586)

Anmeldetag: 9. April 1966 Filing date: April 9, 1966

Auslegetag: 11. Juli 1968 Opening day: July 11, 1968

Die Erfindung betrifft ein Filter mit nach Amplitude, Frequenz und Phase veränderbarem Ubertragungsgang sowie seine Verwendung als Verzögerungsleitung mit regelbarer Verzögerung.The invention relates to a filter with a transmission path that can be changed in terms of amplitude, frequency and phase and its use as a delay line with adjustable delay.

Zum Erreichen einer Frequenzfilterung mit gewünschtem Frequenzgang ist es beispielsweise nach Meinke/Gundlach, »Taschenbuch der Hochfrequenztechnik«, 1962, S. 213 ff., bekannt, mehrere Parallel- bzw. Reihenresonanzkreise mit voneinander abweichenden Resonanzfrequenzen und Bandbreiten zusammenzuschalten. Die Berechnung solcher zusammengesetzter Filternetzwerke wird sehr leicht kompliziert und unübersichtlich, wenn der zu realisierende Ubertragungsgang kein einfaches Verhalten aufweist. Soll gar der Ubertragungsgang eines Filters während des Betriebes geändert werden, müssen die physikalischen Größen einzelner Schaltelemente abgeändert werden. Für bestimmte Zwecke der Nachrichtentechnik, beispielsweise bei der Sprachsynthese, ist ein schneller und kontinuierlicher Wechsel des Ubertragungsganges von Filtern erforderlich.To achieve frequency filtering with the desired frequency response, it is, for example, after Meinke / Gundlach, "Taschenbuch der Hochfrequenztechnik", 1962, p. 213 ff., Known, several Parallel or series resonance circuits with resonance frequencies and bandwidths that differ from one another to interconnect. The calculation of such composite filter networks becomes very easy complicated and confusing if the transmission path to be implemented does not have a simple behavior having. If the transmission path of a filter is to be changed during operation, the physical quantities of individual switching elements are changed. For certain purposes of communications engineering, in speech synthesis, for example, is a rapid and continuous change in the Transfer of filters required.

In der Technik sind bereits Netzwerke mit filternder Charakteristik bekanntgeworden, bei denen ein herauszuarbeitendes Signal mittels addierender oder subtrahierender Mischschaltungen und unter Zuhilfenahme von Verzögerungsschleifen gewonnen wird.Networks with filtering characteristics have already become known in technology, in which a signal to be worked out by means of adding or subtracting mixer circuits and under With the help of delay loops is obtained.

So gibt die USA.-Patentschrift 2 629 818 z. B. eine Schaltungsanordnung an zur Verarbeitung von Impulssignalen gegebener Impulsdauer und gegebenen Impulsabstandes, die mittels einer modulierten Trägerfrequenz übertragen werden. Empfangsseitig ist ein Oszillator mit der halben Trägerfrequenz vorgesehen. Eine erste, subtraktiv wirkende Mischstufe überlagert die empfangene modulierte Trägerfrequenz mit einer örtlich erzeugten halben Trägerfrequenz und erzeugt damit eine Zwischenfrequenz, die wiederum den Modulationsanteil des empfangenen Trägers enthält. Diese Zwischenfrequenz wird über einen rückgekoppelten Verstärker geführt, in dessen Rückkopplungsweg ein Verzögerer eingeschleift ist. Die Aufgabe der Rückkopplung ist dabei, eine ausreichende Verstärkung ohne Vorkehrung einer Vielzahl von Verstärkerstufen zu erzielen. Der Verzögerer dient zur Begrenzung der rückgekoppelten Umläufe der verarbeiteten Signale. Vom Ausgang des rückgekoppelten Verstärkers werden die gewonnenen Signale einer zweiten subtraktiv wirkenden Mischstufe zugeführt, in der sie ein zweites Mal mit der örtlich erzeugten halben Trägerfrequenz überlagert werden. Das subtraktiv erzeugte Ausgangssignal dieser zweiten Mischstufe ist somit das wiedergewonnene Modu-Filter mit nach Amplitude, Frequenz und Phase veränderbarem Übertragungsgang und seine Verwendung als Verzögerungsleitung For example, U.S. Patent 2,629,818 gives e.g. B. a circuit arrangement for processing pulse signals of a given pulse duration and given pulse spacing, which are transmitted by means of a modulated carrier frequency. An oscillator with half the carrier frequency is provided on the receiving side. A first, subtractively acting mixer stage superimposes the received modulated carrier frequency with a locally generated half carrier frequency and thus generates an intermediate frequency which in turn contains the modulation component of the received carrier. This intermediate frequency is passed through a feedback amplifier, in whose feedback path a delay is looped. The task of the feedback is to achieve sufficient amplification without the provision of a large number of amplifier stages. The delay is used to limit the feedback circulations of the processed signals. From the output of the feedback amplifier, the signals obtained are fed to a second subtractively acting mixer stage, in which they are superimposed a second time with the locally generated half the carrier frequency. The subtractively generated output signal of this second mixer stage is thus the recovered modulus filter with a transmission path that can be changed in terms of amplitude, frequency and phase and its use as a delay line

Anmelder:Applicant:

International Business Machines Corporation,International Business Machines Corporation, Armonk,N.Y.(V.St.A.)Armonk, N.Y. (V.St.A.)

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. G. Brügel, Patentanwalt,Dipl.-Ing. G. Brügel, patent attorney,

7030 Böblingen, Sindelfmger Str. 497030 Boeblingen, Sindelfmger Str. 49

Als Erfinder benannt: Winslow Rodeck Remley, Bethesda, Md. (V. St. A.)Named as inventor: Winslow Rodeck Remley, Bethesda, Md. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority: V. St. v. Amerika vom 9. April 1965 (446 840)V. St. v. America 9 April 1965 (446 840)

lationssignal des empfangenen Trägers. Der Gegenstand dieser Erfindung ist somit ein empfindlicher, selektiver Demodulator für trägerfrequent übertragene Signale. Die Frequenz des empfangsseitigen Oszillators darf dabei zumindest über längere Zeit als konstant betrachtet werden. Verändert wird diese Frequenz lediglich, wenn auf den Empfang eines anderen Senders übergegangen werden soll.lation signal of the received carrier. The object of this invention is thus a sensitive, selective demodulator for carrier-frequency transmitted signals. The frequency of the oscillator at the receiving end may be regarded as constant, at least over a longer period of time. This is changed Frequency only if you want to switch to the reception of another station.

