CN1093701C

CN1093701C - 长度缩短的调谐滤波器

Info

Publication number: CN1093701C
Application number: CN96123275A
Authority: CN
Inventors: 约瑟夫·A·泽纳莫; 约瑟夫·N·麦吉尔
Original assignee: EAGIE COMTRONICS Inc
Current assignee: EAGIE COMTRONICS Inc
Priority date: 1996-12-19
Filing date: 1996-12-19
Publication date: 2002-10-30
Anticipated expiration: 2016-12-19
Also published as: CN1185684A

Abstract

本发明提供一种整体长度缩短的调谐滤波器，在这种滤波器中，并排设置有两个线圈(空心电感)，其安装位置相对于滤波器的纵向是横向的，而不是彼此在同一线上或者对角线上。根据滤波器的极点数，横向安装线圈的结果是与传统的直线式滤波器设计可实现的长度相比，滤波器的整体长度至少缩短了25%至50%以上。另外，横向安装结构的结果还改善了调谐陷波滤波器的频带和高频响应的电特性。

Description

长度缩短的调谐滤波器

技术领域

本发明一般涉及调谐滤波器，尤其涉及陷波滤波器，它适用于除去注入到电视信道中的至少一种信号或者多频率扰频信号，以消除可理解地接收视频和/或音频信息的可能性，或者除去电视信道中的载波，以防止对它的接收。

背景技术

长期以来，传统的实践中，收费电视通信系统，即对电视节目信号(通常可由一组电视机恢复)的接收是局限于专门授权的电视机，系统对发送的电视信号进行扰频或编码，以防止没有付费的人未经授权接收。例如传统的硬接线的公用天线系统(CATV)能代表一般收费电视通信系统的特征，虽然其它的系统也已经开发使用射频(RF)传输给用户而不用硬接线。如果收费电视系统提供一个以上的信道，则还要求对用于提供额外收费服务的各个信道提供所选择的扰频或保密。

最常用来防止未经授权的接收的方法之一是把扰频信号或者干扰载波信号加到其伴声载波和图像载波之间的电视传输信号上。把扰频信号加到电视传输信号上，提供了造成电视机以非相干形式重构经扰频的电视传输信号的额外的信息。把在授权的电视机上经扰频的电视信号通过调谐陷波滤波器来除去该扰频信号。

视频/音频的除去或解扰处理时所用的调谐陷波滤波器必须满足几个关键要求。例如，调谐陷波滤波器具有高度稳定性和可靠性是重要的。它在要求的频带上应当具有高衰减性和陡峭的边缘，以使不需要的相邻信道的衰减值达最小。除了这些电要求之外，调谐陷波滤波器必须较小，较佳的直径小于2.0955厘米(0.825英寸)，使所用的陷波滤波器能安装到有限的空间内，例如把一个或多个滤波器安装到支座内的绞合线抽头或者其它一些较小的机壳内。在今天的市场中，正在提供更多的额外收费服务，它必须把多于一个的调谐陷波滤波器端与端地连接。因此，要求使调谐陷波滤波器的长度最小，以能把更多的陷波滤波器连接在安装位置处的可用空间内。

而且，现代CATV标准需要这种滤波器在频带内和宽频带上的信号质量较高。一般，陷波滤波器对相邻于陷波频率的频率有一定程度的信号衰减，这是非常不希望有的。因此，本发明人设法改善这种被称为频带响应的电特性。

另外，申请人已经发现，已有技术的陷波滤波器，尤其是那些具有以沿滤波器中心线直线式排列或对角方式间隔质量的线圈的陷波滤波器具有较差的宽带响应的缺点。尤其是本发明人已经发现已有技术的滤波器在高频，例如1Ghz上有相当的信号衰减。因此，本发明为了克服这些缺陷。

由于上述原因，本发明的目的在于提供一种陷波滤波器，其长度缩短，而仍保持甚至改善了电性能特性。

发明内容

本发明提供了整体长度缩短的调谐滤波器，在这种滤波器中，并排设置有两个线圈(空心电感)，其安装位置相对于滤波器是横向的，并基本上与滤波器的纵向垂直，而不是彼此在同一线上或者对角线上。根据滤波器的极点数，横向安装线圈的结果是与传统的直线式滤波器设计可以实现的长度相比，滤波器的整体长度至少缩短了25％至50％以上。整体长度的缩短使用了较小的线圈直径(线圈直径小于0.4191厘米0.165英寸)没有增加滤波器外壳的直径。

