DE1213074B

DE1213074B - Circuit arrangement for balancing damping poles in bridge filters

Info

Publication number: DE1213074B
Application number: DEST9057A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans Georg Doelker
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1954-11-17
Filing date: 1954-11-17
Publication date: 1966-03-24

Description

Schaltungsanordnung zum Abgleich von Dämpfungspolen bei Brückenfiltern Bei elektrischen Filtern, die aus Reaktanzen aufgebaut und in Brüc$enanordnung zusammengeschaltet sind, ergeben sich die Dämpfungspole dadurch, daß beide Brückenzweige nach Realteil und Imaginärteil gleich sind. Die Forderung nach gleich großen Realteilen der Brückenzweige bezieht sich bei Reaktanzfiltern auf die verlustbedingten ohmschen Komponenten. Für den Abgleich der Realteile wird in der Regel zu einem der Brückenzweige ein Widerstand geschaltet. Dieser Ausgleichswiderstand kann entweder klein und in Reihe mit der Reaktanz geschaltet sein oder einen großen Wert haben und parallel zur Reaktanz liegen. In dem Frequenzbereich außerhalb des Dämpfungspoles wirkt dieser Ohmsche Widerstand verfälschend auf die Imaginärteile der Brückenzweige. Dadurch können die Durchlaßbereiche der Filter gestört werden.Circuit arrangement for the adjustment of attenuation poles in bridge filters In the case of electrical filters, which are made up of reactances and interconnected in a bridge arrangement are, the attenuation poles result from the fact that both bridge branches according to the real part and imaginary part are equal. The requirement for real parts of the bridge branches of equal size In the case of reactance filters, refers to the loss-related ohmic components. For the comparison of the real parts, one of the bridge branches is usually a Resistance switched. This balancing resistance can either be small and in series be connected with the reactance or have a large value and in parallel with the reactance lie. This ohmic acts in the frequency range outside the damping pole Resistance falsifying on the imaginary parts of the bridge branches. This allows the passbands of the filters are disturbed.

Bei Kristallbandpässen in Brückenschaltung ist es bekannt, zur Erweiterung des Durchlaßbereiches in den Brückenzweigen Impedanzen zuzuschalten. Diese Impedanzen können, soweit sie für alle Brückenzweige gleich sind, ohne Änderung der Filtereigenschaften auch an den Ausgang der Brücke geschaltet werden. Die Verlustwiderstände der Impedanzen können durch Zuschaltung geeigneter Querwiderstände so kompensiert werden, daß im Durchlaßbereich nur eine konstante Zusatzdämpfung entsteht, der verlustbedingte Frequenzgang im Durcblaßbereich also zum Teil ausgeglichen wird.In the case of crystal bandpass filters in a bridge circuit, it is known to expand of the pass band to switch on impedances in the bridge branches. These impedances can, as long as they are the same for all bridge branches, without changing the filter properties can also be switched to the output of the bridge. The loss resistances of the impedances can be compensated by adding suitable shunt resistances so that im Pass band only a constant additional attenuation arises, the loss-related Frequency response in the Durcblaßbereich is thus partially compensated.

Gemäß der Erfindung sollen die Dämpfungspole eines Brückenfilters durch Ausgleich der Realteile so abgeglichen werden, daß eine Störung des Durchlaßbereiches vermieden wird. Erfindungsgemäß wird dieses dadurch erreicht, daß zu den ohmschen Widerständen auf die Polfrequenz abgestimmte Reihenkreise in Reihe bzw. Parallelkreise parallel geschaltet sind und daß diese Kreise eine hohe Steilheit aufweisen.According to the invention, the attenuation poles of a bridge filter be adjusted by balancing the real parts so that a disturbance of the pass band is avoided. According to the invention this is achieved in that to the ohmic Resistors in series or parallel circuits matched to the pole frequency are connected in parallel and that these circles have a high slope.

Wird der Abgleich durch einen hohen, einem Brückenzweig parallelgeschalteten reellen Widerstand vorgenommen, so besteht der zusätzliche Resonanzkreis aus einer Serienkombination mit Spule und Kondensator mit großem L/C-Verhältnis. Der kapazitive bzw. induktive Widerstand dieses Serienresonanzkreises ist im gesamten Frequenzbereich mit Ausnahme der nächsten Umgebung seiner Resonanzfrequenz so groß, daß er den Zweigwiderstand der Brücke nicht ändert. Bei der Resonanzfrequenz des Kreises, die gleich der Frequenz des Dämpfungspoles der Brückenschaltung gewählt wird, ist nur der reelle Widerstand wirksam. Mit ihm kann dann der Dämpfungspol abgeglichen werden. Analog dazu ist die Wirkungsweise der dualen Abgleichanordnung. Es ist also auf diese Weise ein sehr scharfer Polabgleich möglich, ohne daß die übrigen Dämpfungseigenschaften des Filters beeinflußt werden.If the adjustment is carried out by a high, parallel-connected bridge branch Real resistance is made, the additional resonance circuit consists of one Series combination with coil and capacitor with a large L / C ratio. The capacitive one or inductive resistance of this series resonant circuit is in the entire frequency range with the exception of the immediate vicinity of its resonance frequency so great that it has the branch resistance the bridge does not change. At the resonance frequency of the circle, which is equal to the frequency of the attenuation pole of the bridge circuit is selected, is only the real resistance effective. The attenuation pole can then be adjusted with it. Analogous to this is the mode of operation of the dual alignment arrangement. So it's that way one very sharp polarity adjustment possible without affecting the other damping properties of the Filters are influenced.