Ein anderes Netzwerk, das ebenfalls mit zwei Mischern, einem subtrahierenden und einem addierenden, und einer Verzögerungsschleife arbeitet, ist durch den Aufsatz »Signal Processing Techniques for Surveillance Radar Sets« von Fowler, Uzzo und R u ν i η in den IRE Transactions on Military Electronics, April 1961, S. 103 bis 108, bekanntgeworden. Gemäß dieser Arbeit (Fig. 11) wird eine Trägerfrequenz/1 über einen ersten Mischer, eine Verzögerungsleitung und einen begrenzenden Verstärker einem Frequenzdiskriminator zugeführt. Gleichzeitig wird vom Ausgang des genannten Verstärkers das abgegebene Signal über einen zweiten Mischer auf den zweiten Eingang des ersten Mischers zurückgeführt. Mit dem zweiten Eingang des zweiten * Mischers ist der Ausgang eines Oszillators mit der festen Frequenz/1 verbunden. Das Ausgangssignal des ersten Mischers habe die Frequenz/2 = /3 — /1, wobei /3 die Ausgangsfrequenz des zweiten Mischers ist. /3 ergibt sich im zweiten Mischer als SummeAnother network that also works with two mixers, one subtracting and one adding, and a delay loop is described in the article "Signal Processing Techniques for Surveillance Radar Sets" by Fowler, Uzzo and R u ν i η in the IRE Transactions on Military Electronics, April 1961, pp. 103-108. According to this work ( Fig. 11) , a carrier frequency / 1 is fed to a frequency discriminator via a first mixer, a delay line and a limiting amplifier. At the same time, the output signal from the amplifier mentioned is fed back via a second mixer to the second input of the first mixer. The output of an oscillator with the fixed frequency / 1 is connected to the second input of the second * mixer. The output signal of the first mixer has the frequency / 2 = / 3 - / 1, where / 3 is the output frequency of the second mixer. / 3 is the sum in the second mixer

IHHi/WIHHi / W

von /1 + /2. Die Aufgabe der Schleife mit den beiden Mischern und der Verzögerungsleitung ist (entsprechend Seite 106 der Arbeit, linke Spalte unten) eine »Frequenzmodulation«, d.h. die Frequenzumsetzung von /1 nach /2. Damit wird die Lösung von Stabilitätsproblemen in rückgekoppelten Verstärkern mit hohem Rückkopplungsgrad ermöglicht Besonders zu beachten ist dabei die Ausführung des Oszillators für die Erzeugung der festen Frequenz/l, die dem zweiten Eingang des zweiten Mischers zugeführt wird. Es handelt sich dabei um einen Quarzoszillator mit konstanter Frequenz.from / 1 + / 2. The job of the loop with the two mixers and the delay line is (corresponding to page 106 of the paper, bottom left column) a »frequency modulation«, i.e. frequency conversion from / 1 to / 2. This is the solution of stability problems in feedback Amplifiers with a high degree of feedback enabled. Particular attention should be paid to the design the oscillator for generating the fixed frequency / l, which is the second input of the second Mixer is fed. It is a quartz oscillator with a constant frequency.

Schließlich ist dem Aufsatz »Some Studies on Delayed Feedback Circuits« von H. S e k i in denFinally, the essay "Some Studies on Delayed Feedback Circuits" by H. S e k i is in the

F i g. 1 das grundsätzliche Blockschaltbild eines solchen Filters,F i g. 1 the basic block diagram of such a filter,

F i g. 2 eine modifizierte Ausführung unter Verwendung eines Hartley-Einseitenbandmodulators,F i g. 2 a modified version using a Hartley single sideband modulator,

F i g. 3 die Verwendung eines modulierten Trägers als Steuersignal,F i g. 3 the use of a modulated carrier as a control signal,

F i g. 4 das Beispiel eines zu filternden Signals,F i g. 4 an example of a signal to be filtered,

F i g. 5 das Frequenzspektrum des in F i g. 4 gezeigten Signals,F i g. 5 the frequency spectrum of the in FIG. 4 signal shown,

F i g. 6 den zeitlichen Verlauf eines als Beispiel gewählten Steuersignals,F i g. 6 shows the course over time of a control signal chosen as an example,

F i g. 7 das Frequenzspektrum des in F i g. 6 gezeigten Steuersignals,F i g. 7 shows the frequency spectrum of the in FIG. 6 control signal shown,

F i g. 8 das Frequenzspektrum des in der SchleifeF i g. 8 the frequency spectrum of the loop

Proceedings of the IRE, April 1958, S. 758 bis 763, 15 umlaufenden Signals nach null, eins, zwei und vier Beachtung zu schenken. Darin sind in allgemeinen Umläufen,Proceedings of the IRE, April 1958, pp. 758 to 763, 15 revolving signal after zero, one, two and four To pay attention. In it are in general circulation,

Gedanken ebenfalls verzögerte Rückkopplungsschleifen als Grundlage von Schmalbandfiltern angedeutet. Leider geht diese Arbeit nicht so weit ins Detail wie die beiden vorher genannten Literaturstellen.Thoughts also suggested delayed feedback loops as the basis of narrow band filters. Unfortunately, this work does not go into as much detail as the two previous references.

Es ist gegenüber dem angeführten Stande der Technik Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Filter anzugeben, das insbesondere der Forderung nach einer schnellen Veränderbarkeit des Ubertra-It is an object of the present invention, compared with the stated prior art, to provide a Specify a filter that is particularly suited to the requirement that the transmission can be changed quickly.

F i g. 9 den Realteil des Ubertragungsganges in Abhängigkeit von der Frequenz bei der Verwendung eines Steuersignals gemäß F i g. 6,F i g. 9 shows the real part of the transmission path as a function of the frequency during use a control signal according to FIG. 6,

F i g. 10 den Imarginärteil des Ubertragungsganges in Abhängigkeit von der Frequenz bei der Verwendung eines Steuersignals gemäß F i g. 6 undF i g. 10 the immediate part of the transmission path as a function of the frequency during use a control signal according to FIG. 6 and

Fig. 11 den Pegel in Abhängigkeit von der Frequenz am Ausgang des Filters bei Verwendung eines gungsganges nach Amplitude, Frequenz und Phase 25 Steuersignals gemäß F i g. 6.11 shows the level as a function of the frequency at the output of the filter when using a response response according to amplitude, frequency and phase 25 control signal according to FIG. 6th

genügt. Ein solches Filter unter Verwendung einer Gemäß F i g. 1 wird das zu filternde Signal ν demenough. Such a filter using a filter according to FIG. 1, the signal to be filtered becomes ν dem

Multiplizierschaltung, die außer den zugeführten Eingang der Gesamtanordnung des Filters über Grundfrequenzen und den einfachen Summen- und/ eine Leitung 2 zugeführt, über die Leitung 1 wird oder Differenzfrequenzen ebenfalls die !Combinations- ein periodisches Steuersignal u angelegt, das den frequenzen höherer Ordnung abgibt, wird erläutert. 30 Ubertragungsgang des Filters steuert.Multiplier circuit, which, in addition to the input of the overall arrangement of the filter via fundamental frequencies and the simple sum and / or line 2, is also supplied via line 1 or difference frequencies with the! Combinations- a periodic control signal u , which emits the higher-order frequencies, is explained. 30 transmission path of the filter controls.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch Das Steuersignal u kann durch eine beliebigeAccording to the invention, this object is thereby achieved. The control signal u can be generated by any

