DE2450917A1

DE2450917A1 - Uebertragungsfunktions-steuernetzwerk

Info

Publication number: DE2450917A1
Application number: DE19742450917
Authority: DE
Inventors: John Mortimer Rollett
Original assignee: Post Office
Current assignee: British Telecommunications PLC
Priority date: 1973-10-26
Filing date: 1974-10-25
Publication date: 1975-04-30
Also published as: NL167559B; JPS5080745A; NL167559C; GB1452081A; DE2450917C3; NL7413975A; CA1024613A; US3906390A; FR2249490A1; FR2249490B1; DE2450917B2

Description

Patentanwälte

DIpl.-lng. R. B E B T Z —η. . ,

Dtpl-Ing. K. LAMPRECHT

Dr.-Ing- R. B E ET Z Jr. Manchen 22, 8t*In§*H*tr. 1# 7ARnQ

41-23-339P 25. 10. 1974

THE POST OFFICE, London (Großbritannien)

Übertragungsfunktions -Steuernetzwerk

Die Erfindung betrifft ein Übertragungsfunktions-Steuernetzwerk und gibt einen allgemeinen Entwurf für eine Schaltung an, die derart zugeschnitten sein kann, daß sie sich wie ein Allpaßfilter oder ein Kerbfilter . verhält. Die Erfindung eignet sich insbesondere für die Herstellung in mikroelektronischer Technik.

In einer Nachrichtenanordnung, für die sich die Erfindung besonders eignet, ist es oft wichtig, nicht nur den Amplitudengang eines Übertragungskanals zu formen, sondern auch den Phasengang. Netzwerke mit frequenzunabhängiger Dämpfung, jedoch mit veränderlichem Phasengang, heißen Allpaßnetzwerke oder Allpaßfilter, und durch Zusammenschalten geeigneter Allpaßfilter mit einer

4-1-(83 42I)DWF

• ^j 509818/0928

Übertragungsanordnung kann die Phase für die Bandbreite der Anordnung derart eingestellt werden, daß sie eine gewünschte Kennlinie ergibt. Oft muß auch die Gruppenlaufzeit.linearisiert werden, die durch eine-frequenzabhängige Übertragungsgeschwindigkeit verursacht wird. Das Phasenverhalten einer Anordnung kann in üblicher Weise durch die Gruppenlaufzeit ausgedrückt werden. Die mit der Übertragungsanordnung in Kaskade geschalteten Allpaßfilter können dann derart angesehen werden, daß sie die Laufzeit in'den verschiedenen Bereichen des Frequenzspektrums erhöhen, bis die Laufzeit über dem gesamten interessierenden Band im wesentlichen konstant ist. Derartige Filteranordnungen heißen Laufzeitentzerrer.

Bereits entwickelte Allpaß-Laufzeitentzerrer sind im allgemeinen aus Spulen und Kondensatoren aufgebaut, die die Entzerrer groß und schwer machen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, unter Verwendung von aktiven Schaltkreisen ohne Spulen einen Schaltkreis zu entwerfen, der nur Widerstände, Kondensatoren und aktive Schaltungen wie z. B. Operationsverstärker verwendet.

Diese Aufgabe wird für ein Übertragungsfunktions-Steuernetzwerk der eingangs genannten Art erfindungsgemäß gelöst durch einen Differenzverstärker hoher Verstärkung A mit einem invertierenden Eingang, einem nicht invertierenden Eingang und mit einem Ausgang;

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ein erstes Bauelement mit einem Leitwert Y₁
zwischen dem Ausgang und dem invertierenden Eingang des Verstärkers·

ein zweites Bauelement mit einem Leitwert Yp zwischen einem Signaleingang und dem nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers;

ein drittes Bauelement mit einem Leitwert Y, in Reihe zu einem vierten Bauelement mit einem
Leitwert Y₂,;

ein fünftes Bauelement mit einem Leitwert Y,-zwischen einem Bezugspunkt und dem Verbindungspunkt zwischen dem dritten und dem vierten Bauelement; und

ein sechstes Bauelement mit einem Leitwert Yg zwischen dem Signaleingang "und dem invertierenden Eingang des Verstärkers, wobei das Steuernetzwerk für ein Eingangssignal V. zwischen dem Signaleingang und dem Bezugspunkt ein Ausgangssignal V zwischen dem Ausgang des Verstärkers und dem Bezugspunkt derart erzeugt, daß die· Übertragungsfunktion .