而且，横向安装结构可以使线圈安装在屏蔽的中心区域，使线圈比传统的直线式或对角线安装位置离屏蔽更远，结果改善了调谐陷波滤波器的频带内和宽频(尤其是高频)响应的电性能。的确，本发明人已经发现本滤波器提供了至少在1GHz处衰减小于3dB的宽带响应。

附图说明

本发明的进一步目的、特征和优点根据下面结合附图对本发明较佳实施例的详细描述将更为明显。在附图中：

图1是构筑在使用直线式线圈结构的电路板上的传统陷波滤波器的平面图。

图2是构筑在使用对角线线圈结构的电路板上的传统陷波滤波器的平面图。

图3是根据本发明构筑在使用横向线圈结构的电路板上陷波滤波器的顶视图。

图4图示了用于测试要求保护的发明的实施例对几种已有技术的滤波器的测试的测试装置。

图5示出了如图3所示的本发明的实施例对如图1所示的传统直线式设计的宽带电响应特性。

图6示出了本发明的实施例对图2所示的具有对角线圈结构的第一种已有技术的滤波器的宽带电响应特性。

图7示出了本发明的实施例相对于图2所示的具有对角线圈结构的第二种已有技术的滤波器的宽带电响应特性。

图8示出了本发明的实施例相对于已有技术的装置的宽带电响应特性，该已有技术的装置具有正交安装在分开的电路板上的线圈，分开的电路板相对于中心线正交安装，而不是像本发明那样安装在由中心线平行延伸的同一电路板上。

图9示出了本发明的实施例在陷波频率427.25MHz附近的带内电响应特性。

图10示出了图1所示的本发明线内设计的实施例的带内电响应特性。

具体实施方式

传统的线内调谐陷波滤波器10如图1所示。滤波器10包括第一滤波段12、绝缘段14和位于同一电路板18上的第二滤波器段16。屏蔽槽S1、S2切入到绝缘段14的电路板18内。当电路板18放置在滤波器座(未图示)中时，在屏蔽槽S1、S2内设置有导电屏蔽(未图示)。在所示的设计中，第一滤波段12的可调线圈L1、L2以及第二滤波段16的可调线圈L3、L4其中心位于滤波器10的输入端T1与输出端T2之间的直线上。第一和第二滤波器段12、16还包括多个其它的电路元件，例如电容器(c)和电感器(1)，它们安装在电路板18上。

为了缩短输入端与输出端T1、T2之间的距离，从而缩短滤波器的整体长度，提出了图2所示的对角线滤波器设计，线圈L1-L4移离了滤波器的中心线成对角线状，以缩短输入与输出端T1、T1之间需要的长度。然而对角线线圈结构受到线圈的大小(通常为0.4445厘米(0.175英寸)或者更大)、线圈之间需要的空间、各线圈与用于容纳滤波器的座壁之间需要的空间以及滤波器座的直径的限制。

与图1和图2所示的传统的线内或对角线结构相比，本发明把第一和第二滤波段12’、16’内的可调线圈L1’-L4’分布成横跨滤波器的纵向，如图3所示，在所示的实施例中，它构成中心线通过连接到电路板18’的输入和输出端T1’和T2’。较佳地，可调线圈L1’-L4’的直径减小到小于约0.4191厘米(.165英寸)，从而可把线圈L1’-L4’以横向结构放置而不会彼此太靠近，或者太靠近用于容纳滤波器的座的座壁。线圈尺寸的减小还除去了必然的对滤波器座直径的增加。

图3的横向结构的结果是显著地缩短了滤波器的整体长度。这种新的方案把线圈安装在各第一和第二滤波器段12’、16’的中心区域，而不是滤波器的端头。而且，本发明人已经发现当把电路板放置到滤波器座内时，屏蔽结构位于绝缘段14’的屏蔽槽S1’、S2’的寄生作用较小。对于这一方面，请参见下面所述的图4-10。