Demgegenüber ist es aus der deutschen Patentschrift 452 662 bekannt, zur Unterdrückung von Störschwingungen einer diese dämpfenden Einrichtung wie Widerstand oder Parallelresonanzkreis einen Kurzschlußweg für die Nutzfrequenz in Form eines auf die Nutzfrequenz abgestimmten Serienkreises parallel zu schalten. Aus der USA.-Patentschrift 1955 788 ist es dagegen bekannt, einen Parallelresonanzkreis durch einen Parallelwiderstand und einen Serienresonanzkreis durch einen Serienwiderstand zu dämpfen und so für die Resonanzfrequenz vorgegebene Resonanzwiderstände zu realisieren, ohne daß allerdings eine Auswirkung dieser Dämpfungswiderstände auch für Frequenzen außerhalb der Resonanzfrequenz verhindert werden kann.In contrast, it is known from German patent specification 452 662, to suppress spurious vibrations from a device such as a resistor that dampens them or parallel resonance circuit a short-circuit path for the useful frequency in the form of a to connect in parallel a series circuit matched to the useful frequency. From the USA patent 1955 788, however, it is known to create a parallel resonance circuit through a parallel resistor and to attenuate a series resonant circuit through a series resistor and so for to realize the resonance frequency predetermined resonance resistances without, however, an effect of these damping resistances also for frequencies outside the resonance frequency can be prevented.

An Hand der Figuren wird die erfindungsgemäße Abgleichanordnung nachstehend näher beschrieben. F i g. 1 zeigt das Schema einer Brückenschaltung in Kreuzgliedform; F i g. 2 zeigt einen Brückenzweig gemäß einer Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes; F i g. 3 zeigt die zu F i g. 2 duale Anordnung; F i g. 4 zeigt den Einfiuß der erfindungsgemäßen Abgleichanordnungen auf den Verlauf der Dämpfungskurve in Abhängigkeit von der Frequenz.The balancing arrangement according to the invention is described below with reference to the figures described in more detail. F i g. 1 shows the schematic of a bridge circuit in the form of a cross member; F i g. 2 shows a bridge branch according to an embodiment of the subject matter of the invention; F i g. 3 shows the FIG. 2 dual arrangement; F i g. 4 shows the influence of the invention Adjustment arrangements on the course of the damping curve as a function of the frequency.

In F i g. 1 sind X 1 und X 2 die Reaktanzen einer Kreuzschaltung. Mit einer solchen Schaltung ergibt sich z. B. in Abhängigkeit von der Frequenz ein Verlauf der Dämpfungskurve, wie sie in F i g. 4 unter a dargestellt ist. Der erforderliche Pol bei der Frequenz f" ist infolge der nicht ausgeglichenen Verluste der Brückenreaktanzen nicht ausgeprägt. Um eine ausreichende Dämpfung bei der Frequenz f, zu erzielen, wird bekanntlich zu einem der Brückenzweige ein Abgleichwiderstand geschaltet , nach Hudec, ENT, Bd. 19, Heft 9, z. B. ein kleiner Widerstand von 50 bis 100 Ohm in Reihe mit einem Kondensator des Brückenzweiges. Dieser Widerstand wirkt sich jedoch auch auf die Dürchlaßbereich aus. In F i g. 4 stellt die Kurve b den Einfluß des Abgheichwideistahdes auf die Däüipfung schematisch da. Es ist daraus; zu sehen; däß'zwar der Dämpfungspol genügend ausgeprägt ist, daß aber in einigem Abstand von der Frequenz f, eine zusätzliche Dämpfung auftritt, die durchaus unerwünscht ist. Nach der Erfindung wird daher zu einem der Brückenzweige eine Abgleichanordnung A geschaltet, die aus der keihenscha.Itung eines hohen ohmschen Widerstandes und eines auf die Frequenz des Dämpfungspoles äbgestiirimteri Serienresöriärizkreis6s parallel zu dem Brückehzweig oder einer dazu dualen Anordnung in Reihe mit dem Brückenzweig besteht, wie es in F i g. 2 schematisch für einen Brückenzweig dargestellt ist. Eine dazu duale Abgleichanordnüng, die in Reihe mit dem betreffenden Brückenzweig geschaltet wird, zeigt Fi g. 3.In Fig. 1, X 1 and X 2 are the reactances of a cross connection. With such a circuit z. B. as a function of the frequency, a course of the damping curve, as shown in FIG. 4 is shown under a. The required pole at the frequency f "is not pronounced due to the unbalanced losses of the bridge reactances. In order to achieve sufficient damping at the frequency f, a balancing resistor is connected to one of the bridge branches, according to Hudec, ENT, Vol. 19, Book 9, for example a small resistor of 50 to 100 ohms in series with a capacitor in the bridge arm. However, this resistance also has an effect on the transmission range It can be seen from this that the attenuation pole is sufficiently pronounced, but that additional attenuation occurs at some distance from the frequency f, which is absolutely undesirable Adjustment arrangement A connected, which consists of the series configuration of a high ohmic resistance and a series reserve geared to the frequency of the damping pole circle exists parallel to the bridge branch or a dual arrangement in series with the bridge branch, as shown in FIG. 2 is shown schematically for a bridge branch. A dual adjustment arrangement for this purpose, which is connected in series with the relevant bridge branch, is shown in FIG. 3.