gelöst, daß das zu filternde Signal und ein Steuer- bekannte Anordnung erzeugt werden. In der bevorsignal, dessen Verlauf den Ubertragungsgang des zugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen FiI-Filters bestimmt, einer Multiplizierschaltung züge- ters ist jedoch dieses Steuersignal u bestimmten Einführt werden, die ein Produktsignal erzeugt, das die 35 schränkungen unterworfen. Erstens muß es sich mit beiden Grundfrequenzen und die Summen- und der Periode T wiederholen. Zweitens muß die höchste Differenzfrequenzen einfacher und höherer Ordnung Frequenzkomponente des Steuersignals u kleiner als enthält, daß dieses Produktsignal dem ersten Eingang k . . . , ,,· . .. τ>>· <-. ·· j γ» j·solved that the signal to be filtered and a control known arrangement are generated. In the pre-signal, the course of which determines the transmission path of the added embodiment of the FiI filter according to the invention, a multiplier circuit is added, however, this control signal u certain introduces, which generates a product signal that is subject to the restrictions. First, it must repeat itself with both fundamental frequencies and the sum and period T. Second, the highest difference frequencies of the simpler and higher order frequency component of the control signal u must be less than that that contains this product signal at the first input k . . . , ,, ·. .. τ >> · <-. ·· j γ »j ·

einer Uberlagerungsschaltung zugeführt wird, deren Ύ sein' wobei k ganzzahl«g lst· Die Grunde fur diese Ausgang über einen Verzögerer und einen Frequenz- 40 Einschränkungen werden bei der Beschreibung der umsetzer auf den zweiten Eingang der Uberlagerungs- Wirkungsweise erläutert.a superposition circuit is fed, whose Ύ be 'where k g anzzahl "lst g · The reasons for this output via a retarder and a frequency limitations 40 are explained in the description of the converter to the second input of the Uberlagerungs- action.

schaltung zurückgeführt ist, wobei die beiden Signale Für die vorliegende Erfindung ist die Bedeutungcircuit is fed back, the two signals for the present invention is the meaning

in der Uberlagerungsschaltung additiv oder subtraktiv des Wortes »periodisch« beim Steuersignal u nicht überlagert werden, daß die Verzögerung der durch auf dessen strenge mathematische Definition bedie Uberlagerungsschaltung, den Verzögerer und 45 schränkt. Die hier besprochenen »periodischen« Siden Frequenzumsetzer gebildeten Schleife einer Grund- gnale sollen auch Signale umfassen, die nahezu perioperiode des Steuersignals gleich ist und die Frequenzumsetzung des Frequenzumsetzers gleich dem reziproken Wert der Grundperiode des Steuersignals
ist und daß zwischen dem Ausgang der Uberlagerungs- 50
schaltung und dem Eingang des Frequenzumsetzers
eine Leitung zum Eingangeines Bandpasses abzweigt,
dessen Bandbreite höchstens gleich dem Reziprokwert der Grundperiode des Steuersignals ist und
In the superimposition circuit, additively or subtractively of the word "periodic" in the control signal u are not superimposed, so that the delay of the superimposition circuit, the delay and 45, is limited by its strict mathematical definition. The “periodic” side frequency converter loop formed here of a basic signal should also include signals which are almost the same perioperiod of the control signal and the frequency conversion of the frequency converter is equal to the reciprocal value of the basic period of the control signal
and that between the output of the overlay 50
circuit and the input of the frequency converter
a line branches off to the input of a bandpass filter,
whose bandwidth is at most equal to the reciprocal of the basic period of the control signal and

dessen Ausgang den Ausgang des Filters bildet. 55 kurze Periode Tdes Steuersignals u ermöglicht relativ Besondere Ausgestaltungen der Erfindung sind große Bandbreiten.the output of which forms the output of the filter. 55 short period T of the control signal u enables relatively special embodiments of the invention are large bandwidths.

Das zu filternde Signal υ wird mit dem Steuersignal u in einer Multiplizierschaltung 3 gemischt. Es kann sich dabei einfach um einen zum bekannten Stande der Technik gehörenden multiplikativen Mischer oder Produktmodulator handeln. Eine solche Schaltung ist z. B. beschrieben in S e a 1 y, »Electronic Computing Circuits«, 1958, S. 266 ff.The signal υ to be filtered is mixed with the control signal u in a multiplier circuit 3. It can simply be a multiplicative mixer or product modulator belonging to the known state of the art. Such a circuit is z. B. described in S ea 1 y, "Electronic Computing Circuits", 1958, p. 266 ff.

Das Ausgangssignal der Multiplizierschaltung 3 ist ein Breitbandsignal, das außer den beiden zugeführten Grundfrequenzen und den einfachen Summen- und Differenzfrequenzen auch die Summen- und Differenzfrequenzen höherer Ordnung umfaßt.The output signal of the multiplier circuit 3 is a broadband signal, which apart from the two supplied Basic frequencies and the simple sum and difference frequencies also the sum and higher order difference frequencies.

disch sind. Es soll daher auch die Verwendung von Steuersignalen eingeschlossen sein, die sich langsam von Periode zu Periode verändern. Das über die Leitung 2 zugeführte zu filterndeare you. It should therefore also include the use of control signals that move slowly change from period to period. The fed through line 2 to be filtered

k (k +1) Signal ν ist auf das Frequenzband von ψ bis begrenzt. Die Gründe hierfür werden ebenfalls bei der Beschreibung der Wirkungsweise erläutert. Eine k (k +1) signal ν is limited to the frequency band from ψ to. The reasons for this are also explained in the description of the mode of operation. One

dadurch gekennzeichnet, daß als Steuersignal ein amplitudenmoduliertes Trägersignal verwendet wird und/oder daß als Multiplizierschaltung ein Hartley-Einseitenbandmodulator vorgesehen ist.characterized in that an amplitude-modulated carrier signal is used as the control signal and / or that a Hartley single sideband modulator is used as the multiplier circuit is provided.

Des weiteren wird die Verwendung eines solchen Filters als Verzögerungsleitung mit regelbarer Verzögerung angegeben. Dazu wird der Multiplizierschaltung ein in seiner Frequenz variierbares Steuersignal zugeführt;Furthermore, the use of such a filter as a delay line with a controllable delay specified. For this purpose, the multiplier circuit is provided with a control signal that can be varied in terms of its frequency fed;

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Filters wird im folgenden an Hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigtAn embodiment of the filter according to the invention is described below with reference to the drawings explained. It shows

Man beachte, daß die niedrigste Differenzfrequenz größer als Null ist, da die höchste Frequenzkompo-Note that the lowest difference frequency is greater than zero, since the highest frequency component

k
nente des Steuersignals u kleiner als γ ist, und die niedrigste Frequenzkomponente des zu filternden
k
nent of the control signal u is smaller than γ , and the lowest frequency component of the filter to be filtered

k
Signals υ größer als -=■ ist. Dies ist wichtig, um den
k
Signal υ is greater than - = ■. This is important to the

Verlust von Informationen bei der Verarbeitung zu vermeiden.Avoid loss of information during processing.

Das Ausgangssignal der Multiplizierschaltung 3 wird über eine Leitung 4 einer summierenden Uberlagerungsschaltung 5 zugeleitet. Diese addiert das Ausgangssignal der Multiplizierschaltung 3 mit dem Signal, das in einer aus einem Verzögerer 6, einem Verstärker 7 und einem Frequenzumsetzer 8 bestehenden Schleife umläuft. Das Ausgangssignal der Uberlagerungsschaltung 5 wird erneut immer wieder durch die Schleife geschickt. Bei der Uberlagerungsschaltung 5 kann es sich um eine ebenfalls zum bekannten Stand der Technik gehörende Schaltung handeln, wie sie beispielsweise in der oben zitierten Literaturstelle von S e a 1 y, S. 251 ff, beschrieben ist.The output signal of the multiplier circuit 3 is fed via a line 4 to a summing superposition circuit 5 forwarded. This adds the output signal of the multiplier circuit 3 with the Signal that consists of a delay 6, an amplifier 7 and a frequency converter 8 in a Loop runs around. The output signal of the superimposing circuit 5 is repeated again and again sent through the loop. The superposition circuit 5 can also be a Acting known prior art circuit, such as those cited above, for example Reference by S e a 1 y, p. 251 ff, is described.

