DE1105925B

DE1105925B - Arrangement for controlling the passage width of electrical band filters by changing the coupling

Info

Publication number: DE1105925B
Application number: DES32764A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hansjoerg Roesch
Original assignee: Siemens Elektrogaerate GmbH
Current assignee: SEG Hausgeraete GmbH
Priority date: 1953-03-25
Filing date: 1953-03-25
Publication date: 1961-05-04

Description

Anordnung zur Regelung der Durchlaßbreite elektrischer Bandfilter durch Kopplungsänderung Zur Regelung der Durchlaßbreite von Hochfrequenzbandfiltern, z. B. in Rundfunkempfängern, ist es bekannt, die gegenseitige Lage von induktiv gekoppelten Spulen zu ändern. Die bewegliche Anordnung der Koppelspulen und ihre Betätigung erfordert einen nicht unbeträchtlichen mechanischen Aufwand, z. B. an mechanischen Übertragungsgliedern, wie Gestänge oder Seilzüge, und nimmt daher auch verhältnismäßig viel Platz in Anspruch. Ferner ist es zur selbsttätigenhochfrequenten Bandbreiteregelung zum Zweck einer automatischen Trennschärferegelung bei Rundfunkgeräten bekannt, die Regelung entweder elektromagnetisch oder mittels veränderbarer Rückkopplung oder unter Verwendung geregelter Röhren, die als Kapazitäten geschaltet sind, vorzunehmen. Die Verwendung von Röhren ist in Anbetracht ihres Platzbedarfes und ihres Stromverbrauches unzweckmäßig.Arrangement for regulating the passage width of electrical band filters by changing the coupling To regulate the pass width of high frequency band filters, z. B. in radio receivers, it is known, the mutual position of inductive to change coupled coils. The movable arrangement of the coupling coils and their Actuation requires a not inconsiderable mechanical effort, z. B. at mechanical transmission links, such as rods or cables, and therefore also takes takes up a relatively large amount of space. Furthermore, it is used for self-acting high frequency Bandwidth control for the purpose of automatic selectivity control in radio equipment known, the regulation either electromagnetically or by means of variable feedback or using regulated tubes that are connected as capacitors. The use of tubes is in view of their space requirements and their power consumption inexpedient.

Bei einer anderen bekannten Einrichtung zur selbsttätigen Regelung der Bandbreite eines aus gekoppelten Schwingkreisen bestehenden Bandfilters ist in dem der Schwingkreiskopplung dienenden Längszweig unter anderem ein nichtlinearer Widerstand vorgesehen, dessen Wechselstromwiderstand sich nach Maßgabe der Nutzamplituden am Bandfiltereingang ändert. Voraussetzung für die Anwendbarkeit der bekannten Einrichtungen dieser Art ist jedoch, daß an den Schwingkreisen eine hohe Hochfrequenzspannung liegt. Außerdem haben sie den Nachteil, daß die Durchlaßkurve des Filters bei der Regelung unsymmetrisch wird.In another known device for automatic regulation is the bandwidth of a band filter consisting of coupled resonant circuits in the series branch serving the resonant circuit coupling, among other things, a non-linear branch Resistance provided, the alternating current resistance of which depends on the useful amplitudes changes at the band filter input. Prerequisite for the applicability of the known facilities However, this type is that a high high-frequency voltage is applied to the resonant circuits lies. They also have the disadvantage that the transmission curve of the filter when Regulation becomes asymmetrical.