V Y V iV- 4-V 4-V\-V V

ο ₌ ^Yl ^Y2 t^Y3 ^{+ Y}4 ⁺ ^Y5J ^Y6 ^Y3
ΫΓ^Υ2

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gilt, bei der in erster Näherung

erfüllt ist, mit: s = komplexe Frequenzvariable, A = Verstärkung des Verstärkers bei sehr tiefen Frequenzen,und f^ = Kennwert des Frequenzverhaltens des Verstärkers, das heißt das Verstärkungs-Bandbreiten-Produkt des Verstärkers.

Wie bekannt ist, läßt sich die Übertragungsfunktion eines Allpaß-Laufzeitentzerrers zweiter Ordnung als Funktion von s in der folgenden Form darstellen:

ρ
as - bs + c V

as² + bs + c V₁

In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die vorstehend durch ihre Leitwerte Y₁ bis Yr bezeichneten sechs Bauelemente durch ihre Wirkleitwerte G und/oder Kapazitäten 'ausgedrückt. Das zweite Bauelement besteht dabei aus einem Widerstand mit einem Wirkleitwert G₂ parallel zu einem Kondensator C₂, und das dritte Bauelement besteht aus einem Kondensator C,. Alle verbleibenden Bauelemente G₁,

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und

sind Widerstände, so daß für die

Übertragungsfunktion des Schaltkreises als Punktion der Wirkleitwerte und der Kapazitäten " der Bauelemente folgende Gleichung gilt:

+ sC-

(G₄₊O₅) -[^a.-fe] j

Die Bedingung für Allpaßverhalten .des Schaltkreises besagt, daß die Koeffizienten von s im Zähler und' Nenner der obigen Gleichung gleich^aber vorzeichenungleich sind, so daß gilt;

-(G₄₊G₅)

Daraus folgt: 2G₁

J G₁

G₁

- 2G_O = 0.

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In einer Weiterbildung der Erfindung hat die allgemeine Übertragungsfunktion eines Kerbfilters die Form

as + c

as +bs + c

Wenn diese Gleichung als Punktion der Wirkleitwerte und der Kapazitätedder Schaltkreisbauelemente dargestellt wird, kann die Bedingung dafür, daß ein Kerbfilter existiert, wie folgt angegeben werden:

G₂ +

= 0

Meist können die Kondensatoren des Schaltkreises so gewählt werden, daß sie im wesentlichen gleiche Werte haben, und die Arbeitsfrequenz oder das Frequenzband des Schaltkreises kann durch geeignete Wahl oder durch Abgleich der Widerstände eingestellt werden.

Es wird angestrebt, daß die Anordnung der Bauelemente für ein Allpaßfilter und ein Kerbfilter identisch ist, so daß die relativen Schaltkreiskosten verringert werden können, indem der Herstellungsprozeß für beide Filterarten bei der Konstruktion und bei

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■" 7 ~

der Fabrikation im wesentlichen identisch ist. Unterschiede können dadurch entstehen,daß verschiedene Werte von diskreten Bauelementen zum Beispiel zum Dünnfilmschaltkreis addiert werden, oder daß die Widerstände des Schaltkreises auf verschiedene Werte abgeglichen werden.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schaltkreis mit allgemeinem Aufbau;

Fig. 2 den Schaltkreis nach Fig. 1 mit speziellen Bauelementen; und

Fig. 5 einen für die Verwendung als Allpaßfilter oder als Kerbfilter geeigneten Schaltkreis, der mit weiteren Schaltkreisen in Kaskade geschaltet werden kann, um einen Laufzeitentzerrer für eine übertragungsanordnung zu ergeben.

Nach Fig.1 enthält ein Schaltkreis sechs Bauelemente 1 bis 6 mit zugehörigen Leitwerten Y, bis Yg. Die sechs Bauelemente sind mit einem Verstärker 7 zwischen zwei Eingängen 8 und 9 und zwei Ausgängen 10 und 11 zu einem Netzwerk oder Filter zusammengeschaltet. Der Verstärker 7 ist ein Differenzverstärker mit einem invertierenden Eingang. 12, einem nichtinvertierenden Eingang Ij5 und einem Ausgang 14. Eine Leitung 15, die den Eingang 9 mit dem Ausgang 10 galvanisch verbindet, ist geerdet.