In der bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Filters dient ein Verzögerer 6 dazu, die Gesamtverzögerung des in der Schleife umlaufenden Signals auf die Zeit T einzustellen, die gleich der Periode des verwendeten Steuersignals u ist. Die Ausführungsart dieses Verzögerers 6 ist dabei unerheblich. Es kann sich z. B. um eine Magnettrommel, ein Magnetband, eine elektronische, eine magnetostriktive Verzögerungsleitung od. dgl. handeln.In the preferred embodiment of the filter according to the invention, a delay 6 is used to set the total delay of the signal circulating in the loop to the time T , which is equal to the period of the control signal u used . The design of this retarder 6 is irrelevant. It can e.g. B. to a magnetic drum, a magnetic tape, an electronic, a magnetostrictive delay line od. Like. Act.

Ein Verstärker 7 hat die Aufgabe, die Gesamtverstärkung des in der Schleife umlaufenden Signals nahe dem Wert Eins zu halten. Beim Verstärker 7 handelt es sich um einen dem Stande der Technik entsprechenden Breitbandverstärker.An amplifier 7 has the task of the overall amplification of the signal circulating in the loop to keep close to the value one. The amplifier 7 is one of the prior art corresponding broadband amplifier.

Als letztes Glied enthält die Schleife des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels einen Frequenzumsetzer 8, der die Frequenzen des umlaufenden Signals um einen Betrag versetzt, der gleich dem Reziprok-The last link in the loop of the exemplary embodiment according to the invention contains a frequency converter 8, which offsets the frequencies of the circulating signal by an amount equal to the reciprocal

wert γ der Schleifenverzögerung T ist. Ein solchervalue γ of the loop delay T. Such a

Frequenzumsetzer kann aus einer Uberlagerungsschaltung in Verbindung mit einem Oszillator derFrequency converter can consist of a superposition circuit in conjunction with an oscillator of the

Frequenz γ bestehen. Frequenzumsetzer dieser ArtFrequency γ exist. Frequency converter of this type

sind ebenfalls hinreichend bekannt. Im erläuterten Ausführungsbeispiel empfängt der Frequenzumsetzer 8 über eine Leitung 10 Synchronisiersignale. Diese haben die Aufgabe, ein stabiles Phasenverhältnis zwischen dem Steuersignal κ auf Leitung 1 und dem Ausgangssignal des Frequenzumsetzers 8 aufrechtzuerhalten. Der Filterausgang wird durch einen an die Signalumlaufschleife angeschlossenen Bandpaß 11 gebildet. Im gewählten Ausführungsbeispiel soll der Amplitudenübertragungsgang des Bandpasses 11 im Fre- ·are also well known. In the illustrated exemplary embodiment, the frequency converter 8 receives via a line 10 synchronization signals. These have the task of maintaining a stable phase relationship between the control signal κ on line 1 and the output signal of the frequency converter 8 to maintain. The filter output is formed by a bandpass filter 11 connected to the signal circulation loop. In the selected exemplary embodiment, the amplitude transmission path should of the bandpass filter 11 in the

k (k+1)
quenzbereich von γ bis einem Faktor Eins entsprechen. Dieser Faktor muß nicht streng eingehalten werden. Wichtig ist aber, daß er über den gesamten Frequenzbereich eine konstante Größe hat, um Verzerrungen des Ausgangssignals zu vermeiden.
k (k + 1)
frequency range from γ to a factor of one. This factor does not have to be strictly adhered to. It is important, however, that it has a constant size over the entire frequency range in order to avoid distortion of the output signal.

Eine erweiterte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filters ist in F i g. 2 dargestellt. Dabei ist die Multiplizierschaltung 3 gemäß F i g. 1 durch eine Kombination aus zwei Phasenschiebern 31 und 32, zwei Multiplizierschaltungen 33 und 34 und einer Subtraktionsschaltung 35 ersetzt worden. Die aus den Schaltungen 31 bis 35 bestehende Anordnung ist als Hartley-Einseitenbandmodulator bekannt, wie er in S e a I y, »Electronic Computing Circuits«, 1958, S. 555 ff., angegeben ist. Während nur die Differenzfrequenzen im Ausgangssignal der Multiplizierschaltung 3 zum Ausgangssignal des in F i g. 1 gezeigten Filters beitragen, fehlen die Differenzfrequenzen im Ausgangssignal auf der Leitung 4 des in F i g. 2 gezeigten Hartley-Einseitenbandmodulators. Nur die entsprechenden Summenfrequenzen sind darin enthalten. Um ein Filterausgangssignal unter Verwendung dieser Summenfrequenzen zu bilden, muß der Frequenzumsetzer 8 so ausgebildet sein, daß die Frequenz der in der Schleife umlaufendenAn expanded embodiment of the filter according to the invention is shown in FIG. 2 shown. It is the multiplier circuit 3 according to FIG. 1 by a combination of two phase shifters 31 and 32, two multipliers 33 and 34 and a subtracter 35 have been replaced. From the circuits 31 to 35 existing arrangement is known as a Hartley single sideband modulator, such as it is given in S e a I y, "Electronic Computing Circuits", 1958, pp. 555 ff. While only the Difference frequencies in the output signal of the multiplier circuit 3 to the output signal of the in FIG. 1 contribute to the filter shown, the difference frequencies in the output signal on line 4 are missing of the in FIG. Hartley single sideband modulator shown in FIG. Only the corresponding sum frequencies are included. To form a filter output using these sum frequencies, the frequency converter 8 must be designed so that the frequency of the circulating in the loop

Signale um γ verkleinert und nicht wie in dem in F i g. 1 gezeigten Beispiel vergrößert wird.Signals reduced by γ and not as in the one in FIG. 1 is enlarged.

Bei manchen Anwendungen ist die Phase Ψ des Ubertragungsganges G (/) wichtig.In some applications, phase Ψ of the transmission path G (/) is important.

Ψ = tg Ψ = daily

-1-1

Realteil G(f)
Imaginärteil G(/) "
Real part G (f)
Imaginary part G (/) "

Bei anderen Anwendungen ist nur der Amplitudenübertragungsgang P (/) wichtig.In other applications, only the amplitude transmission path P (/) is important.

P(f) = [Realteil G(/)]2 + [Imaginärteil G(/)]2. P (f) = [real part G (/)] 2 + [imaginary part G (/)] 2 .

