DE1261251B

DE1261251B - Mechanisches Frequenzfilter

Info

Publication number: DE1261251B
Application number: DE1962T0021583
Authority: DE
Inventors: Dr Rer Nat Manfred B Dipl-Phys
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1962-02-13
Filing date: 1962-02-13
Publication date: 1968-02-15

Description

Mechanisches Frequenzfilter Die Erfindung betrifft ein mechanisches Frequenzfilter, das gekennzeichnet ist durch die Kombination folgender an sich bekannter Maßnahmen: a) Das Filter besteht aus Scheiben- oder linsenförmigen piezoelektrischen oder elektrostriktiven Resonatoren oder Wandlern mit einem Rahmen und mit daran befestigten Halterungs- und Kontaktierungselementen, die auf zwei gegenüberliegenden Hauptflächen der Resonatoren oder Wandler derart befestigt sind, daß die Verbindungslinie zwischen den Befestigungspunkten auf der einen Hauptfläche mindestens angenähert senkrecht auf der Verbindungslinie der Befestigungspunkte auf der gegenüberliegenden Hauptfläche steht.
b) Die Halterungs- und Kontaktierungselemente sind parallel zu den Hauptflächen der Resonatoren oder Wandler verlaufende, beidendig am Rahmen befestigte Drähte.
In vorteilhafter Weiterbildung sind bei dem erfindungsgemäßen Filter die Kontaktierungs- bzw. Haltedrähte innerhalb des Rahmens bzw. Gehäuses gekröpft. Eine weitere günstige Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Frequenzfilters ist dadurch gekennzeichnet, daß die durchgehenden Drähte zur Halterung und Kontaktierung von mehr als einem elektrostriktiven oder piezoelektrischen Resonator oder Wandler dienen und diese gleichzeitig mechanisch miteinander verkoppeln.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein mechanisches Frequenzfilter zu schaffen, das sich durch eine gute mechanische Stabilität, durch eine geringe Beeinflussung seiner Filtereigenschaften, insbesondere der Schwingungsform und Frequenz der Resonatoren und Wandler durch die Halterung und durch einen infolge der einfachen Herstellbarkeit günstigen Preis gegenüber den bekannten Filteranordnungen auszeichnet.
Von den die erfindungsgemäße Kombination kennzeichnenden Merkmalsgruppen a) und b) ist die Merkmalsgruppe a) durch die holländische Patentschrift 54 056 bekannt. Das durch diese Patentschrift bekannte Filter enthält als frequenzbestimmendes Element einen Kristall, der an vier Punkten gehaltert ist, wobei jeweils zwei dieser vier Punkte auf einer Geraden liegen und wobei sich die beiden Geraden im rechten Winkel schneiden. Die Befestigung wird mit Hilfe von justierbaren Schrauben erreicht, die ihrerseits von Bändern gehalten werden, die an einem gemeinsamen Rahmen befestigt sind. Der Nachteil dieser bekannten Filteranordnung ist darin zu sehen, daß die erstmalige Justierung einen sehr großen Aufwand erfordert und daß infolge der großen Starrheit der Befestigungsstifte im Lauf der Zeit die ursprüngliche Justierung zerstört wird und damit Spannungen in dem Schwingkristall auftreten, die zur Erregung unerwünschter Nebenwellen führen, sofern nicht bei größeren Verformungen des Rahmens, die ohne weiteres möglich sind, eine derartige Beanspruchung des verhältnismäßig dünnen Kristallplättchens auftritt, daß dieses zerbricht.
Die zweite Merkmalgruppe b) ist durch die britische Patentschrift 538 989 bekannt, in der ein Frequenzfilter beschrieben ist, bei dem die Schwingkristalle mit Hilfe von feinen Draht- oder Seidenschleifen gehaltert werden, die mit Hilfe von Federn gespannt werden. Nachteilig an diesem Filter ist es, daß um eine auch nur halbwegs brauchbare Fixierung der Lage der Kristalle zu erreichen unverhältnismäßig große Zugspannungen auf die Befestigungsschleifen ausgeübt werden müssen.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des erfindungsgemäßen Frequenzfilters, die durch die Kombination der an sich bekannten Maßnahmen erzielt werden, werden nachstehend an Hand einer Zeichnung näher erläutert.
F i g. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Filteranordnung. Der Schwingkörper 1 ist mit Hilfe von durchgehenden, zweiseitig am Rahmen 6 befestigten Drähten 7, 8, 9 und 10 gehaltert und kontaktiert, wobei die Befestigungspunkte (beispielsweise Schweiß- oder Lötpunkte) zwischen Draht und Schwinger sich in der Nähe der Ecken des Schwingkörpers befinden. Natürlich können die Befestigungspunkte auch etwa in der Mitte der Randstreifen des Schwingkörpers angeordnet sein.
Die Anordnung der Halte- und Kontaktierungsdrähte, wie sie im Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 dargestellt sind, gestattet eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Anordnung nach der Erfindung, wie sie F i g. 2 zeigt. Im Gegensatz zu den bisher dargestellten Filteranordnungen, bei denen nur jeweils ein Schwingkörper von einem Rahmen bzw. Gehäuse umgeben ist, sind in dieser Ausführungsform gemäß F i g. 2 vier elektrostriktive bzw. piezoelektrische Resonatoren 11,12,13 und 14 innerhalb eines Rahmens 15, der wiederum ein Teil eines Gehäuses sein kann, angeordnet. Wie im Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 dienen durchgehende Drähte 16 bis 25 zur Halterung und Kontaktierung, wobei entsprechend der Erfindung jeweils zwei der Drähte auf den beiden gegenüberliegenden Hauptflächen der Resonatoren derart befestigt sind, daß die Verbindungslinie zwischen den Befestigungspunkten auf -der einen Hauptfläche angenähert senkrecht auf der Verbindungslinie der Befestigungspunkte auf der gegenüberliegenden Hauptfläche steht. Die Drähte 24 und 25, die gleichzeitig zur Halterung aller vier Resonatoren dienen, übernehmen darüber hinaus noch die Aufgabe, die Schwingungen der keramischen Resonatoren mechanisch zu verkoppeln. Nur noch die Resonatoren 11 und 14_ sind über die Drähte 16 und 17 bzw. 22 und 23 mit den elektrischen Klemmen 26 bzw. 27 verbunden und somit direkt elektrisch angeregt. Selbstverständlich kann eine solche Filteranordnung, wie sie in F i g. 2 angegeben ist, auch mit mehr oder weniger als vier piezoelektrischen oder elektrostriktiven Schwingern ausgerüstet sein-