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Die Bauelemente sind wie folgt angeschlossen: Das Bauelement 1 zwischen dem invertierenden Eingang 12 und dem Ausgang 14, das Bauelement 2 zwischen dem Eingang 8 und dem nichtinvertierenden Eingang iy, das Bauelement J5 in Reihe zu dem Bauelement 4 zwischen dem nichtinvertierenden Eingang 13 und dem Ausgang- 14, das Bauelement 5 zwischen der Leitung 15 und dem Verbindungspunkt zwischen den Bauelementen 3 und 4, und das Bauelement 6 zwischen dem Eingang 8 und dem invertierenden Eingang 12.

Eine Analyse des Schaltkreises nach Fig. 1 ergibt, daß die Übertragungsfunktion, das heißt das Verhältnis zwischen der Ausgangsspannung V an den Anschlüssen 10 und 11 zur Eingangsspannung V. (die Spannung zwischen den Anschlüssen 8 und 9), durch folgende Gleichung dargestellt werden kann;

V₁ - X₁Y₂ I Y₃+Y₄+Y₅) + Y₁Y₃Y₅ - Y₃Y₄Y₆ + E/A

V.

In der obigen Gleichung (1) stellt die Größe A die Verstärkung des hochverstärkenden Differenzver-

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stärkers 7 dar, und E stellt einen komplizierten Zusammenhang abhängig von den Leitwerten dar, wie weiter unten näher erläutert wird. Der Ausdruck E/k ist klein, wenn die Verstärkung A als hoch angenommen wird undiamin vielen Fällen vernachlässigt werden. Die Verstärkung A hängt mit der Spannung' am invertierenden Eingang 12 (v_) und mit der .Spannung am nicht invertierenden Eingang Ij5 (v ) durch folgenden Ausdruck zusammen:

Die allgemeine Übertragungsfunktion eines Allpaß-Laufzeitentzerrers zweiter Ordnung ist gegeben durch:

as -bs +c _ Vq ,^

ρ γ

as +bs +c i .

Durch eine geeignete Wahl der Bauelemente und ihrer Werte kann die Übertragungsfunktion des Filters nach Fig. 1 dieselbe Gestalt wie die allgemeine Übertragungsfunktion aus Gleichung (2) annehmen.

Fig. 2 zeigt die Bauelemente, die zur Erzeugung eines Allpaßfilters benötigt werden, das sich zur Verwendung als Laufzeitentzerrer eignet und eine allgemeine Übertragungsfunktion von dem in Gleichung (2) dargestellten Typ hat. Die Schaltkreis-Bauelemente nach Fig. 2 sind mit Bezugszeichen versehen, die eine Zu-Ordnung zu den verallgemeinerten Bauelementen nach Fig. gestatten. Mit anderen Worten: Das Bauelement 1 ist

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in Pig. 2 durch einen Widerstand G, bezeichnet, wobei G, gleichzeitig den Wirkleitwert des Widerstandes darstellt. Das Bauelement 2 nach Fig. 1 ist in Fig. 2 durch zwei Bauelemente dargestellt, nämlich durch einen Widerstand G₂ und einen Kondensator Cp, wobei C₂ wie bei der für die Widerstände verwendeten Abkürzung die Kapazität des Kondensators darstellt, der einen Teil des Bauelementes 2 bildet. Das Bauelement J5 nach Fig. 1 ist in Fig. 2 . durch einen Kondensator C-, dargestellt, und die übrigen Bauelemente in Fig. 2 sind Widerstände, die durch ihre Wirkleitwerte G^, Gc und Gg dargestellt sind. Die verbleibenden Bezugszeichen in Fig. stimmen mit den in Fig. 1 gezeigten Bezugszeichen überein.