Weiterhin sind Bandfilter bekannt, bei denen zur Bandbreiteregelung zwischen die beiden Schwingungskreise ein stromabhängiger Widerstand, gegebenenfalls in Reihe mit einer Spule, als Koppelnetzwerk eingeschaltet ist. Diesem stromabhängigen Widerstand wird über die Schwingkreisspulen der beiden Bandfilterkreise der Steuerstrom zugeführt. Schließlich gehören Bandfilter dem Stande der Technik an, bei welchen zur Bandbreiteregelung als Längszweig zwischen den beiden Schwingkreisen ein gegebenenfalls mit einer Spule in Reihe geschalteter spannungsabhängiger Widerstand eingefügt ist, an den über die Schwingkreisspulen der beiden Bandfilterkreise die Steuerspannung gelangt. Solche Anordnungen haben jedoch den, Nachteil, daß die beiden Bandfilterkreise über den steuerbaren Widerstand galvanisch miteinander verbunden sind und es daher z. B. nicht möglich ist, in den Fußpunkt des zweiten Bandfilterkreises eine Regelspannung zur Verstärkungsregelung der nachfolgenden Verstärkerstufe od. dgl. einzuführen.Furthermore, band filters are known in which for bandwidth control a current-dependent resistor, if necessary, between the two oscillating circuits in series with a coil when the coupling network is switched on. This current dependent The resistance becomes the control current via the resonant circuit coils of the two band filter circuits fed. Finally, band filters belong to the state of the art in which for bandwidth control as a series branch between the two oscillating circuits, if necessary voltage-dependent resistor connected in series with a coil is inserted, to the control voltage via the resonant circuit coils of the two band filter circuits got. However, such arrangements have the disadvantage that the two band filter circuits are galvanically connected to one another via the controllable resistor and therefore z. B. is not possible, a control voltage in the base of the second band filter circuit for gain control of the subsequent amplifier stage or the like.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Regelung der Durchlaßbreite von Bandfiltern durch von Hand oder selbsttätig erfolgende Änderung der- Steuer-Bleichspannung eines Richtleiters, der Bestandteil des die Bandfilter-Schwingkreise verbindenden Kopplungsnetzwerkes ist, und bezweckt, die den bekannten Anordnungen dieser Art anhaftenden Nachteile zu beseitigen. Die Anordnung gemäß der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß als Kopplungsnetzwerk ein T-Glied dient, dessen Längszweige von Kondensatoren gebildet sind und dessen Querzweig den Richtleiter, gegebenenfalls in Reihenschaltung mit einem Kondensator, enthält.The invention relates to an arrangement for regulating the passage width of belt filters by manually or automatically changing the control bleaching voltage a directional guide, which is part of the connecting the band filter resonant circuits Coupling network is, and the purpose of the known arrangements of this type to eliminate inherent disadvantages. The arrangement according to the invention is characterized is characterized by the fact that a T-link serves as the coupling network, its series branches are formed by capacitors and its shunt arm the directional conductor, if necessary in series with a capacitor.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zu beiden Seiten des Richtleiters je ein Kondensator angeschlossen« und vorzugsweise über Entkopplungswiderstände wird der einen Elektrode des Richtleiters die Steuergleichspannung und der anderen Elektrode des Richtleiters eine konstante Gleichspannung zugeführt. Die Größe des Sperrwiderstandes des Richtleiters kann man durch einen parallel geschalteten Widerstand begrenzen. Die Anordnung nach der Erfindung eignet sich sowohl für zwei- als auch für mehrkreisige Bandfilter, wobei im letzteren Falle die Kopplung mehrerer Kreispaare gleichzeitig verändert werden kann.According to a preferred embodiment of the invention is to both Each side of the directional conductor is connected to a capacitor «and preferably across The DC control voltage becomes the decoupling resistors of one electrode of the directional conductor and a constant DC voltage is supplied to the other electrode of the directional conductor. The size of the blocking resistance of the directional conductor can be determined by a parallel connection Limit resistance. The arrangement according to the invention is suitable for both two- as well as for multi-circuit band filters, in the latter case the coupling of several Circular pairs can be changed at the same time.

Die Anordnung nach der Erfindung und dazugehörige Einzelheiten werden nachfolgend an Hand der Figuren 1 und 2 beispielsweise erläutert.The arrangement of the invention and related details are provided explained below with reference to FIGS. 1 and 2, for example.

