DE1100834B - Mechanical frequency filter - Google Patents

Mechanical frequency filter

Info

Publication number
DE1100834B
DE1100834B DET13460A DET0013460A DE1100834B DE 1100834 B DE1100834 B DE 1100834B DE T13460 A DET13460 A DE T13460A DE T0013460 A DET0013460 A DE T0013460A DE 1100834 B DE1100834 B DE 1100834B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
coupling
frequency filter
resonance
mechanical frequency
filter
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.)
Pending
Application number
DET13460A
Other languages
German (de)
Inventor
Horst Ohnsorge
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.)
Telefunken AG
Original Assignee
Telefunken AG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Telefunken AG filed Critical Telefunken AG
Priority to DET13460A priority Critical patent/DE1100834B/en
Publication of DE1100834B publication Critical patent/DE1100834B/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/46Filters
    • H03H9/48Coupling means therefor
    • H03H9/50Mechanical coupling means

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Description

Mechanisches Frequenzfilter Die Erfindung betrifft ein mechanisches Frequenzfil.ter, weiches aus zu, mechanischen Schwingungen erregten Resonanzkörpern besteht, die über mechanische Koppelelemente miteinander gekoppelt sind. Derartige Filter sind in den verschiedensten Formen-bekannt; wie z. B. aus ° der Literaturstelle »Proceedings I. R: E,«; Januar 1957,:. S.- 5 bis 16, hervorgeht. In diesem Aufsatz sind auch-bereits Filter beschrieben, die aus einzelnen kreisförmigen Platten bestehen,-diedurch an den Plattenrändern angeschweißtetÄZ>rä-hle; miteinander verkoppelt sind. Dabei werden-die Plattenin Schwingungen erregt, die man als rotationssymmetrische Biegeschwingungen bezeichnen könnte. Derartige Filter neigen sehr stark zu Nebenwellen, d. h. zur Anregung in unerwünschte Schwingungsformen, in denen die Platten nicht nur kreisförmige, zentralsymmetrische Knotenlinien, sondern auch radial verlaufende Knotenlinien der Schwingung ausbilden. Durch die Erfindung werden Frequenzfilter ähnlicher Form beschrieben, die diese Schwierigkeiten nicht bzw. in sehr viel geringerem Maße zeigen.Mechanical frequency filter The invention relates to a mechanical frequency filter Frequency filter, soft from resonance bodies excited by mechanical vibrations exists, which are coupled to one another via mechanical coupling elements. Such Filters are known in a wide variety of forms; such as B. from ° the literature reference "Proceedings I. R: E,"; January 1957,:. Pp. 5 to 16. In this essay Filters that consist of individual circular plates have also already been described welded to the plate edges ÄZ> rä-hle; are coupled to each other. Included - the plates are excited in vibrations, which are called rotationally symmetrical bending vibrations could denote. Such filters have a very strong tendency to produce spurious waves, i. H. to the Excitation in undesired waveforms, in which the plates are not only circular, centrally symmetrical nodal lines, but also radial nodal lines of the Develop vibration. The invention describes frequency filters of a similar shape, which do not show these difficulties or show them to a much lesser extent.