Claims

Patentansprüche-1. Mechanisches Frequenzfilter, g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h die Kombination folgender an sich bekannter Maßnahmen: a) Das Filter besteht aus Scheiben- oder linsenförmigen piezoelektrischen oder elektrostriktiven Resonatoren bzw. Wandlern (1 bzw. 11 bis 14) mit einem Rahmen (6 bzw.15) und mit daran befestigten Halterungs- und Kontaktierungselementen (7 bis 10 bzw. 16 bis 25), die auf zwei gegenüberliegenden Hauptflächen der Resonatoren oder Wandler (1 bzw.11 bis 14) derart befestigt sind, daß die Verbindungslinie zwischen den Befestigungspunkten auf der einen Hauptfläche mindestens angenähert senkrecht auf der Verbindungslinie der Befestigungspunkte auf der gegenüberliegenden Hauptfläche steht. b) Die Halterungs- und Kontaktierungselemente (8 bis 10 bzw. 16 bis 25) sind parallel zu den Hauptflächen der Resonatoren oder Wandler (1 bzw.11 bis 14) verlaufende, beidendig am Rahmen (6 bzw. 15) befestigte Drähte.
2. Mechanisches Frequenzfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktierungs- bzw. Haltedrähte (16 bis 23) innerhalb des Rahmens bzw. Gehäuses (15) gekröpft sind.
3. Mechanisches Frequenzfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durchgehenden Drähte (24 und 25) zur Halterung und Kontaktierung von mehr als einem elektrostriktiven oder piezoelektrischen Resonator oder Wandler (11 bis 14) dienen und diese gleichzeitig mechanisch miteinander verkoppeln (F i g. 2). In Betracht gezogene Druckschriften: Holländische Patentschrift Nr. 54 056; britische Patentschrift Nr. 475 275; Walter G. C a d y, »Piezoelectricity«, First Edition, Second Impression, McCrawhill Book Co., Ine., New York und London, 1946.