Bei dem in Fig. 1 wiedergegebenen Schaltungsbeispiel sind die beiden Bandfilterkreise El und K2 über den Koppelkondensator CK und den Kondensator Cl kapazitiv miteinander gekoppelt. Zwischen dem Verbindungspunkt der Kondensatoren Cl und CA einerseits und Masse anderseits liegt die Reihenschaltung eines Kondensators C2, eines Richtleiters R1 und eines weiteren Kondensators C3. Das negative Ende des Richtleiters R1 liegt an einer Vorspannungsquelle mit der konstanten Spannung Uv, während seinem positiven Pol eine negative Regelspannung Ur über den Widerstand R2 zugeführt wird. In Fig. 2 ist für die Reihenschaltung von Richtleiter R1 und Kondensator C2 eine Ortskurve dargestellt, welche die Abhängigkeit des Ohmschen Leitwertes G und des kapazitiven Leit-,vertes jc,)C2 dieser Reihenschaltung von der Größe des Durchlaßwiderstandes des Richtleiters R, wiedergibt. Bei Änderung der am Richtleiter R1 liegenden Spannung U,. durchläuft der komplexe Leitwert von R1 und C2 diese Ortskurve, wodurch sich das Spannungsteilerv erhältnis zwischen Cl und der Reihenschaltung von C2 und R1 ändert. Damit ändert sich aber auch die wirksame Koppelkapazität zwischen den Kreisen K1 und Ist.In the circuit example shown in FIG. 1, the two bandpass filter circuits E1 and K2 are capacitively coupled to one another via the coupling capacitor CK and the capacitor C1. The series connection of a capacitor C2, a directional conductor R1 and a further capacitor C3 is located between the connection point of the capacitors Cl and CA on the one hand and ground on the other hand. The negative end of the directional conductor R1 is connected to a bias voltage source with the constant voltage Uv, while its positive pole is supplied with a negative control voltage Ur via the resistor R2. In Fig. 2 a locus is shown for the series connection of directional conductor R1 and capacitor C2, which shows the dependence of the ohmic conductance G and the capacitive conductance, vertes jc,) C2 of this series connection on the size of the forward resistance of the directional conductor R. If the voltage U, at the directional conductor R1 changes. the complex conductance of R1 and C2 runs through this locus, which changes the voltage divider ratio between Cl and the series connection of C2 and R1. However, this also changes the effective coupling capacitance between the circuits K1 and Ist.

Findet eine Schaltung nach Fig. 1 zur selbsttätigen hochfrequenten Bandbreitenregelung eines Hochfrequenzempfängers Verwendung, so ist im allgemeinen bei kleiner Senderfeldstärke eine schmale, bei großer Senderfeldstärke eine große Bandbreite des Filters erwünscht. Bei kleiner Senderfeldstärke ist die negative Regelspannung Ur klein, und der Richtleiter R1 zieht infolge entsprechender Bemessung der Vorspannung UZ Strom. Dieser Zustand entspricht beispielsweise dem Punkt A der Ortskurve, d. h., der kapazitive Leitwert ic0C2 entspricht annähernd seinem Höchstwert. Am Verbindungspunkt der Kondensatoren Cl und CK liegt infolgedessen nur ein Teil der Hochfrequenzspannung des Kreises K1, und die beiden Kreise sind nur lose gekoppelt, so daß sich die für kleine Senderfeldstärken erwünschte schmale Durchlaßbreite ergibt.If a circuit according to FIG. 1 is used for the automatic high-frequency bandwidth control of a high-frequency receiver, a narrow filter bandwidth is generally desired when the transmitter field strength is small and a large bandwidth is desired when the transmitter field strength is high. If the transmitter field strength is low, the negative control voltage Ur is small, and the directional conductor R1 draws current as a result of the corresponding dimensioning of the bias voltage UZ. This state corresponds, for example, to point A of the locus curve, ie the capacitive conductance ic0C2 corresponds approximately to its maximum value. As a result, only part of the high-frequency voltage of the circuit K1 is present at the connection point of the capacitors C1 and CK, and the two circuits are only loosely coupled, so that the narrow passage width desired for small transmitter field strengths results.