Die Phase des Ubertragungsganges kann dann außer acht gelassen werden. Bei Anwendungen der letztgenannten Art kann es zweckmäßig sein, ein besonderes periodisches Steuersignal u zu verwenden. F i g. 3 zeigt ein Blockdiagramm eines Filters, das eine Einrichtung zum Erzeugen eines solchen besonders gearteten Steuersignals w enthält. Dieses wird mittels eines Amplitudenmodulators 12 hergestellt, dem über eine Leitung 13 ein Trägersignal und über eine Leitung 14 ein Modulationssignal mit der Periode T zugeführt wird. Das Modulationssignal ist gegeben durch:The phase of the transmission can then be disregarded. In applications of the last-mentioned type, it can be useful to use a special periodic control signal u. F i g. 3 shows a block diagram of a filter which contains a device for generating such a particularly type of control signal w. This is produced by means of an amplitude modulator 12, to which a carrier signal is fed via a line 13 and a modulation signal with the period T is fed via a line 14. The modulation signal is given by:

E(t) = VPlfJP).
Das Trägersignal ist gegeben durch:
E (t) = VPlfJP).
The carrier signal is given by:

2nnt
cos .
2nnt
cos .

η ist eine ganze Zahl, die so gewählt wird, daß γ größer als die höchste Frequenzkomponente von E(t) ist, und so, daß die Summe von γ und der höchsten η is an integer chosen so that γ is greater than the highest frequency component of E (t) and such that the sum of γ and the highest

Frequenzkomponente von E(t) kleiner ist als γ. Diese Einschränkung bezüglich der Auswahl von η ist nötig, um sicherzustellen, daß alle Frequenzkomponenten im Ausgangssignal des Amplitudenmodu-Frequency component of E (t) is less than γ. This restriction with regard to the selection of η is necessary to ensure that all frequency components in the output signal of the amplitude modulus

lators 12 in das Frequenzband von 0 bis γ fallen. Das Ausgangssignal des Amplitudenmodulators 12 über die Leitung 1 ist daher:lators 12 fall in the frequency band from 0 to γ. The output signal of the amplitude modulator 12 via the line 1 is therefore:

E(t) · cos E (t) cos

2ntlt2ntlt

Es dient als Steuersignal «, das den Ubertragungsgang des Filters steuert.It serves as a control signal that controls the transmission path of the filter controls.

7 87 8

Obwohl jedes der genannten drei Ausfiihrungs- Zum Beispiel sei das zu filternde Eingangssignal ν (t) Although each of the three mentioned embodiments, for example, let the input signal to be filtered ν (t)

beispiele des erfindungsgemäßen Filters eine Signal- gegeben durch:Examples of the filter according to the invention a signal given by:

.umlaufschleife aus einer Uberlagerungsschaltung 5, v(t) = B cos (2π ft +Θ) . Circulating loop from a superposition circuit 5, v (t) = B cos (2π ft + Θ)

einem Verzögerer 6, einem Verstärker 7 und einem Ώ , ., ° _ ,. .,. , ...a delay 6, an amplifier 7 and a Ώ ,., ° _,. .,. , ...

Frequenzumsetzer 8 enthält, versteht es sich, daß die 5 = RealteÜ VOn Beexp(2njfot+Je). Contains frequency converter 8, it goes without saying that the 5 = RealteÜ VOn Beexp (2njf o t + J e).

Anwendung der Grundsätze der Erfindung nicht B ist gleich der Amplitude des zu filternden Signals,Applying the principles of the invention not B is equal to the amplitude of the signal to be filtered,

auf diese Elementanordnung beschränkt ist. Die , . Freauenz die zwischen — und (fc + 1) liestis limited to this element arrangement. The , . Freauenz the zw i sc h s - and (fc + 1) reads

durch diese Elemente ausgeführten Funktionen sind Jo seme tT*ivsaz> die zwiscnen χ unü T liegt,through these elements functions performed are Jo seme t T * i vsaz> is the New York Convention-acres χ T,

das Verzögern aufeinanderfolgender Teile eines Pro- und Θ die Phase des zu filternden Signals. F i g. 4the delaying of successive parts of a pro and Θ the phase of the signal to be filtered. F i g. 4th

duktsignals, das Versetzen der Frequenz aufeinander- I0 zeigt das zu filternde Signal als Funktion der Zeitduct signal, the offset of the frequency on each other- I0 shows the signal to be filtered as a function of time

folgender Teile des Produktsignals um Beträge, die und F i g. 5 als Funktion der Frequenz, d. h. seinfollowing parts of the product signal by amounts that and F i g. 5 as a function of frequency, i.e. H. be

proportional der von diesen Teilen erfahrenen Ver- Frequenzspektrum,proportional to the frequency spectrum experienced by these parts,

zögerung sind, und das überlagern der so verzögerten Weil das Steuersignal u(i) die Periode T hat, kannBecause the control signal u (i) has the period T can be superimposed on the delayed ones

und frequenzversetzten Teile Zum Beispiel könnte j Fourierreihe mit der Grundfrequenz 1 aus-and frequency-shifted parts For example, j Fourier series with the fundamental frequency 1 could be

die Funktion der Signalumlaufschleife durch eine i5 H Tthe function of the signal loop through an i 5 H T

lange Verzögerungsleitung mit mehreren verteilten gedrückt werden. Mit anderen Worten hat daslong delay line with multiple distributed to be pressed. In other words, that has

Abgriffen, einem Frequenzumsetzer an jedem Ab- Steuersignal u(i) die Form:Tapped, a frequency converter on each down control signal u (i) the form:

griff und eine Uberlagerungsschaltung zum Kombi- k -handle and a superposition circuit for k combination -

nieren der Ausgangssignale aller Frequenzumsetzer u(t) — Σ An cos ( + φ λ + —2-rening of the output signals of all frequency converters u (t) - Σ A n cos (+ φ λ + —2-

ausgeführt werden. 20 "=· V^ "J 2 are executed. 20 "= · V ^ " J 2

Während vorstehend eine bevorzugte Ausführungsform und zwei Abwandlungen davon beschrieben An ist die Amplitude der η-ten Harmonischen worden, sind geben die nachstehenden Erläuterungen d Grundfrequenz> φ deren Phase und A. der ein Beispiel für den Betrieb eines Ausführungsbeispiels M " 2 der Erfindung sowie eine Beschreibung der Wirkungs- 25 Gleichstrompegel von u(t). F i g. 6 zeigt ein Beispiel weise. für ein typisches Steuersignal als Funktion derWhile a preferred embodiment and two modifications thereof have been described above A n is the amplitude of the η-th harmonic, the following explanations give d fundamental frequency> φ its phase and A. der an example of the operation of an embodiment M "2 of the invention as well a description of the effective DC levels of u (t) .Figure 6 shows an example of a typical control signal as a function of the

Für das Filter gemäß F i g. 1 wird folgendes voraus- Zeit. Darin sind:For the filter according to FIG. 1 is the following time ahead. In it are:

gesetzt: ^3 ^ ^1 ^3 ^1 set: ^ 3 ^ ^ 1 ^ 3 ^ 1

1. Das Steuersignal u kehrt mit der Periode T 30 2 2 4 4 wieder, d. h. u (t) = u (t + η T), worin η eine ganze ^ Λ Zahl ist. 4; ■ · · An = 0, und Φ1; Φ2, ..., Φη = 0.1. The control signal u returns with the period T 30 2 2 4 4, that is, u (t) = u (t + η t), wherein η is a whole number ^ Λ. 4; ■ · · A n = 0, and Φ 1; Φ 2 , ..., Φ η = 0.

