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Frequenzweiche Die Erfindung bezieht sich auf eine Frequenzweiche,
bei der zu einem ersten Ausgangsklemmenpaar Schwingungen eines verhältnismäßig breiten
Frequenzbereiches durchgelassen werden und gleichzeitig Schwingungen eines verhältnismäßig
schmalen Frequenzbereiches stark gedämpft werden, während zu einem zweiten Ausgangsklemmenpaar
Schwingungen dieses schmalen Frequenzbereiches durchgelassen werden, bestehend aus
zwei zwischen dem Eingangs-und dem ersten Ausgangsklemmenpaar liegenden Längszweigen,
von denen der erste durch einen Reihenresonanzkreis gebildet wird und an eine Eingangsklemme
angeschlossen ist und von denen der zweite eine Induktivität enthält, die mit der
am ersten Ausgangsklemmenpaar wirksamen Kapazität einen zweiten Reihenresonanzkreis
bildet und einen von dem Verbindungspunkt der beiden Längszweige abzWeigenden Querzweig
enthält, der aus einem Reihenresonanzkreis besteht, welcher auf eine im erwähnten
schmalen Frequenzbereich liegende Frequenz abgestimmt ist.
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Solche Frequenzweichen finden unter anderen in Fernsehempfängern als
Zwischenfrequenz-Bandfilter Anwendung. Der verhältnismäßig breite Frequenzbereich
umfaßt das Zwischenfrequenz-Videosignal, und der verhältnismäßig schmale Frequenzbereich
umfaßt die Tonträgerwelle. Bekanntlich muß in vielen Fällen die Tonträgerwelle im
Zwischenfrequenzteil des Empfängers gegenüber dem Zwischenfrequenz-Videosignal beträchtlich
unterdrückt werden. Auch wird in vielen Fällen die Tonträgerwelle diesem Zwischenfrequenzteil
entnommen.
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Es ist bereits eine Frequenzweiche bekannt, bei der mittels eines
aktiven Elementes, z. B. einer Verstärkerröhre, und durch geeignete Rückkopplung
die gewünschte Durchlaßcharakteristik erzielt wird. Nach der Erfindung wird das
gleiche Ergebnis allein durch passive Elemente erzielt, die sowohl hinsichtlich
des Betriebes als auch hinsichtlich etwaiger Alterungserscheinungen praktisch unabhängig
und stabil sind, während bei Verwendung eines aktiven Elementes dessen Alterungserscheinungen
sich störend auf die Durchlaßcharakteristik auswirken. Es ist auch schon eine Frequenzweiche
aus passiven Bauelementen bekannt, die eine Bandsperre mit Parallelresonanzkreisen
in den Längszweigen und Serienresonanzkreisen in den Querzweigen enthält. Sämtliche
Resoriänzkreise sind auf die zu unterdrückende Frequenz abgestimmt, die dem Resonanzkreis
am Eingang mittels eines übertragers entnommen werden kann. Da am Ausgang alle Frequenzen,
mit Ausnahme der unterdrückten, auftreten, muß der Bandsperre ein zusätzlicher Bandpaß
nachgeschaltet werden, damit nur ein bestimmtes Frequenzband durchgelassen wird.
Die Erfindung vermeidet diesen Aufwand.
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Die Frequenzweiche nach der Erfindung weist das Kennzeichen auf, daß
parallel zu einem Teil des Querzweiges ein weiterer Zweig geschaltet ist, der gleichfalls
aus einem auf die im verhältnismäßig schmalen Frequenzbereich liegende Frequenz
abgestimmten Reihenresonanzkreis besteht, und daß die Klemmen des zweiten Ausganges
an einen Teil dieses Reihenresonanzkreises angeschlossen sind.
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Mittels eines einzigen zusätzlichen Resonanzkreises wird damit also
die gestellte Aufgabe gelöst.
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Eine weitere Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß die Kapazität
des Querzweiges von der Reihenschaltung zweier Kondensatoren gebildet wird und daß
der weitere Zweig parallel zu einem der Kondensatoren liegt. Dadurch läßt sich die
Amplitude am Ausgang des weiteren Zweiges beeinflussen.