Eine größer werdende Signalspannung am Geräteeingang bedingt ein Anwachsen der negativen Regelspannung U,., wodurch der Stromfluß durch den Richtleiter kleiner wird und sich dessen Widerstand erhöht. Der Leitwert der Reihenschaltung von R1 und C2 erreicht schließlich den Punkt B der Ortskurve, in welchem r leichheit von kapazitivem und Ohmschem Leitwert herrscht. Die damit verknüpfte Verschiebung des Hochfrequenzpotentials des Verbindungspunktes von Cl und CK hat eine festere Kopplung der Kreise K1 und K2 zur Folge, wodurch die Durchlaßbreite, wie gewünscht, vergrößert wird.An increasing signal voltage at the device input causes an increase the negative control voltage U,., whereby the current flow through the directional conductor is smaller and its resistance increases. The conductance of the series connection of R1 and C2 finally reaches point B of the locus, in which r lightness of capacitive and ohmic conductance prevails. The associated shift of the The high frequency potential of the junction of Cl and CK has a tighter coupling of the circles K1 and K2 result, whereby the passage width, as desired, increases will.

Die Bedämpfung des Filters durch die Regelanordnung kann durch entsprechende Wahl des Verhältnisses der Kapazitätswerte der Kondensatoren Cl und C2 in den gewünschten Grenzen gehalten werden. Um in Schmalbandstellung des Filters eine große Flankensteilheit der Durchlaßkurve und in Breitbandstellung eine geebnete Durchlaßkurve zu erhalten, ist es erforderlich, beim Übergang von Schmalband- auf Breitbandstellung die Dämpfung des Filters zu erhöhen. Dies ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung der Fall, bei welcher sich beim Durchlaufen der Ortskurve von dem der Schmalbandstellung entsprechenden Punkt A bis zum der Breitbandstellung entsprechenden Punkt B der parallel zu den Filterkreisen liegende Ohmsche Leitwert erhöht. Um ein Überschreiten des Punktes B und damit eine Verkleinerung dieses Leitwertes bei Regelung auf große Durchlaßbreite zu vermeiden, empfiehlt es sich, die Größe des Sperrwiderstandes des Richtleiters durch den parallel geschalteten Widerstand R3 zu begrenzen. Der Widerstand dieser Parallelschaltung soll für diesen Arbeitspunkt dem Betrag des Scheinwiderstandes -des Kondensators C2 bei der mittleren Frequenz des Durchlaßbereiches entsprechen. Im Hinblick auf eine symmetrische Durchlaßkurve empfiehlt es sich, die Kapazitäten der Kondensatoren Cl und CK etwa gleichzumachen, so daß beide Kreise gleich stark bedämpft werden. Das Kurvenstück zwischen dem oberen Schnittpunkt der Ortskurve mit der Ordinatenachse und dem Punkt A wurde beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel nicht benutzt, da sich in diesem Bereich der kapazitive Leitwert kaum ändert und eine Änderung der Durchlaßbreite infolgedessen nicht eintritt. Es kann jedoch zweckmäßig sein, auch dieses Kurvenstück in den Regelbereich einzubeziehen, damit das Filter in einem ganzen Bereich verhältnismäßig schwacher Senderfeldstärken schmalbandig bleibt und die Vergrößerung der Durchlaßbreite erst ab einem bestimmten Schwellenwert des Eingangssignals einsetzt.The damping of the filter by the control arrangement can be achieved by appropriate Choice of the ratio of the capacitance values of the capacitors Cl and C2 in the desired Limits are kept. In order to have a large slope in the narrow band position of the filter the transmission curve and in broadband position to obtain a flattened transmission curve, it is necessary to reduce the attenuation during the transition from narrowband to broadband position of the filter to increase. This is the case with the arrangement according to the invention which, when passing through the locus, differs from the one corresponding to the narrow band position Point A to point B corresponding to the broadband position parallel to the Ohmic conductance lying in the filter circles increased. To exceed the point B and thus a reduction in this conductance when regulating to a large passage width To avoid it, it is advisable to adjust the size of the blocking resistance of the directional conductor to be limited by the resistor R3 connected in parallel. The resistance of this Parallel connection should match the magnitude of the impedance for this operating point -the capacitor C2 at the mean frequency of the pass band. With regard to a symmetrical transmission curve, it is advisable to increase the capacitance to make the capacitors Cl and CK about the same, so that both circles are equally strong be attenuated. The curve segment between the upper intersection of the locus with the ordinate axis and point A was in the previous embodiment not used because the capacitive conductance hardly changes in this area and as a result, a change in the passage width does not occur. However, it can be expedient be to include this curve piece in the control range so that the filter narrowband in a whole range of relatively weak transmitter field strengths remains and the enlargement of the passage width only from a certain threshold value of the input signal begins.