Die Erfindung geht von einem mechanischen Frequenzfilter aus, bei welchem die zu Biegeschwingungen erregten Resonanzkörper durch longitudinal schwingende Koppeldrähte oder -streifen miteinander gekoppelt sind, die zugleich der Halterung der Resonatoren dienen. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch zylindrische oder prismatische Stäbe als Resonanzkörper. Als Resonanzkörper wird man gestreckte Stäbe von vorzugsweise kreisförmigem, elliptischem oder rechteckförmigem Querschnitt verwenden, wie sie beispielshalber in Fig. l a, 1 b und 1 c dargestellt sind. Bezeichnet man mit L die Länge des Schwingkörpers, mit a die Seite des rechteckigen Querschnitts, parallel zu welcher die Biegeschwingung verläuft (Fig. 1 a), so ergibt sich für die Eigenfrequenz F der Biegeschwingungen: Dabei ist unter m die Größe m=(k+1/2) zu verstehen, bei welcher k die Ordnungszahl der Harmonischen ist, in die der Stab zur Schwingung angeregt wird. E ist der Elastizitätsmodul, aus dem der Resonanzkörper gefertigt ist. Für kreisförmigen Querschnitt (Fig. 1 b) ergibt sich für die Eigenfrequenz entsprechend die Formel: Fig. 2 zeigt die Ausführung eines Filters mit derartigen, in Biegeschwingungen erregten Resonanzkörpern. Dabei sind die einzelnen Resonanzkörper 1 durch an geeigneten Punkten ihrer Oberfläche angeschweißte, in longitudinalen Schwingungen erregte Drähte miteinander gekoppelt. An sich genügt bereits ein einzelner durchlaufender Draht 2, der jeweils an jedem Resonanzkörper an einem Punkt der Mantelfläche in der Mitte zwischen den beiden Enden angeschweißt ist. Die Abstände der Befestigungspunkte auf dem Draht werden vorzugsweise zu .1 /4 für die Longitu@dinalwellen in dem Draht gewählt. Vorteilhafter wegen der besseren Symmetrie und damit größeren Sicherheit gegen Erregung von Nebenwellen ist eine Anordnung, bei der - wie in Fig. 3 gezeigt -zwei Koppeldrähte verwendet werden, die jeweils an gegenüberliegenden Punkten der Mantelfläche der Resonanzkörper angeschweißt sind. Eine weitere Kopplungsmöglichkeit, die noch größere mechanische Stabilität besitzt, besteht darin, die Kopplungsdrähte an den Enden der Schwingkörper zu befestigen, wie dies Fig. 4 zeigt. Die Anregung derartiger Filtergebilde, d. h. die Ankopplung an die entsprechenden elektrischen Eingangs- und Ausgangskreise, geschieht in bekannter Weise z. B. durch magnetostriktive Wandler, die in den Fig. 2 bis 4 jeweils mit dem Bezugszeichen 3 angedeutet sind. Diese Wandler können auch selbst als Resonanzelemente rechnerisch mit in die Filtercharakteristik eingehen und sind für die dargestellte Form der Ankopplung als longitudinal schwingende Resonanzelemente aufzufassen. Statt der dargestellten magnetostriktiven Wandler können auch andere elektromechanische Wandler verwendet werden. Hierauf soll jedoch im vorliegenden Zusammenhang nicht eingegangen werden, da sie nicht zum eigentlichen Gegenstand der Erfindung gehören.The invention is based on a mechanical frequency filter in which the resonance bodies excited to flexural vibrations are coupled to one another by longitudinally vibrating coupling wires or strips, which at the same time serve to hold the resonators. The invention is characterized by cylindrical or prismatic rods as resonance bodies. Stretched rods of preferably circular, elliptical or rectangular cross-section, such as those shown by way of example in FIGS. 1a , 1b and 1c, will be used as the resonance body. If one denotes the length of the vibrating body with L, and with a the side of the rectangular cross-section to which the bending vibration runs (Fig. 1 a), then for the natural frequency F of the bending vibrations we get: Here, m is to be understood as the quantity m = (k + 1/2), for which k is the ordinal number of the harmonics in which the rod is excited to vibrate. E is the modulus of elasticity from which the sound box is made. For a circular cross-section (Fig. 1 b), the following formula results for the natural frequency: Fig. 2 shows the design of a filter with such resonance bodies excited in flexural vibrations. The individual resonance bodies 1 are coupled to one another by wires which are welded to their surface at suitable points and are excited in longitudinal vibrations. A single continuous wire 2, which is welded to each resonance body at a point on the lateral surface in the middle between the two ends, is already sufficient. The distances between the fastening points on the wire are preferably selected to be .1 / 4 for the longitudinal waves in the wire. More advantageous because of the better symmetry and thus greater security against excitation of secondary waves is an arrangement in which - as shown in Fig. 3 - two coupling wires are used, which are each welded to opposite points on the outer surface of the resonance body. Another coupling option, which has even greater mechanical stability, consists in attaching the coupling wires to the ends of the oscillating bodies, as FIG. 4 shows. The excitation of such filter structures, ie the coupling to the corresponding electrical input and output circuits, takes place in a known manner, for. B. by magnetostrictive transducers, which are each indicated in FIGS. 2 to 4 with the reference number 3. These transducers themselves can also be included in the filter characteristics as resonance elements and are to be understood as longitudinally oscillating resonance elements for the form of coupling shown. Instead of the magnetostrictive converters shown, other electromechanical converters can also be used. However, this should not be discussed in the present context, since they do not belong to the actual subject matter of the invention.

