Universeller Digitalfilter. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Hinweis für den Schüler

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Es ist nicht so schwer, einen digitalen Filter zusammenzustellen, der Bass- oder Höhenpass und Bandpass oder Notch bietet. All dies wird durch eine einfache Kombination von Logikgattern, Flip-Flops und Invertern erreicht. Da diese Schaltung gepulst ist, sorgt sie für eine nahezu perfekte Filterung des Rechtecksignals.

Die Grenzfrequenz des Tiefpass- oder Hochpassfilters (A) (siehe Abbildung) wird durch die Werte von R1 und C1 bestimmt. Die gleichen Komponenten legen die Impulsdauer t des One-Shots fest, die gleich ist halbe Periode To der Grenzfrequenz:

Die erste positive Flanke der Eingangsrechteckspannung löst den One-Shot aus. Der einzelne Vibrationsimpuls öffnet das Tor G1 und belegt das Tor C2 mit einem Bann.

Wenn die Frequenz der Rechteckwelle höher als fo ist, gibt das Gatter G1 einen Ausgangsimpuls ab, der die Flip-Flops FF1 und FF2 kippt. Die Ausgangsspannung des Flipflops FF1 öffnet das Ventil G3, und das Eingangssignal wird zum Ausgang der Schaltung geleitet. Während dieser Zeit bleibt das Ventil G2 geschlossen.

Wenn die Eingangsfrequenz unter fo fällt, wird das Gatter G1 geschlossen und das Gatter G2 geöffnet und das Signal von seinem Ausgang setzt das Flip-Flop FF1 zurück. Dies schließt G2 und stoppt den Durchgang einer Rechteckspannung zum Ausgang der Schaltung.

Der FF2-Trigger verhindert, dass der FF1-Trigger bei hohen Frequenzen falsch ausgelöst wird. Dieser Trigger wird zu Beginn des One-Shot-Impulses zurückgesetzt.

Durch eine leichte Schaltungsänderung wird aus dem Hochpassfilter ein Tiefpassfilter. Dazu brauchen Sie nur den Inverter zwischen den Ausgang FF1 und den Eingang G3 zu schalten. Die Grenzfrequenz bleibt gleich.

Ein digitales Bandpassfilter (B) kann erhalten werden, indem das Eingangssignal und die Signale von den Ausgängen des Tiefpassfilters und des Hochpassfilters an ein UND-Gatter mit drei Eingängen angelegt werden.In diesem Fall ist die Grenzfrequenz von das Tiefpassfilter f1 muss höher sein als die Grenzfrequenz des Hochpassfilters f2.

Ein Bandsperrfilter (C) kann auf ähnliche Weise erhalten werden: Die Ausgänge der Tiefpass- und Hochpassfilter müssen mit dem NAND-Gatter verbunden werden, und das UND-Gatter mit zwei Eingängen sollte am Ausgang des eingeschaltet werden In diesem Fall muss die Grenzfrequenz des Tiefpassfilters f1 immer noch höher sein als die Grenzfrequenz des Hochpassfilters f2.

Diese digitalen Filter können beliebige periodische Signale verarbeiten, solange letztere eine Rechteckspannung vorgeformt haben, die ausreicht, um die Amplitudenlogikschaltungen auszulösen. Der Frequenzbereich jedes Filters ist nur durch die zulässige Startfrequenz des einzelnen Vibrators und die Geschwindigkeit der Logikschaltungen begrenzt.

Der in der Hauptfilterschaltung verwendete Motorola MC790R-Halbwellen-Multivibrator-IC arbeitet normalerweise mit einem großen Arbeitszyklus und erzeugt nach dem Start einen Impuls von streng konstanter Dauer. Weitere Schaltungskomponenten sind die Gatter-ICs MC9713P mit zwei Eingängen, das RS-Flip-Flop MC790 und die Schaltung MC789P (alle Motorola-Schaltungen) mit sechs Invertern. Für den Widerstand R1 und die Kapazität C1 ist eine große Auswahl an Werten möglich, abhängig von der Geschwindigkeit der Logikschaltungen und dem Qualitätsfaktor des Kondensators.

Autor: N. McKinley, Hollyburton Research Center (Duncan, Oklahoma); Veröffentlichung: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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