图4示出了用于测试本发明的实施例相对于已有技术的装置。如图所示，测试单元连接到Hewlett Packard HP8711A网络分析仪上，把网络分析仪提供的数据通过接口电缆送到HP彩色描图机上。

图5以实线示出了本发明的实施例的电响应，以虚线示出了已有技术的线内设计的实施例的电响应。如图所示，本发明在所示的宽带范围内表现出非常优秀的高频特性。申请人已经发现横向间隔放置于同一电路板上有利于改变滤波器组成部件之间的寄生电感。

图6和图7示出了与图5所示的改进相似的根据本发明的高频特性的改进。在图6和7中，两种具有对角线线圈结构的已有技术滤波器分别使用Arcom实验室的MNX-6和Arcom实验室的MN-A。如图所示，本发明表现出优秀的高频响应特性，其中实现了有利的低程度衰减。

图8示出了本发明的实施例相对于使用正交安装的线圈的、但其线圈安装在相对于中心线分别分开的正交安装在的电路板上的另一种现有技术的滤波器的宽带电响应特性。该滤波器结构在转让给Palinkas的美国专利No.5,278,525中有描述。虽然与现有技术的线内或对角线设计相比Palinkas的横向设计在高频响应特性上有些改善，但，尽管如此，它与本发明不同，它在高频上的有较高的衰减值。

而且，比较图9和10显示，本发明在陷波频率427.25MHz附近的宽带频率范围内有非常大的改善。如与图10表示的直线型设计数据比较，根据本发明的图9显示出规定陷波点有较高的和陡峭的边缘，表示对相邻于陷波频率的频率处具有较低的衰减值。因此，本发明不仅在宽带频率谱内改善了频率特性，还改善了频带衰减特性。

虽然上面已参照其实施例描述了本发明，但应当理解，在所附权利要求书的精神和范围内可以作出各种改变。例如，虽然本发明参照具有两段的陷波滤波器进行了描述，但本发明并不限于两段式滤波器，它可应用于具有两个以上的段的调谐滤波器内绝缘的相邻滤波段。本发明还可应用于一般用途的调谐滤波器，并不只限于陷波滤波器。而且，绝缘段不需要包括屏蔽槽，代之的可以包括接地板，屏蔽层被夹到其上或者用其它方法连接到其上。

Claims

1、一种调谐滤波器，包含：包括第一对可调线圈的第一滤波段；和包括第二对可调线圈的第二滤波段；以及位于所述第一和第二滤波段之间的绝缘段；其特征在于，所述第一和第二对可调线圈设置成横跨所述滤波器的纵向。

2、如权利要求1所述的调谐滤波器，其特征在于，第一和第二对可调线圈位于同一电路板上。

3、如权利要求1所述的调谐滤波器，其特征在于，所述绝缘段包括切入所述电路板内的第一和第二屏蔽槽。

4、如权利要求1所述的调谐滤波器，其特征在于，进一步包含输入端和输出端，连接到所述电路板上由通过所述滤波器的所述纵向的中心线限定的位置上。

5、如权利要求1所述的调谐滤波器，其特征在于，所述第一和第二对可调线圈的可调线圈直径小于约0.4191厘米(0.165英寸)。

6、如权利要求1所述的调谐滤波器，其特征在于，进一步包含输入和输出端，它们位于通过所述滤波器的所述纵向的中心线上。

7、一种调谐滤波器，包含：具有所定义长度和宽度的电路板；分别连接到所述电路板的第一和第二端上的输入端和输出端，以及位于所述第一和第二滤波段之间的绝缘段；其特征在于，所述输入端和输出端位于通过所述电路板的纵向的中心线上；第一滤波段包含第一对可调线圈，它们安装于所述电路板的第一条直线上，该线横跨并基本上垂直于第一滤波段的中心区域内的中心线；第二滤波段包含第二对可调线圈，它们安装于所述电路板上的第二条直线上，该线横跨并基本上垂直于第二滤波段的中心区域内的中心线。

8、如权利要求7所述的调谐滤波器，其特征在于，调谐滤波器提供了至少在1Ghz处有衰减小于3dB的高频响应。