2. Die höchste Frequenzkomponente im Steuer-2. The highest frequency component in the control

signal« ist kleiner als ·£ , worin ft ebenfalls ^ ^f 7 ze& ein Frequenzspektrum dieses Steuer-signal «is smaller than £, where ft also ^ ^ f 7 ze & a frequency spectrum of this control

eine ganze Zahl ist. · Unter Anwendung der bekannten einfachen trigo-is an integer. Using the well-known simple trigo-

3. Das zu filternde Signal υ ist in seiner Bandbreite metrischen Beziehung3. The signal to be filtered υ is metric in its bandwidth

auf das Frequenzband von -= bis be- ^on the frequency band from - = to be ^

grenzt . o cos χ ■ cos y = y [cos (x + y) + cos (x - y)] borders . o cos χ ■ cos y = y [cos (x + y) + cos (x - y)]

4. Der Bandpaß 11 hat einen Ubertragungsgang4. The bandpass filter 11 has a transmission path

mit dem Faktor Eins im Frequenzband von ist es leicht zu beweisen, daß das Produkt v(t) ■ u(t) with the factor one in the frequency band of it is easy to prove that the product v (t) ■ u (t)

^ bis (k + 1) und mit dem Faktor Null außer. gegeben wird durch: ^ to (k + 1) and with the factor zero except . is given by:

halb dieses Bereiches. Die Fourier-Transforma- 45 ίΑ (Λ _ BA0 ,, . . tion des Filterausgangssignals ο(t) verhält sich (τ)' U{) ~ 2 cos^nJol + &> dann zur Fourier-Transformation des zu filternden Signals v{t) entsprechend der Gleichung: , .. + B_ ^ A Ε03Λπ/υί ι Θ [ 2πΗΐ Ι Φ) S{o(i)}=|3{«(i)}[w(/T2)-jM(/r2)] 2n=i " V T "J half of this area. The Fourier transformer 45 ίΑ (. Λ _ BA 0 ,,. Tion of the filter output signal ο (t) behaves (τ) 'U {) ~ 2 cos ^ n Jo l +> then the Fourier transform to filter the Signals v {t) according to the equation :, .. + B_ ^ A Ε03 Λ π / υί ι Θ [ 2πΗΐ Ι Φ) S {o (i)} = | 3 {«(i)} [w (/ T 2 ) -jM (/ r 2 )] 2n = i "V T" J

| 5o | 5o

Darin ist ^ {} die Fourier-Transformation und , B Λ ( fi.n 2nnt Where ^ {} is the Fourier transform and, B Λ ( fi . N 2nnt

i ist die HiI- +ΤΣ/.cos^i +β i is the HiI- + Τ Σ / .cos ^ i + β

(m i) f{f) / (mi) f {f) /

bert-Transformation von' u(i) für ί = /T2. DabeiBert transformation of 'u (i) for ί = / T 2 . Included

ist die Hilbert-Transformation von u(t) ein- Fig. 8a zeigt ein Frequenzspektrum dieses Profach ii (t) mit einer Phasenverschiebung von 90°. 55 duktsignals, wie es am Eingang des Verzögerers 6is the Hilbert transformation of u (t) in Fig. 8a shows a frequency spectrum of this profach ii (t) with a phase shift of 90 °. 55 duct signal, as it is at the input of the delay 6

erscheint. Während jedes Umlaufs in der Schleifeappears. During each revolution in the loop

Aus der vorstehenden Gleichung folgt, daß der verzögert der Verzögerer 6 die Phase jeder Kompo-Ubertragungsgang G(/) des Filters gegeben ist durch: nente des Produktsignals um einen Betrag 2π J0T. From the above equation it follows that the delayed the delay 6 the phase of each component transmission path G (/) of the filter is given by: nent of the product signal by an amount 2 π J 0 T.

Der Frequenzumsetzer 8 erhöht die Frequenz jederThe frequency converter 8 increases the frequency of each

G(/) = '4γγττγ = 4" [«(/Γ2) -M/T2)] . 6o Komponente um einen Betrag—, der einer Phasen-G (/) = '4γγττγ = 4 "[« (/ Γ 2 ) -M / T 2 )]. 6o component by an amount - which corresponds to a phase

Die Allgemeingültigkeit dieser Beziehung könnte verschiebung jeder Komponente um den Betrag If mathematisch demonstriert werden. Es ist aber ein- entspricht. F i g. 8 b zeigt ein Frequenzspektrum des fächer, die Wirkungsprinzipien des vorliegenden FiI- 65 Produktsignals nach einem Umlauf in der Schleife, ters an Hand eines Beispieles zu erläutern, das be- Fig. 8c zeigt ein ebensolches nach zwei Umläufen stimmte zu filternde Signale ν und Steuersignale u und F i g. 8 d nach vier Umläufen. F i g. 8 als Ganzes verwendet. genommen zeigt, daß als Ergebnis jedes Umlaufs inThe generality of this relationship could be demonstrated mathematically by shifting each component by the amount If. But it is a match. F i g. 8b shows a frequency spectrum of the subject to explain the operating principles of the present product signal after one cycle in the loop, using an example that shows the same type of signals ν and control signals to be filtered after two cycles u and F i g. 8 d after four rounds. F i g. 8 used as a whole. taken shows that as a result of each revolution in

der Schleife das ganze Produktsignal nach höherenthe loop the whole product signal towards higher

wird.will.

den Betrag ψ verschobenshifted the amount ψ

Frequenzen umFrequencies around

während die Phase jeder Komponente des Produktsignals um 2.T1Z0T verzögert wird.while the phase of each component of the product signal is delayed by 2.T 1 Z 0 T.

Wie bereits ausgeführt, besteht eine Nebenbedingung des erfindungsgemäßen Filters darin, daß der Durchlaßbereich des Bandpasses 11 nur das Frequenzband von -= bis umfaßt. Dieses Frequenzband ist durch die gestrichelten Linien in F i g. 8 angedeutet. Außerdem zeigt die F i g. 8, daß mittels des Frequenzumsetzers 8 aufeinanderfolgende, verschiedene Komponenten des Produktsignals während jedes Umlaufs in dieses Frequenzband hineingeschoben werden. Daher enthält nach vier Umläufen dieses Frequenzband alle Informationen des ursprünglichen Produktsignals. Die Zusammenwirkung aller Signalpegelbeiträge innerhalb dieses Frequenzbandes ψ bis ---=^ führt zur Erzeugung des Filterausgangssignals oU). Dessen Frequenzspektrum ist gegeben durch:As already stated, a secondary condition of the filter according to the invention is that the pass band of the bandpass filter 11 only covers the frequency band from - = to includes. This frequency band is indicated by the dashed lines in FIG. 8 indicated. In addition, FIG. 8 that by means of the frequency converter 8 successive, different components of the product signal are shifted into this frequency band during each revolution. Therefore, after four revolutions this frequency band contains all information of the original product signal. The interaction of all signal level contributions within this frequency band ψ to --- = ^ leads to the generation of the filter output signal oU). Its frequency spectrum is given by:

eine Funktion der Frequenz ist. Der Imaginärteil des Ubertragungsganges ist in Fig. 10 dargestellt. Der insgesamt abgegebene Pegel ist gegeben durch:is a function of frequency. The imaginary part of the transmission path is shown in FIG. The total emitted level is given by:

