173909. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés- digitális jelek spektrumának javított sávkorlátozására, aluláteresztő szűrők és digitális villamos áramkörök kombinációjával
3 173909 4 4. ábra a találmány szerinti szűrőkombináció blokkvázlatát szemlélteti, az 5. ábra a találmány szerinti szűrőkombinációban levő előszűrő által okozott négyszögjel-amplitúdó csökkenésének előkiemeléssel elért kiegyenlítését mutatja be, a 6. ábra a 4. ábra szerinti blokkvázlat áramköreinek be- és kimeneti sarkain megjeleníthető jelalakokat szemlélteti, a 7. ábra az analóg-digitális villamos szűrőkombináció egy megvalósított kapcsolási elrendezését ábrázolja. Az la. és lb. ábrán látható ismert szűrőtípusok A(f) csillapítás és r(f) futási idő karakterisztikája azt mutatja, hogy ezekkel már az áteresztő és zárósáv határán nagy futási idő hiba adódik. Az átmeneti sávbeli, kellően nem csillapított komponensek — fázishibájuk miatt — kedvezőtlenül összegződve amplitúdót) elengéseket okoznak (ld. 2a. ábra). Ha a szűrő határfrekvenciája alig nagyobb, mint a jelsorozatban előforduló legnagyobb hasznos ismétlődési frekvencia, lineáris futási idő karakterisztikát kell biztosítani nemcsak az áteresztő-záró átmeneti tartományban, hanem a zárósáv elején is. Mint azt az 1c. és ld. ábrán láthatjuk, a Thomson illetve az „L” szűrő ennek a követelménynek eleget tesz ugyan, de a csillapítás-karakterisztika nem eléggé meredek (bármilyen nagy elemszám esetén sem.) Az ismert szűrőtípusok fenti hátrányos tulajdonságainak hatása négyszögjelátvitelre nézve néhány tíz százalék ampitúdóbelengés (ld. 2a. ábra) pl. Cauer szűrő esetén, vagy a 2b. ábrán látható gyorsjel amplitúdócsökkenése (pl. „L” szűrő után, látható, hogy a csúcsok közötti idő —12 — kisebb, mint a lassújelek fel- és lefutási ideje-ti). Mindezek a nemkívánt torzulások a zajos (vett) jelsor felismerését nehezítik, illetve lehetetlenné teszik. Viszonylag a legkisebb hibát a kis zárócsillapítású „L” szűrő okozza, de a nem eléggé elnyomott összetevők rontják az élek tükörszimmetriáját, és még elégtelen (20 db alatti) zárócsillapítás esetén is több tíz százalék amplitúdócsökkenés adódik az áteresztő sávban már a zárófrekvencia felénél. (A zárófrekvenciánál éri el a szűrő a zárócsillapítást.) Az ismert szűrők önmagukban - mivel eredetileg sztohasztikus, leginkább fehérzajhoz hasonlítható spektrumeloszlású jelek sávkorlátozására valók - nem optimálisak digitális jelek számára. Ha kihasználjuk azt, hogy pl. bármelyik bináris digitális jelsorban leghamarább órajelütemként és legfeljebb két ■ érték között változhat az amplitúdó spektrumkorlátozásra tökéletesebb jelforma mellett van mód. Ennek a felismerésnek megfelelően — nemvárt többletelőnyként — a közeli zárósávban állandó ampitúdójú összetevőkkel járó jelformálást valósít meg a találmány szerinti szűrőkombináció. A 3. ábrán látható lépcsős spektrumeloszlású jelnek fontos tulajdonsága, hogy az fa és fz frekvenciák által határolt közeli zárósávba (fa az áteresztő sáv határfrekvenciája) eső komponensek hasznos összetevők, és azt biztosítják hogy a jelkombinációval változó amplitúdóingadozások (illetve belengések) a megengedettnél nagyobbak ne legyenek. Biztosítják továbbá a tükörszimmetrikus és a megengedettnél nem nagyobb mértékben változó (és nem hullámos) egyforma felfutási és lefutási élt, illetve fel- és lefutási időt. Az fh frekvencia feletti távoli zárósávban a spektrumnak nincs számottevő teljesítménye. A 4. ábrán látható analóg-digitális villamos szűrőkombináció kapcsolási blokkvázlatának összes fokozatára csak akkor van szükség, ha az élalakok és egyúttal az amplitúdók egyformasága a cél. A szűrőkombináció bemenetét képező A ponton van jelen valamely órajelütemként véletlenszerűen változó bitértékű — bináris — négyszögimpulzus sorozat (pl. adó moduláló jele). A nemkívánatos komponenseket úgy kell egy meghatározott szint alatt tartani, hogy a jelkombinációtól csak néhány százalékon belül függőn az impulzus amplitúdó. A fel- és lefutás szintjén kevéssé függhet a jelkombinációtól. Az impulzuséleknek tükörszimmetrikusaknak kell lenni a félamplitudóra nézve és az élek fel- és lefutási ideje néhány százalékon belül egyforma kell legyen. Ennek megfelelően a szűrőkombináció fokozatai a 4. ábra szerint a következők: Az 1 előkiemelő fokozat digitális áramkör, feladata, hogy az A bemenetre adott négyszögimpulzus sorozat leggyorsabban változó szakaszain az impulzusamplitúdót — a fokozatot követő 2 előszűrő nemkívánt áteresztősávi csillapításától függő mértékben — előre kiemelje. A működtetéséhez szükséges segédjelet (ld. 6. ábra Uq jelsor) önmagában ismert módon állítjuk elő. Az óraütemnél hosszabb késleltetés után értékelhető, hogy 010, vagy 101 kombináció (vagy ezek folyamatos ismétlődése) következik a jelsorban, amikor az 1 ill. 0 bitértékű helyeken növelni kell az amplitúdót (pl. be kell kapcsolni egy segédgenerátort). Az A bemenetre adott jel és a G kapocsra adott segédjei egy-egy Ti és T2 generátort kapcsol, (ld. 7. ábra) amelyek összegzett kimenőjele a B pontra jut (ld. 6. ábra UB jel). Az 1 előkiemelő fokozat adja a 2 előszűrő illesztett meghajtását is. A 2 előszűrő lapos futási idő karakterisztikájú aluláteresztő szűrő, amely elegendően magas fokszámú, hogy állandónak tekinthető futási időt biztosítson a zárósáv kezdetén is. Segítségével az áteresztősávi spektrum és a jelalak minimális torzulása mellett alakítható ki a közeli zárósávban szükséges spektrumelnyomás (ld. 3. ábra). A 3 elválasztó csillapítótag - amely pl. ohmos ellenállásokból áll — biztosítja a 4 zárószűrő illesztett meghajtását a 2. előszűrő "árósávjában is, és egyűttal a 2 előszűrő frekvenciafüggetlen lezárására szolgál. A 4 zárószűrő meredek csillapításkarakterisztikájú aluláteresztő szűrő és a távoli zárósáv kialakítását biztosítja. Ezen szűrőfokozat áteresztő-záró átmeneti tartománya az előszűrő zárósávjába esik, ezért futási idő karakterisztikája kevéssé kritikus, és a legnagyobb hasznos frekvencia többszörösén a 2 előszűrővel együtt nagy zárócsillapítást ad. Mivel a 4 zárószűrő a viszonylag kis zárócsillapítású 2 előszűrő után megmaradt nemkívánt összetevőket 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