Der Ausdruck für die Übertragungsfunktion des Schaltkreises nach Fig. 2 kann in Abhängigkeit von den Wirkleitwerten und Kapazitäten der Schaltkreis-Bauelemente wie folgt angeschrieben werden:

^G2

O)

B09818/0926

Die Bedingung für Allpaßverhalten bedeutet, daß die Koeffizienten von s im Zähler und im Nenner der Gleichung (j5) gleich und vorzeichenungleich sein müssen. Die Größte s kann in einem bestimmten Schaltkreis durch j {^ ersetzt werden. Aus Gleichung (2) ergibt sich deshalb nachstehender Ausdruck für ein Allpaßfilter:

. . G₂ -

₂ - (G₄₊G₅)[Ol . Gß/j ₍₄₎

Diese Gleichung kann umgeschrieben werden zu:

Diese Bedingung muß im wesentlichen erfüllt sein, damit das Filter bei allen Frequenzen innerhalb der Bandbreite, bei der der Verstärker ausreichend hohe Verstärkung aufweist, gleiche Dämpfung aufweist. Wenn diese Bedingung erfüllt ist, ergibt sich für den Nenner aus Gleichung (2)ϊ

/2 +S²CaC₃ - (₆₎

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Die Resonanzfrequenz U) * in deren Nähe die Laufzeit maximal ist, ist definiert zu:

C^ 'Jf (7),

und für den Schaltkreis nach Fig. 2 gegeben durch:

Der Laufzeitparameter X , der näherungsweise gleich der maximalen Laufzeit in der Nähe der Resonanzfrequenz ist, ist definiert zu:

s - ²^ (9)

¹O "* b

und für den Schaltkreis nach Fig. 2 gegeben.durch;

to

^G2^+G5

40_£

Aus Gleichung (10) ergibt sich für den Fall, daß die Koeffizienten von s im Zähler und im Nenner gleich und vorzeichenungleich sind:

r,

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Die drei Gleichungen (5), (8) und (10) stellen gewisse Beschränkungen für die Bauelemente des Filters dar, erlauben aber mehrere willkürliche Wahlmöglichkeiten.

Das Verhalten eines Filters nach Fig. 2 muß oft nach seinem Aufbau durch Abgleich eines oder mehrerer Bauelemente eingestellt werden. Die Abgleichvorgänge sollen dabei vorzugsweise, soweit dies möglich ist, unabhängig voneinander sein. Im allgemeinen ist es günstiger, Widerstands-Bauelemente anstatt kapazitiver Bauelemente abzugleichen, insbesondere bei einer mikroelektronischen Realisierung des Schaltkreises in Hybrider Dickfilm- oder Dünnfilmtechnik.

Aus einer Betrachtung der Gleichung (5) geht hervor, daß für den Fall

der Koeffiziente von Gj- Null ist, so daß folgende Be ziehung gilt':

- G₂ = O

Der praktische Erfolg der Erfüllung der willkür lichen Bedingung nach Gleichung (12) besteht darin,

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daß ein Abgleichen des Widerstandes G₁- die Bedingung nach Gleichung (5) nicht umstößt. Somit kann also Gj- zum Einstellen der Laufzeit abgeglichen werden, wie aus Gleichung (10) hervorgeht, ohne das Allpaßverhaltens des Filters zu beeinflussen, was dann garantiert ist, wenn die Bedingung nach Gleichung (5) erfüllt ist.

In vielen Fällen ist es vorteilhaft, wenn die beiden Kondensatoren Cp und C-* gleiche Werte haben. Dies ist eine weitere willkürliche Bedingung, die gegeben ist durch:

= 1

Somit folgt aus Gleichung (14) und Gleichung (12)

Ig,;

so daß aus Gleichung (15) folgende Gleichung erhalten wird:

4-1=2 (16).

Die durch die Gleichungen (14), (15) und (16) dargestellten Beziehungen sind brauchbar und praktisch verwendbar, obwohl durch sie selbstverständlich nur eine von vielen Möglichkeiten zur Erfüllung der zwingenden Bedingung naoh Gleichung (5) gegeben ist»

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das heißt zur Erfüllung der Bedingung, daß die Koeffizienten von s im Zähler und im Kenner gleich und vorzeichenungleich sind.

In der Praxis ist es unwahrscheinlich, daß die Werte der Kondensatoren C₂ und C, exakt gleich sind, oder daß der durch die Gleichungen (15) und (16) ausgedrückte Zusammenhang zwischen den Widerstands-Bauelementen exakt erfüllt ist. Eine wichtige Eigenschaft des Schaltkreises besteht darin, daß eine beachtliche Abweichung der Kondensatoren und Wider _r stände von ihren Nenn- oder Entwurfswerten zulässig ist, da eine einfache Folge von Widerstands-Abgleichoperationen das Piltervephalten derart einstellt, daß eine gewünschte Spezifikation erzielt wird.

