Mechanisches Frequenzfilter, insbesondere Hochfrequenzfilter Das Hauptpatent
hat ein mechanisches Frequenzfilter zum Gegenstand, das aus mehreren zu Torsionsschwingungen
erregbaren, achsparallel zueinander angeordneten Resonanzkörpern besteht, die durch
zu Longitudinalschwingungen anregbare Koppelelemente miteinander gekoppelt sind.
Das Filter nach dem Hauptpatent ist dadurch gekennzeichnet, daß Resonanzkörper vorgesehen
sind, für welche sich auf Grund ihrer Struktur Leitungsstücke mit gleichmäßigem
Induktivitäts- und Kapazitätsbelag als elektrisches Ersatzschaltbild ergeben und
bei welchen der Abstand ihrer beiden Stirnflächen von der Resonatorknotenebene bzw.
von den ihnen jeweils nächstliegenden Knotenebenen einem Viertel der Wellenlänge
der erregten Torsionsschwingungen entspricht, und daß zumindest eine Koppelleitung
Anwendung findet, die aufeinanderfolgende Koppelelemente verwirklicht und die jeweils
auf einen Oberflächenpunkt der einzelnen Resonatoren einwirkt. Die Resonanzkörper
weisen somit eine Länge auf, die mit der Hälfte oder einem Vielfachen der Hälfte
des aus der Resonator-Grundfrequenz sich ergebenden Wertes der Eigenwellenlänge
übereinstimmt. Das Hauptpatent gibt bereits Mittel an, um die Koppelfaktoren zwischen
den einzelnen Resonanzkörpern verschieden groß zu machen. Gemäß dem Hauptpatent
läßt sich dies durch Koppeldrähte erreichen, die an geeigneten Punkten verschiedener
Schwingungsamplitude an den einzelnen Resonanzkörpern angreifen. Weiterhin ist andernorts
schon vorgeschlagen worden, bei Filtern nach dem Hauptpatent mit Hilfe von koaxialen
Bohrungen geeigneten Durchmessers in einzelnen Resonanzkörpern die Koppelfaktoren
zu ändern.Mechanical frequency filter, especially high frequency filter. The main patent
has a mechanical frequency filter as its object, which consists of several torsional vibrations
excitable, axially parallel to each other arranged resonance bodies is made by
coupling elements which can be excited to form longitudinal vibrations are coupled to one another.
The filter according to the main patent is characterized in that resonance bodies are provided
are for which, due to their structure, pipe sections with uniform
Inductance and capacitance coverages result as an electrical equivalent circuit diagram and
at which the distance between their two end faces from the resonator node plane or
a quarter of the wavelength of the nodal planes closest to them
corresponds to the excited torsional vibrations, and that at least one coupling line
Finds application, the successive coupling elements realized and each
acts on a surface point of the individual resonators. The sound box
thus have a length that is half or a multiple of half
the value of the natural wavelength resulting from the resonator fundamental frequency
matches. The main patent already gives means to reduce the coupling factors between
to make the individual resonance bodies different sizes. According to the main patent
this can be achieved by means of coupling wires, which are different at suitable points
Attack the vibration amplitude on the individual resonance bodies. Furthermore is elsewhere
has already been proposed for filters according to the main patent with the help of coaxial
Bores of suitable diameter in individual resonance bodies are the coupling factors
to change.
Aus verschiedenen, im folgenden beschriebenen Gründen entsprechen
die oben angeführten Methoden zur Änderung des Koppelgrades noch nicht restlos allen
Anforderungen. Die Verwendung von geknickten Koppeldrähten ist beispielsweise aus
fertigungstechnischen Gründen nicht als günstigste Lösung anzusehen. Ferner werden
durch diese Art der Kopplung Longitudinalschwingungen der Resonatoren weitergeleitet.
Zur Änderung des Koppelgrades durch Aufbohren der einzelnen Resonatoren ist zu bemerken,
daß die Bohrungen fertigungstechnisch schwierig herstellbar sind und bei voneinander
abweichenden Lochdurchmessern die Schweißstromstärken zur Anschweißung der Koppeldrähte
unterschiedlich eingestellt sein müssen. Weiterhin leidet die Güte der einzelnen
Resonanzkörper durch Beschädigung des Gefüges des Resonatormaterials beim Aufbohren.For various reasons described below
the above-mentioned methods for changing the degree of coupling do not yet fully apply
Requirements. The use of kinked coupling wires, for example, is off
For manufacturing reasons, this is not to be regarded as the cheapest solution. Further be
through this type of coupling, longitudinal vibrations of the resonators are passed on.