Falls auf die Erhaltung des Formfaktors des Filters über den Regelbreich weniger Wert gelegt und eine möglichst große Änderung der kapazitiven Kopplung erstrebt wird, ist es zweckmäßig, symmetrisch zum Punkt B liegende Teile der Ortskurve auszunutzen, z. B. den Abschnitt von C bis D. Der Regelbereich des Richtleiters Rl wird im allgemeinen kleiner sein als der Regelbereich der zu seiner Steuerung dienenden Regelspannung U,.. Die Steuerspannung für den Richtleiter wird daher entweder an einem an der Regelspannung U,. liegenden Spannungsteiler abgenommen oder es ist wie beim gewählten Ausführungsbeispiel in die Zuleitung zum Richtleiter ein Widerstand R2 eingeschaltet. Um ein Abfließen der Hochfrequenz über R2 nach Masse zu verhindern, kann in die Zuleitung zum positiven Pol des Richtleiters eine Drossel eingeschaltet werden.If on the maintenance of the form factor of the filter over the control range placed less value and strives for the largest possible change in capacitive coupling it is advisable to use parts of the locus that are symmetrical to point B, z. B. the section from C to D. The control range of the directional guide Rl is in general be smaller than the control range of the control voltage used to control it U, .. The control voltage for the directional guide is therefore either at one of the Control voltage U ,. lying voltage divider removed or it is as with the chosen one Embodiment switched a resistor R2 in the lead to the directional conductor. In order to prevent the high frequency from flowing off via R2 to ground, the Lead to the positive pole of the directional conductor a choke must be switched on.

Unter gewissen Umständen kann man den Kondensator C2 weglassen. Die beiden Schwingungskreise Kl und K2 bleiben dabei gleichstrommäßig voneinander getrennt. Auch die Symmetrie der Anordnung wird hierdurch bekanntlich nicht gestört. Sofern als konstantes Gleichspannungspotential U, für den Richtleiter R1 das Massepotential des Empfängers dient, kann auch der Kondensator C3 wegfallen.In certain circumstances the capacitor C2 can be omitted. the both oscillation circuits Kl and K2 remain separated from one another in terms of direct current. It is also known that this does not disturb the symmetry of the arrangement. Provided as a constant direct voltage potential U, the ground potential for the directional conductor R1 of the receiver is used, the capacitor C3 can also be omitted.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Arrangement for regulating the passage width of Band filtering by changing the control DC voltage manually or automatically a directional guide, which is part of the connecting the band filter resonant circuits Coupling network is characterized in that the coupling network is a T-element serves, whose series branches are formed by capacitors and whose shunt branch the Directional conductor, possibly in series with a capacitor, contains.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that on both sides of the directional guide a capacitor is connected and preferably via decoupling resistors one electrode of the directional conductor is the control voltage and the other electrode a constant DC voltage is supplied to the directional conductor.

3. Arrangement according to Claim 1 or 2, characterized in that the size of the blocking resistance of the Directional conductor is limited by a resistor connected in parallel. Into consideration printed publications: German patent specifications No. 626 419, 734124; U.S. Patent No. 2142 038.