Eine geeignete Reihenfolge, in der die Abgleichoperationen vorgenommen werden, vorausgesetzt, daß die Bauelemente innerhalb weniger Prozent ihres Nennwertes liegen, ist die folgende:

(1) Einstellen der Resonanzfrequenz W durch Abgleichen des Widerstandes G₂;

(2) Einstellen des Betrags des Frequenzganges durch Abgleichen eines oder beider Widerstände G, oder Gg derart, daß der Frequenzgang im Frequenzbereich geebnet ist; und

(j5) Einstellen der Laufzeit χ durch Abgleichen des Widerstandes G,-.

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Wenn die durch Gleichung (12) ausgedrückte Bedingung im wesentlichen gilt, beeinflußt der Abgleichvorgang (j5) den geebneten Betrags-Frequenzgang nicht, obwohl sich die Resonanzfrequenz leicht ändern kann. Wenn der Abgleich nur in einer Richtung erfolgen kann, z. B. bei Dickfilmtechnik, wo der Widerstand nur erhöht werden kann, indem z. B. die Oberfläche des Films abgeschliffen wird, besteht eine nützliche Eigenschaft des Schaltkreises nach Fig. 2 darin, daß beim Abgleichvorgang (2) das Erhöhen der Widerstandswerte der Widerstände G₁ oder G/r gleichbedeutend ist mit einer Änderung des Verhältnisses GgZG₁ in gegenläufigem Sinn, so daß das Verhältnis je nach Bedarf in beiden Richtungen geändert werden kann.

Bisher wurde angenommen, daß die Verstärkung A des Verstärkers ausreichend hoch und die Bandbreite f_, ausreichend breit ist, so daß diese beiden Größen keinen nennenswerten Einfluß auf das Verhalten des Filters haben. Der Einfluß dieser beiden Parameter kann abgeschätzt werden, indem wiederum auf Gleichung (1) zurückgegriffen wird, in der der Ausdruck E/A im Nenner erscheint. Die Entwicklung dieses Ausdrucks ist gegeben durch:

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Durch Einsetzen der Bauelemente nach Fig. 2 in die Gleichung (17) erhält man;

-E-= /Vt-G-Λ CPo+sCo 1 fGh+G^scO +sC^/G^+G^fr +sl^r- j (18).

Offensichtlich enthält der Ausdruck E/A Kompo-

2 3 nenten, die proportional sind zu s, s und s . Der Einfluß der zu s und s^ proportionalen Komponenten besteht darin, daß der Laufzeitparameter f geändert wird; in der Praxis kann dies jedoch durch Abgleichen des Widerstandes Gt- eingestellt werden, wie bereits beschrieben wurde.. Der Einfluß der zu s proportionalen Komponente besteht darin, daß die Frequenz des Polpaares des Filters geändert wird, ohne die Frequenz des Nullstellenpaares zu beeinflussen, Infolgedessen wird die Allpaßeigenschaft oder die geebnete Dämpfung nicht beibehalten.

Um diesen Effekt auszugleichen, kann ein weiteres Bauelement in das Filter eingefügt werden, und zwar in der Form eines Widerstandes G^ parallel zum Kondensator C-*. Dieser Schaltkreis ist in Fig.5 dargestellt, wobei die den Bauelementen der Fig. 2 entsprechenden Bezugszeichen für entsprechende Bauelemente in Fig.3 übernommen wurden. Der Einfluß des zusätzlichen Widerstandes G-,, dessen Wirkleitwert gleich G-, ist, besteht darin, daß die Frequenzen des Nullstellenpaares und des Polpaares um unterschiedliche Beträge geändert werden,

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so daß nach dem Abgleichen des Widerstandes G-* eine Kompensation des Einflusses der Verstärkerbandbreite möglich ist und die Nullstellen-und Polfrequenzen gleichgroß gemacht werden. Falls erforderlich, kann der Wert des Widerstandes G^ für jeden gegebenen Verstärker mit einem bekannten f*- derart berechnet werden,daß der Wert nicht nachträglich abgeglichen werden muß.