To change the degree of coupling by drilling open the individual resonators, it should be noted that
that the bores are difficult to manufacture technically and with each other
deviating hole diameters, the welding current strengths for welding the coupling wires
must be set differently. Furthermore, the goodness of the individual suffers
Resonance body due to damage to the structure of the resonator material when drilling open.
In Weiterbildung der insbesondere als Hochfrequenzfilter vorgesehenen
Siebanordnung nach dem Hauptpatent werden zwischen den einzelnen Resonanzkörpern
Koppelungen mit unterschiedlichem Koppelfaktor erfindungsgemäß dadurch herbeigeführt,
daß zwischen benachbarten zylindrischen Resonanzkörpern ein oder mehrere zusätzliche
Koppeldrähte sich befinden. Das Ausmaß der hierdurch bewirkbaren Änderung des ursprünglichen
Koppelfaktors hängt von der Anzahl der zusätzlichen Koppeldrähte, von ihrer Stellung
gegenüber der Knotenebene der Resonanzkörper und dem Querschnitt der Koppeldrähte
ab.In a further development that is provided in particular as a high-frequency filter
Sieve arrangement according to the main patent are between the individual resonance bodies
Couplings with different coupling factors brought about according to the invention by
that between adjacent cylindrical resonance bodies one or more additional
Coupling wires are located. The extent to which this can change the original
Coupling factor depends on the number of additional coupling wires, on their position
compared to the nodal plane of the sound box and the cross section of the coupling wires
away.
Durch die Anwendung der Lehre nach der Erfindung lassen sich nicht
nur die oben angeführten Nachteile anderer Maßnahmen zur Kopplungsänderung vermeiden,
vielmehr ist zudem auf diesem Wege die nachträgliche Einstellbarkeit der Koppelfaktoren
am zusammengeschweißten Filterschwingsystem erreichbar. Da bei dieser Kopplungsart
das Filter ausschließlich aus gleich abgestimmten, vollzylindrischen Resonanzkörpern
aufgebaut werden kann, wirkt sich der Vorteil vollzylindrischer Resonanzkörper,
in der Umgebung ihrer Torsionsresonanz besonders nebenwellenarm zu sein, uneingeschränkt
auf die Filter-Übertragungseigenschaften aus. Die völlig gleichen Resonanzkörper
ermöglichen auch eine sehr einfache, automatische Serienfertigung des Filterschwingsystems.By applying the teaching according to the invention can not
only avoid the disadvantages of other coupling change measures listed above,
Rather, the subsequent adjustability of the coupling factors is also possible in this way
can be reached on the welded-together filter oscillation system. As with this type of coupling
the filter consists exclusively of equally tuned, fully cylindrical resonance bodies
can be built up, the advantage of a fully cylindrical sound box,
to be particularly low in side waves in the vicinity of their torsional resonance, without restriction
on the filter transmission properties. The completely same sound box
also enable a very simple, automatic series production of the filter oscillation system.
Es sind bereits elektromechanische Filter bekannt, bei welchen plattenförmige
Resonatoren vorgesehen sind, deren Stirnflächen in geringen gegenseitigen Abständen
einander gegenüberstehen und bei welchen
sich die Resonatoren, die
axialsymmetrische Biegeschwingungen ausführen, zwischen zwei starr gehalterten,
im Durchmesser mit den Resonatoren übereinstimmenden Platten befinden, an deren
Rändern geradlinige, der Kopplung der Resonatoren dienende, zu Longitudinalschwingungen
erregte Drähte enden, welche die Ränder der Resonatoren miteinander verbinden. Bei
einer Ausgestaltungsart dieser Siebanordnungen sind zwei benachbarte Resonatoren
an jedem Ende des Filterschwingsystems durch zusätzliche Koppeldrähte miteinander
verbunden, wodurch die Koppelfaktoren der Resonatoren von der Filtermitte aus nach
den beiden Enden hin zunehmen. Im Schrifttum findet sich jedoch bisher kein Hinweis,
das Schwingsystem mechanischer Frequenzfilter, die aus mehreren zu Torsionsschwingungen
erregbaren, achsparallel zueinander angeordneten Resonanzkörpern sowie aus Longitudinalschwingungen
ausführenden, alle Resonatoren miteinander verbindenden Koppeldrähten aufgebaut
sind, mit zusätzlichen Koppelelementen zwischen zwei oder mehr Resonanzkörpern zu
versehen. Bei diesen Siebanordnungen mit Torsionsschwingern ist im übrigen im Gegensatz
zu jenen Filtern mit Biegeschwingungen ausführenden Resonatoren die Tatsache unschwer
praktisch verwertbar, daß der auf die zusätzlichen Koppeldrähte zurückgehende Koppelfaktor
unter anderem vom Abstand dieser Koppeldrähte von der Resonatorknotenlinie abhängt.There are already known electromechanical filters in which plate-shaped