ρ (/τ2) = ^-1 μ (/τ2)-jo (/γ2)12 ρ (/ τ 2 ) = ^ -1 μ (/ τ 2 ) -jo (/ γ 2 ) 12

u2 (/T2) ü2(fT2) u 2 (/ T 2 ) ü 2 (fT 2 )

Γ BA0 Γ BA 0
L~2L ~ 2

BA1 BA 1

BA2 BA 2

-2.τ/„η-2.τ / "η

'Hf-Jo) is* die Diracsche Deltafunktion, die dazu dient, die Spektrallinie auf die FrequenzJ0 auszurichten. Da das Spektrum des zu filternden Signals B eJ<J 6{f — f0) war, und da das Spektrum des Filterausgangssignals dividiert durch das Spektrum des zu filternden Signals den Filterübertragungsgang ergibt, ist dessen Ubertragungsgang bei der 'Hf-Jo) is * Dirac's delta function, which is used to align the spectral line to the frequency J 0. Since the spectrum of the signal to be filtered was B e J <J 6 (f - f 0 ) , and since the spectrum of the filter output signal divided by the spectrum of the signal to be filtered gives the filter transmission path, its transmission path is at the

willkürlichen Frequenz/ im Band ^ bis ^-±_~ gegeben durch:arbitrary frequency / in the band ^ to ^ - ± _ ~ given by:

Es entspricht dies einfach einem Viertel des Quadrats der momentanen Einhüllenden des Steuersignals »(f). F i g. 11 zeigt den Pegel am Filterausgang mit dem in F i g. 6 gezeigten Steuersignal.This simply corresponds to a quarter of the square of the current envelope of the control signal »(F). F i g. 11 shows the level at the filter output with the one shown in FIG. 6 control signal shown.

Die genaue Lage des Filterübertragungsganges im Frequenzspektrum wird bestimmt durch das Phasenverhältnis zwischen dem Steuersignal ii und der durch den Frequenzumsetzer 8 bewirkten Frequenzversetzung. Die bewirkte Phasenverschiebung ist ein ganzzahliges Vielfaches von 2 rr. Falls die durch den Frequenzumsetzer 8 bewirkte Frequenzversetzung hinter dem Steuersignal u zurückbleiben sollte, würden die in den Fig. 9, 10 und 11 gezeigten Funktionen im Frequenzspektrum nach links versetzt werden.The exact position of the filter transmission path in the frequency spectrum is determined by the phase relationship between the control signal ii and the frequency offset caused by the frequency converter 8. The phase shift caused is an integral multiple of 2 rr. If the frequency shift caused by the frequency converter 8 should lag behind the control signal u , the functions shown in FIGS. 9, 10 and 11 would be shifted to the left in the frequency spectrum.

An dieser Stelle erscheint es zweckmäßig, einige der Gründe der allgemeinen Einschränkungen bezüglich der Eingangssignale u und ν näher zu beleuchten:At this point it seems useful to examine some of the reasons for the general restrictions with regard to the input signals u and ν :

1. Das Steuersignal ii(t) muß periodisch sein, damit eine geordnete Wechselwirkung zwischen den1. The control signal ii (t) must be periodic so that an orderly interaction between the

in der Schleife umlaufenden Signalen ermöglicht wird.signals circulating in the loop.

2. Die höchste Frequenzkomponente im Steuersignal u muß kleiner als sein, damit die niedrigste Frequenzkomponente im Produktsignal r(f) · u(t) größer als Null ist.
Das zu filternde Signal v(t) muß auf ein Frequenzband der Breite -=■ begrenzt sein, um zu verhindern, daß benachbarte Teile des Spektrums des Produktsignals einander stören. Zum Beispiel könnten gemäß Fig. 8 a, falls das zu
2. The highest frequency component in the control signal u must be less than so that the lowest frequency component in the product signal r (f) · u (t) is greater than zero.
The signal v (t) to be filtered must be limited to a frequency band of width - = ■ in order to prevent adjacent parts of the spectrum of the product signal from interfering with one another. For example, according to FIG. 8 a, if that is to

filternde Signal ν die Bandbreite überschreitet,filtering signal ν exceeds the bandwidth -ψ,

(k — 1) Jt (k - 1) Jt

die Teile des Produktsignals von —t~ bis ψ the parts of the product signal from - t ~ to ψ

Σ An [cos (2πη/Τ+ <!>„) - j sin (2.τη./T+ Φη)] , und von (-/^li bis ^--sich in das FrequenzΣ A n [cos (2πη / Τ + <!> „) - j sin (2.τη. / T + Φ η )], and from ( - / ^ li to ^ - into the frequency

da die Sinusfunktion der Kosinusfunktion um 90° voreilt, und dasince the sine function leads the cosine function by 90 °, and there

band von bisband from to

ausbreiten und einenspread out and one

lnnfT = lnnfT =

für ί = JT2 for ί = JT 2

ist, erhält man durch Substitution:is obtained by substitution:

G(/) = y [U(ZT2)-^G (/) = y [U (ZT 2 ) - ^

Dies ist der Ubertragungsgang des erfindungsgemäßen Filters.This is the transmission path of the filter according to the invention.

F i g. 9 veranschaulicht den Realteil u(fT2) des» Filterübertragungsganges bei Verwendung des in F i g. 8 gezeigten Steuersignals u. Man sieht, daß die Form dieses Realteils der Form des Steuersignals ;/ entspricht, daß aber das Steuersignal eine Funktion der Zeit und der Realteil des Ubertragungsganges Fehler im Ausgangssignal verursachen. Dieser Fehler würde dann beim Umlauf der Signale in der Schleife addiert.F i g. 9 illustrates the real part u (fT 2 ) of the »filter transmission path when using the in FIG. 8 u. It can be seen that the shape of this real part corresponds to the shape of the control signal; /, but that the control signal is a function of time and the real part of the transmission path causes errors in the output signal. This error would then be added as the signals circulated in the loop.

4. Der Bandpaß 11 muß im Frequenzband von ■==4. The bandpass filter 11 must be in the frequency band of ■ ==

bisuntil

einen konstanten Ubertragungsfaktora constant transfer factor

haben, damit eine Verzerrung des Ausgangssignals vermieden wird. Gemäß F i g. 8 würde das Filterausgangssignal falsche Komponentento avoid distortion of the output signal. According to FIG. 8 would the filter output signal wrong components

λ η·· j Cc-1) u- k λ Cc+1) u· aus den Bandern —~— bis =■ und ^—ψ-— bis λ η ·· j Cc-1) u- k λ Cc + 1) u · from the bands - ~ - to = ■ and ^ —ψ-— to

j- enthalten, falls das Frequenzband des Bandpasses 11 sich über den Bereich von ~ bis ausbreiten würde. Falls jedoch das Fre- j- included if the frequency band of the bandpass filter 11 would spread over the range from ~ to. However, if the fre-

809 569/460809 569/460

quenzband des Bandpasses 11 schmaler ist alsfrequency band of the bandpass filter 11 is narrower than

der Bereich γ bisthe range γ to

—~— , würde das Filterausgangssignal lediglich einem Teil der in den F i g. 9 und 10 gezeigten Ubertragungsgänge entsprechen und nur einen Teil des in F i g. 11 gezeigten Pegels am Ausgang enthalten.- ~ -, the filter output would only be part of the in the F i g. 9 and 10 correspond to the transmission paths shown and only a part of the in F i g. 11 level shown at the output.