Mehrere Schaltkreise nach Fig. 2 oder Fig. jj können zusammen mit ähnlichen Schaltkreisen in Kaskade geschaltet werden, so daß ein gewünschter Laufzeitverlauf über der Bandbreite einer'Übertragungsanordnung aufgebaut wird. Es sei darauf hingewiesen, daß für den Schaltkreis nach Fig.2 die Verstärkung über der Bandbreite im wesentlichen gleich 1 ist; wenn jedoch derWiderstand Q-, hinzugefügt wird,weicht die Verstärkung etwas von 1 ab, doch beträgt diese Abweichung in der Praxis normalerweise nicht mehr als

Bei der praktischen Realisierung des Schaltkreises in Dünn- oder Dickfilmtechnik ist sehr wahrscheinlich, daß die Kondensatoren einen Verlustwiderstand haben. Durch Abändern derjWerte der Widerstände Gg und G^, vgl. Fig. 3, kann der Schaltkreis jedoch derartig verlustbehaftete Kondensatoren kompensieren.

In einem praktischen Ausführungsbeispiel des Schaltkreises nach Fig. 3 hatten die Bauelemente folgende Werte:

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-I₉-

Widerstand G, =3 k Ohm Widerstand G₂ = 2.35 k Ohm Widerstand G-, = 100 k Ohm Widerstand G^ = 4.7 k Ohm

Widerstand Gr- = 10 k Ohm

5
Widerstand Gg = 1 k Ohm

Kondensator Cp'= 30 nF Kondensator. C, = 30 nF.

Mit diesen Schaltkreiswerten betrug die Resonanzfrequenz des Schaltkreises 1,93 kHz und die berechnete Laufzeit beiper Resonanzfrequenz betrug 0,6 ms, dagegen O,O45 ms bei tiefen Frequenzen. Der Betrag des Frequenzganges oder Amplitudengangs war atf + 0,02 dB bei einer konstanten Dämpfung ν,οη 0,25 dB einstellbar.

Mit dem Schaltkreis nach Fig.2 kann bei gleicher Konfiguration der Bauelemente ein Kerbfilter erzeugt werden. Ein Kerbfilter ist ein Filter mit hoher Dämpfung bei einer Frequenz und einer Verstärkung Eins im übrigen Bereich. Die allgemeine Übertragungsfunktion eines Kerbfilters ist gegeben durch:

V 2
ο as

• i as + bs + c

Beim Kerbfilter wird jetzt die in Gleichung (5)· aufgestellte Bedingung, die auf das Allpaßfilter zutraf, durch die in Gleichung (20), die aus der Gleichung (3)

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ableitbar ist, ersetzt:

= 0

(20),

Es gibt wiederum zahlreiche Möglichkeiten, diese Bedingung in der Praxis einzuhalten. Ein Satz aus willkürlichen Bedingungen ist nachstehend aufgeführt:

/C,

Ä 1

(21)

(22),

= 1

Bei dieser Wahl wird die Gleichung (20) nominell erfüllt, und die exakte Erfüllung kann durch Abgleichen eines oder beider Widerstände G-, und Gg erzielt werden. Dieses Abgleichen kann durch eine Reihe von Abgleichvorgängen erfolgen, ähnlich wie bei den genannten Operationen im Zusammenhang mit dem Allpaßfilter. Beim Kerbfilter kann nach Fig. 3 ein Widerstand G-, eingefügt werden. Diese Einfügung des Widerstandes G-* kann zur Kompensation der Verstärkerbandbreite dienen.

SO9818/O02S

In einer praktischen Ausführung hatten die Bauelemente des Kerlafilters folgende Werte:

Widerstand G₁ = J5 k Ohm Widerstand G₂ = 4.5 k Ohm Widerstand G- = 100 k Ohm Widerstand G^ = 4.7 k Ohm

Widerstand G_c = 100 k Ohm

5 Widerstand Gg = 1.5 k Ohm

Kondensator C₂ = 50 nP Kondensator C- = 30 nF .

Dieser Schaltkreis besaß eine Sperrfrequenz bei 1,18 kHz und die Tiefe des Dämpfungseinbruchs bzw. der"Kerbe" (nach dem Abgleichen) betrug 50 dB.