Die beschriebenen Filterformen lassen auch eine Variation des Kopplungsgrades zwischen den einzelnen Filterelementen zu. An sich hängt der Kopplungsgrad von den mechanischen und geometrischen Eigenschaften der Kopplungsdrähte ab, so daß man die Kopplung durch geeignete Wahl des Drahtmaterials und des Drahtquerschnitts einstellen kann. Es ist jedoch häufig erwünscht, verschiedene Kopplungsgrade zwischen den einzelnen Resonanzelementen mit der gleichen Drahtsorte herzustellen, insbesondere wenn man durchgehende Drähte zur Verkopplung sämtlicher Resonanzelemente verwendet. In diesem Falle können die Drähte an anderen Stellen als in den Fig. 2, 3 und 4 angedeutet, nämlich zwischen den Mittelpunkten und den Endpunkten -der stabförmigen Resonanzelemente angeschweißt werden. Die Knotenpunkte der Schwingung eines in Biegeschwingungen erregten stabförmigen Resonanzkörpers liegen an Stellen, die 0,2241 von den Endpunkten entfernt liegen. Eine Befestigung der Kopplungsdrähte an dieser Stelle würde also theoretisch eine Kopplung ergeben, die gleich Null ist. Sehr kleine Kopplungen können demnach durch Befestigung der Koppeldrähte in der Nähe dieser Stelle erreicht werden, während größere Kopplungen erhalten werden, wenn man die Befestigungspunkte weiter .von dieser -- Stelle weg wählt.- Ein - Filter mit variierter Kopplung nach diesem Prinzip ist in Fig. 5 dargestellt. Es sind noch viele andere Ausführungsformen der Erfindung möglich, die nicht alle im einzelnen dargestellt werden können.The filter shapes described also allow the degree of coupling to be varied between the individual filter elements. In itself, the degree of coupling depends from the mechanical and geometric properties of the coupling wires, so that the coupling is achieved by a suitable choice of the wire material and the wire cross-section can adjust. However, it is often desirable to have different degrees of coupling between to produce the individual resonance elements with the same type of wire, in particular when using continuous wires to couple all of the resonance elements. In this case, the wires can be in other places than in FIGS indicated, namely between the centers and the end points -the rod-shaped Resonance elements are welded on. The nodal points of the vibration of one in bending vibrations energized rod-shaped resonance bodies are located at locations 0.2241 from the endpoints be distant. An attachment of the coupling wires at this point would therefore theoretically result in a coupling that is equal to zero. Very small couplings can can therefore be achieved by fastening the coupling wires in the vicinity of this point, while larger couplings are obtained by moving the attachment points further .from this - selects away.- A - filter with varied coupling after this The principle is shown in FIG. 5. There are many other embodiments of the Invention possible, which cannot all be shown in detail.