Resonators are provided, the end faces of which are at small mutual distances
face each other and which ones
the resonators that
execute axially symmetrical bending vibrations between two rigidly held,
are in diameter with the resonators matching plates, on their
Rectangular edges that serve to couple the resonators to longitudinal vibrations
energized wires end up connecting the edges of the resonators together. at
One embodiment of these screen arrangements are two adjacent resonators
at each end of the oscillating filter system by means of additional coupling wires
connected, whereby the coupling factors of the resonators from the filter center to
increase towards both ends. So far, however, there is no indication in the literature
the vibration system of mechanical frequency filters, which consist of several torsional vibrations
excitable resonance bodies arranged axially parallel to one another as well as from longitudinal vibrations
executing coupling wires connecting all resonators
are, with additional coupling elements between two or more resonance bodies
Mistake. In the case of these sieve arrangements with torsion vibrators, the rest is in contrast
to those filters with resonators carrying out bending vibrations the fact is not difficult
practically usable that the coupling factor going back to the additional coupling wires
among other things depends on the distance of these coupling wires from the resonator node line.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer gemäß der Erfindung weitergebildeten
Siebanordnung nach dem Hauptpatent, welche drei Resonanzkörper 1, 2 und 3 mit den
Knotenebenen 4, 5 und 6 sowie die Koppeldrähte 7, 8, 9 und 10 aufweist. Die Resonatoren
1 und 2 sind erfindungsgemäß durch einen zusätzlichen Koppeldraht 11 miteinander
verbunden. Der Grad der durch diesen zusätzlichen Koppeldraht hervorgerufenen Änderung
des ursprünglichen Koppelfaktors hängt dabei ab vom Abstand der Befestigungspunkte
12, 13 von den Knotenebenen 4 und 5 und vom Querschnitt des zusätzlichen Koppeldrahtes.
Es ist auch denkbar, zwei oder mehr zusätzliche Koppeldrähte zwischen zwei benachbarten
Resonanzkörpern vorzusehen und diese Koppelelemente entweder auf die Resonatorabschnitte
zu beiden Seiten der Knotenebene zu verteilen oder an einem der zwei durch die Knotenebene
gebildeten Resonatorabschnitten anzuordnen.Fig. 1 shows an embodiment of a further developed according to the invention
Sieve arrangement according to the main patent, which three resonance bodies 1, 2 and 3 with the
Node levels 4, 5 and 6 and the coupling wires 7, 8, 9 and 10. The resonators
According to the invention, 1 and 2 are connected to one another by an additional coupling wire 11
tied together. The degree of change caused by this additional coupling wire
the original coupling factor depends on the distance between the attachment points
12, 13 from the node levels 4 and 5 and from the cross section of the additional coupling wire.
It is also conceivable to have two or more additional coupling wires between two adjacent ones
Provide resonance bodies and these coupling elements either on the resonator sections
to distribute to either side of the nodal level or to one of the two through the nodal level
to arrange formed resonator sections.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines nach der Erfindung weitergebildeten
Filters, bei dem der zusätzliche Koppeldraht 14 an den Stirnflächen der Resonatoren
1, 2 befestigt ist. In Fig. 2 abgebildete Filterbestandteile, die bereits in Fig.
1 wiedergegeben sind, weisen die gleichen Bezugszeichen wie dort auf.Fig. 2 shows an embodiment of one developed according to the invention
Filters in which the additional coupling wire 14 is attached to the end faces of the resonators
1, 2 is attached. Filter components shown in Fig. 2, which are already shown in Fig.
1 are shown have the same reference numerals as there.
Das Hauptpatent führt bereits Formeln für die Berechnung der Koppelfaktoren
zwischen zwei benachbarten Resonanzkörpern an. Diese Formeln ermöglichen auch die
Ermittlung der von zusätzlichen Koppeldrähten herrührenden Koppelfaktoren. Der Gesamtkoppelfaktor
zwischen zwei benachbarten Resonanzkörpern ergibt sich dann durch Addition der von
den Einzeldrähten bewirkten Koppelfaktoren.The main patent already contains formulas for calculating the coupling factors
between two neighboring resonance bodies. These formulas also enable that
Determination of the coupling factors resulting from additional coupling wires. The total coupling factor
between two neighboring resonance bodies is then obtained by adding the of
the individual wires caused coupling factors.