Zusammenfassend sei betont, daß ein wichtiger Punkt der vorliegenden Erfindung durch wirtschaftliche' Masken gegeben ist, die zur Herstellung von Allpaßoder Kerbfiltern benötigt werden, wenn der Schaltkreis in Mikroelektronik-Technik hergestellt wird. Außerdem liegt in der Einfachheit, mit der der Schaltkreis dimensioniert werden kann, ein bedeutender wirtschaftlicher Vorteil.

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Claims

Patentansprüche

1.j Übertragungsfunktions-Steuernetzwerk,

gekennzeichnet durch einen Differenzverstärker (7) hoher Verstärkung A mit einem invertierenden Eingang (12), einem nichtinvertierenden Eingang (Ij5) und einem Ausgang (14);

ein erstes Bauelement (1) mit einem Leitwert Y, zwischen dem Ausgang und dem invertierenden Eingang des Verstärkers;

ein zweites Bauelement (2) mit einem Leitwert Yp zwischen einem Signäleingang (8) und dem nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers;

ein drittes Bauelement (j5) mil^inem Leitwert Y^ in Reihe zu einem vierten Bauelement (4) mit einem Leitwert Y^;

ein fünftes Bauelement (5) mit einem Leitwert Y^. zwischen einem. Bezugspunkt (10) und dem Verbindungspunkt zwischen dem dritten und dem vierten Bauelement; und

• ein sechstes Bauelement (6) mit einem Leitwert Yg zwischen dem Signaleingang und dem invertierenden Eingang des Verstärkers,

wobei das Steuernetzwerk für ein Eingangssignal Y. zwischen dem Signaleingang und dem Bezugspunkt ein Ausgangssignal V zwischen dem Ausgang des Verstärkers und dem Bezugspunkt derart erzeugt, daß eine Über-

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tragungsfunktion

T" Y₁Y₂ (Y₅₊Y₄₊Y₅) +Y₁Y₃Y₅-Y₃Y₄Y₆₊ ε/α

gij-t, bei der in erster Näherung

erfüllt ist,

mit: ε = komplexe Frequenzvariable, A = Verstärkung des Verstärkers bei sehr tiefen Frequenzen, und

f*g = Kennwert des Frequenzverhaltens des Verstärkers, d. h. .Verstärkungs-Bandbreiten-Produkt des Verstärkers (Fig.1).

2. Übertragungsfunktions-Steuernetzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daJ3. darstellt *

Das erste Bauelement einen ersten Widerstand mit einem Wirkleitwert G₁J

das zweite Bauelement einen zweiten Widerstand mit einem Wirkleitwert G₂ parallel zu einem ersten Kondensator mit einer Kapazität C₂;

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das dritte Bauelement einen zweiten Kondensator mit einer Kapazität C-,;

das vierte Bauelement einen dritten Widerstand mit einem Wirkleitwert G₁,;

das fünfte Bauelement einen vierten Widerstand mit einem Wirkleitwert G_n-; und

das sechste Bauelement einen fünften Widerstand mit einem Wirkleitwert Gg, und

daß die Übertragungsfunktion des Netzwerks für ein Eingangssignal Y_± und ein Ausgangssignal V_Q als . Punktion der Wirkleitwerte und der Kapazitäten der Bauelemente und der komplexen Prequenzvariablen s gegeben ist durch:

3. Übertragungsfunktions-Steuernetzwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Koeffizienten der komplexen Prequenzvariablen s im Zähler und im Nenner der Übertragungsfunktion gleichen Betrag und entgegengesetztes Vorzeichen derart haben,daß das Netzwerk ein Allpaßnetzwerk darstellt.

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4. ubertragungsfunktions-Steuernetzwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der fünfte Widerstand sowie der erste und der zweite Kondensator derart dimensioniert sind, daß gilt.'

G₁

- 1 - 2

= O.

5. Übertragungsfunktions-Steuernetzwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Kondensator gleichen Wert haben, so daß gilt:

= 1

6. Übertragungsfunktions-Steuernetzwerk nach Anspruch 2,d.g.,daß dessen.Bauelemente derart dimensioniert sind, daß

G_n

= 0,

so daß das Netzwerk ein Kerbfilternetzwerk ist.

7. Übertragungsfunktions-Steuernetzwerk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Kondensator gleichen Wert haben, so daß gilt:

—- 1

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