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Mechanisches Frequenzfilter, bei welchem die zu Biegeschwingungen erregten Resonanzkörper durch longitudinal schwingende Koppeldrähte oder -streifen miteinander gekoppelt sind, die zugleich der Halterung der Resonatoren dienen, gekennzeichnet durch zylindrische oder prismatische Stäbe als Resonanzkörper. In Betracht- gezogene Druckschriften: Britische Patentschriften Nr. 598 050, 703 144; 'USA:-Patentschrift Nr. 2 345,491; Proceedings of the I. R. E., Vol. 45, Januar 1957, S. 5 bis 16; W. P. M a s o n,, »Electromechanical Transducers änd Wave Filters«, 1948, 2. Auflage, S. 86 bis 92. PATENT CLAIM: Mechanical frequency filter in which the resonance bodies excited to flexural vibrations are coupled to one another by longitudinally oscillating coupling wires or strips, which also serve to hold the resonators, characterized by cylindrical or prismatic rods as resonance bodies. References considered: British Patent Nos. 598 050, 703 144; USA: Patent No. 2,345,491; Proceedings of the IRE, Vol. 45, January 1957, pp. 5-16; WP Mason, "Electromechanical Transducers and Wave Filters", 1948, 2nd edition, pp. 86 to 92.
DET13460A 1957-04-06 1957-04-06 Mechanical frequency filter Pending DE1100834B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DET13460A DE1100834B (en) 1957-04-06 1957-04-06 Mechanical frequency filter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DET13460A DE1100834B (en) 1957-04-06 1957-04-06 Mechanical frequency filter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1100834B true DE1100834B (en) 1961-03-02

Family

ID=7547341

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DET13460A Pending DE1100834B (en) 1957-04-06 1957-04-06 Mechanical frequency filter

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1100834B (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2142332A1 (en) * 1971-08-24 1973-03-01 Licentia Gmbh MECHANICAL FILTER AND METHOD OF MANUFACTURING THE FILTER

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2345491A (en) * 1941-11-25 1944-03-28 Bell Telephone Labor Inc Wave transmission network
GB598050A (en) * 1944-06-22 1948-02-10 Henry Barnato Rantzen Improvements in electro-mechanical filters
GB703144A (en) * 1952-09-10 1954-01-27 Collins Radio Co Improvements in electromechanical filters

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2345491A (en) * 1941-11-25 1944-03-28 Bell Telephone Labor Inc Wave transmission network
GB598050A (en) * 1944-06-22 1948-02-10 Henry Barnato Rantzen Improvements in electro-mechanical filters
GB703144A (en) * 1952-09-10 1954-01-27 Collins Radio Co Improvements in electromechanical filters

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2142332A1 (en) * 1971-08-24 1973-03-01 Licentia Gmbh MECHANICAL FILTER AND METHOD OF MANUFACTURING THE FILTER

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1258987B (en) Mechanical frequency filter
DE1100834B (en) Mechanical frequency filter
DE1265884B (en) Electromechanical filter with piezoelectric drive and longitudinal or bending vibrations executing resonators
DE1236684B (en) Electromechanical filter
DE1616671B1 (en) Electromechanical filter
DE2209033A1 (en) Fixing device for a Kn stable rod, especially for oscillators
DE2207696A1 (en) Fastening device for a vibrating crystal
DE1242770B (en) Mechanical frequency filter
DE441628C (en) Piezo-electric vibration generator
AT201668B (en) Mechanical frequency filter
DE977773C (en) Arrangement for the emission of sound waves by means of a vibrating plate
DE511307C (en) Underwater sound transmitter
DE1120783B (en) Device for the transmission of mechanical vibrations
DE835765C (en) Mechanical oscillation system that can be set into oscillation by electrical equipment
DE422563C (en) Acoustic transducer
DE887422C (en) Vibrating device with two coordinated electromagnetic exciters
DE843473C (en) Utility device or construction element capable of bending vibrations
DE898646C (en) Electromechanical belt filter
DE728181C (en) Piezoelectric flexural oscillator
DE1616404A1 (en) Electromechanical band pass filter
DE1257997B (en) Electromechanical belt filter
DE2054970A1 (en) Filter body of a mechanical high-frequency band pass
DE1113093B (en) Mechanical frequency filter
DE297959C (en)
DE1253835B (en) Mechanical filter