Obwohl die vorstehende Beschreibung der Wirkungsweise der Erfindung an Hand eines bestimmten Beispiels unter Verwendung eines bestimmten Steuersignals und eines bestimmten zu filternden Signals erfolgt ist, soll ausdrücklich betont werden, daß die Wirkungsprinzipien leicht auf den allgemeinen Fall erweitert werden können, der jedes beliebige Steuersignal und jedes beliebige zu filternde Signal mit den allgemeinen, oben angeführten Einschränkungen umfaßt.Although the above description of the operation of the invention on the basis of a specific Example using a specific control signal and a specific signal to be filtered is done, it should be expressly emphasized that the operating principles easily apply to the general case can be expanded to include any control signal and any signal to be filtered encompasses the general restrictions outlined above.

Es dürfte offensichtlich sein, daß dieses Filtersystem für viele verschiedene Anwendungen geeignet ist. Das erfindungsgemäße Filtersystem kann in vielen Fällen aufwendige konventionelle Filter ersetzen. Besonders interessiert jedoch die Verwendung des erfindungsgemäßen Filtersystems in solchen Fällen, bei denen sehr komplizierte Ubertragungsfunktionen oder zeitlich veränderliche Ubertragungsfunktionen auftreten.It should be apparent that this filter system is suitable for a wide variety of applications is. The filter system according to the invention can replace expensive conventional filters in many cases. However, the use of the filter system according to the invention is of particular interest in such cases in which very complicated transfer functions or time-varying transfer functions appear.

Interessant ist auch die Verwendung des erfindungsgemäßen Filters als kontinuierlich veränderliche Verzögerungsleitung. Da in den bekannten Verzögerungsleitungen die physikalischen Elemente innerhalb der Verzögerungsleitung verstellt werden müssen, um die Verzögerungszeit zu verändern, sind sie in bestimmten Anwendungsfällen nur umständlich oder aufwendig zu handhaben. Solche bekannten physikaiischen Vorrichtungen können durch das vorliegende Filter ersetzt werden. Beim erfindungsgemäßen Filter braucht zur Veränderung der Verzögerungszeit nur das Steuersignal verändert zu werden.The use of the filter according to the invention as a continuously variable delay line is also of interest. Since in the known delay lines the physical elements within the delay line have to be adjusted, to change the delay time, they are only cumbersome or in certain applications complex to handle. Such known physical devices can be supported by the present Filters to be replaced. In the case of the filter according to the invention, it takes time to change the delay time only the control signal to be changed.

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Filter mit nach Amplitude, Frequenz und Phase veränderbarem Ubertragungsgang, dadurch gekennzeichnet, daß das zu filternde Signal (r) und ein Steuersignal («), dessen Verlauf den Ubertragungsgang des Filters bestimmt, einer Multiplizierschaltung (3) zugeführt werden, die ein Produktsignal erzeugt,-» das die beiden Grundfrequenzen und die Summen- und Differenzfrequenzen einfacher und höherer Ordnung enthält, daß dieses Produktsignal dem ersten Eingang einer Uberlagerungsschaltung (5) zugeführt wird, deren Ausgang über einen Verzögerer (6) und einen Frequenzumsetzer (8) auf den zweiten Eingang der Uberlagerungsschaltung (5) zurückgeführt ist, wobei die beiden Signale in der Uberlagerungsschaltung additiv oder subtraktiv überlagert werden, daß die Verzögerung der durch die Uberlagerungsschaltung (5), den Verzögerer (6) und den Frequenzumsetzer (8) gebildeten Schleife einer Grundperiode T des Steuersignals («) gleich ist und die Frequenzumsetzung des Frequenzumsetzers (8) gleich dem reziproken Wert der Grundperiode T des Steuersignals (w) ist und daß zwischen dem Ausgang der Uberlagerungsschaltung (5) und dem Eingang des Frequenzumsetzers (8) eine Leitung zum Eingang eines Bandpasses (11) abzweigt, dessen Bandbreite höchstens1. Filter with amplitude, frequency and phase changeable transmission path, characterized in that the signal to be filtered (r) and a control signal («), the course of which determines the transmission path of the filter, are fed to a multiplier circuit (3), which is a product signal - »which contains the two basic frequencies and the sum and difference frequencies of simple and higher order, that this product signal is fed to the first input of a superposition circuit (5), the output of which is sent via a delay (6) and a frequency converter (8) to the second input of the superimposing circuit (5) is fed back, the two signals in the superimposing circuit are additively or subtractively superimposed so that the delay of the loop formed by the superimposing circuit (5), the delay (6) and the frequency converter (8) of a basic period T of the control signal («) is the same and the frequency conversion of the frequency converter (8) is equal to the rez iproken value -ψ of the basic period T of the control signal (w) and that between the output of the superposition circuit (5) and the input of the frequency converter (8) a line branches off to the input of a bandpass filter (11) whose bandwidth is at most gleich dem Reziprokwert ψ der Grundperiode T des Steuersignals (m) ist und dessen Ausgang den Ausgang des Filters bildet.is equal to the reciprocal value ψ of the basic period T of the control signal (m) and the output of which forms the output of the filter. 2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Multiplizierschaltung (3) ein Hartley-Einseitenbandmodulator (31 bis 35) vorgesehen ist.2. Filter according to claim 1, characterized in that a multiplier circuit (3) Hartley single sideband modulator (31 to 35) is provided. 3. Verwendung des Filters nach einem der vorgenannten Ansprüche als Verzögerungsleitung mit regelbarer Verzögerung, dadurch gekennzeichnet, daß der Multiplizierschaltung (3) ein in seiner Frequenz variierbares Steuersignal («) zugeführt wird.3. Use of the filter according to one of the preceding claims as a delay line with adjustable delay, characterized in that the multiplier circuit (3) has a Frequency variable control signal («) is fed. In Betracht gezogene Druckschriften:Considered publications: USA.-Patentschrift 2 629 818;U.S. Patent 2,629,818; »IRE Transactions on Military Electronics«, Bd. MIL-5 (April 1961), Nr. 2, S. 103 bis 108;"IRE Transactions on Military Electronics", Vol. MIL-5 (April 1961), No. 2, pp. 103-108; »Proc. of the IRE, Vol.46 (April 1958), Nr. “Proc. of the IRE, Vol. 46 (April 1958), No. 4, S. 758 bis 763.4, Pp. 758 to 763. Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings S» 569/460 7. H O BundesdnidCMci BerlinS »569/460 7. HO BundesdnidCMci Berlin
DE19661272464 1965-04-09 1966-04-09 Filter with amplitude, frequency and phase changeable transmission path and its use as a delay line Withdrawn DE1272464B (en)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2629818A (en) * 1949-03-17 1953-02-24 Int Standard Electric Corp High selectivity receiver

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