Iin eigteü Fall' ist dei= Widerstarid'Rl relativ liöch, z: $ in der Größeüördriüäg döri eüugen` Kilöölmi, je nach den gegebenen Bedingungen: Der Reihenschwingkreis L, C1 ist auf die Frequenz des Däinpfungspoles abgestimmt und hat ein so hohes 4C-Verhältnis, wie es sich technisch realisieren läßt. Dadurch wirkt sich der Ausgleichswiderstand zwar in der unmittelbaren Umgebung des Dämpfungspoles in-der gewünschten Weise aus: Außerhalb dieses sehr engen Bereiches liegt jedoch dem Brückenzweig die Reihenschaltung des Ohmschen- Widerstandes und des wesentlich größeren Widerstandes des, Seriänresonanzkreises parallel. Daher übt die bgleichanordnüng außerhalb' des Dämpfiuigspöles: leinen unerwünschten Einfluß auf den Verlauf der D'ämp= fang aus.In some cases, the resistance is relatively weak, z: $ in the Größeüördriüäg döri eüugen` Kilöölmi, depending on the given conditions: The series oscillating circuit L, C1 is matched to the frequency of the damping pole and has such a high 4C ratio, how it can be realized technically. This affects the balancing resistance in the immediate vicinity of the damping pole in the desired manner: Outside this very narrow range, however, the bridge arm is connected in series the ohmic resistance and the much larger resistance of the series resonance circuit parallel. Therefore, the balance arrangement outside of the dampening oil exercises: linen undesirable influence on the course of the D'ämp = fang.

In. analoger= Weise wird bei der Anordnung, _häch F i g. :-bereits in sehr- geringem Abstand vom Dämgfungspol der zur. Einstellung benötigte Abgleichwlderstand:R-2_ durch den auf die Frequenz des Dämpfungspoles abgegtiiüniten' Parallelresonanzkreis L2, C2 praktisch kurzgeschlössen und tritt daher nicht mehr in Erscheinung. Das L/C-Verhältnis muß hier möglichst klein gehalten werden:- , . Die eifüidungsgemäße _Abgleichanordnunkann für jeden Dämpfungspol eines gegebenen-Filters unabhängig; von den anderen Dämpfungspolen vorgesehen werden. Wegen der steilen Resonanzkurve der auf die Frequenz eines Dämpfungspoles abgestimmten Resonanzkreise tritt dabei keine Beeinflussung des Dämpfungsverlaufes bei den übrigen Polen ein.In. analogous = way, in the arrangement, _häch F i g. :-already at a very small distance from the damping pole of the to. Adjustment of required balancing resistance: R-2_ by the parallel resonance circuit which is tuned to the frequency of the damping pole L2, C2 practically short-circuited and therefore no longer appears. That L / C ratio must be kept as small as possible: -,. The compliant _Adjustment arrangement can be independent for each attenuation pole of a given filter; provided by the other attenuation poles. Because of the steep resonance curve the resonance circuit tuned to the frequency of a damping pole occurs no influence on the attenuation curve in the other poles.

Die Erfindung wurde zwar.an Hand einer Kreuzbrückenschaltung erläutert. Sie ist jedoch in gleicher Weise auf jede Art von äquivalenten Brückenschaltungen anwendbar.The invention was explained on the basis of a cross-bridge circuit. However, it is equally applicable to any type of equivalent bridge circuit applicable.

Claims

Godfather 9 Circuit arrangement -for improvement ._, de9 Same thing from bridge filters to desired Attenuation poles with the help of ohmic resistance that correspond to the complex resistances in ; _; , .. the bridge branches. _ parallel or in series- gg- sc] Wtet are characterized by:, - that to the ohmic resistances on the pole. frequency of the series circles in series or '- Parallel circuits. Are connected in parallel and that these circles are steep.

Considered publications: German Patent Nos. 452 662, 704.563; U.S. Patents N * -r. 1724 915, 1955 788; _ A. '> r. Rigid, "Electric Circuits and Wave Filters", 2nd ed:; Löüdön, 1948, p. 456; m .. .- F. 5 # c ö w en, »An Introdüction. to .the theory and Design öf Electric Wave.Filters «, 2nd edition, Lon- don, -19.5.0, .S. and- 1.39; W. Herzog, _ »Connections with Schvving kristalleii <@, 1st edition, 1949, p. 5; _,. -. “The Bell System. Technical Journal ", Vol. 19, No. 2- (April 1940); Pp. 221 to 248.