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Die Erfindung wird an Hand der in der Zeichnung dargestellten Figuren
näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 ein bekanntes Bandfilter, F i g. 2 eine Frequenzweiche
nach der Erfindung, F i g. 3 eine Schaltung mit einer Frequenzweiche nach der Erfindung,
F i g. 4 eine Durchlaßkennlinie des Filters nach F i g. 1 und ' F i g. 5 eine Durchlaßkennlinie
einer Frequenz weiche nach der Erfindung.
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Das bekannte Filter nach F i g. 1 ist aus folgenden Elementen aufgebaut:
einem Primärzweig 1, der aus der Reihenschaltung eines Kondensators 11, eines
Widerstandes
12 und einer Induktivität 13 besteht, einem zweiten Zweig II, der aus der Reihenschaltung
eines Kondensators 21, eines Widerstandes 22 und einer Induktivität 23 besteht,
und einem dritten Zweig HI, der aus der Reihenschaltung eines Kondensators 31, eines
Widerstandes 32 und einer Induktivität 33 besteht.
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Der Zweig III ist auf die zu unterdrückende Frequenz abgestimmt, während
die Zweige I und II sich als Transformator verhalten, bei dem I die Primärwicklung
und II die Sekundärwicklung darstellt. In der Praxis sind die beiden Zweige I und
II meist auf dieselbe Frequenz abgestimmt, wobei die Durehlaßbandbreite bekanntlich
im wesentlichen durch den Wert des Kopplungskoeffizienten bedingt wird. Ein solches
Netzwerk weist eine Durchlaßkurve auf wie in F i g. 4 dargestellt ist, in der der
Durchlaß A als Funktion 99 (f) der Frequenz aufgetragen ist. Wie es diese Figur
zeigt, weist diese Kurve zwei relative Maxima M1 und M2, die möglichst weit auseinanderliegen,
und ein dazwischenliegendes relatives Minimumm auf. In der Praxis wird dafür gesorgt,
daß die beiden relativen Maxima der Funktion 9p f gleiche Ordinaten haben und daß
das relative Minimum möglichst wenig von dieser Funktion abweicht.
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Es ist bekannt, daß mit Hilfe eines solchen Filters der Durchlaß für
die Abstimmfrequenz f3 des Zweiges HI unter Zuhilfenahme eines Ausgleichswiderstandes
30 unbeschränkt klein gewählt werden kann. Trotz dieser Vorteile aber haftet diesem
Filter ein großer Nachteil an: der Unterdrückungsbereich der Durchlaßkurve ist verhältnismäßig
schmal, und dieser Umstand kann die Zweckmäßigkeit der Unterdrückung gefährden,
z. B., wenn Frequenzdrift des Ortsoszillators auftritt. Die Schmalheit des Unterdrückungsbereiches
ist in F i g. 4 aus dem verhältnismäßig scharfen Charakter des dort dargestellten
Winkels a ersichtlich.
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Der erwähnte Nachteil ist bei der in F i g. 2 schematisch dargestellten
Frequenzweiche nach der Erfindung vermieden.
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Diese Frequenzweiche besitzt gegenüber dem Filter nach F i g. 1 einen
vierten Zweig IV, der auf dieselbe Frequenz f 3 wie der Zweig III des bereits besprochenen
Filters abgestimmt und mit dem Zweig III kapazitiv gekoppelt ist. Dazu ist der Kondensator
31 des Zweiges IH des Filters nach F i g. 1 durch zwei Reihenkondensatoren
34 und 35 ersetzt, und der aus dem Reihenkreis eines Kondensators
41, eines Widerstandes 42 und einer Induktivität 43 bestehende Zweig IV ist an die
Klemmen eines dieser Kondensatoren, 35 in der Figur, angeschlossen. Bei Verwendung
eines solchen Filters in einem Fernsehempfänger wird die einem ersten Ausgangsklemmenpaar
1-1', das in diesem Falle mit den Klemmen des Kondensators 21 übereinstimmt, entnommene
Spannung dem Eingang der nächsten Stufe des Zwischenfrequenzverstärkers des Videokanals
zugeführt, während die an einem zweiten Ausgangsklemmenpaar 2-2' - identisch mit
den Klemmen des Kondensators 41 - auftretende Spannung dem Eingang der ersten
Stufe des Zwischenfrequenzverstärkers des Tonkanals zugeführt wird. Das dem zuletzt
genannten Verstärker zugeführte Signal befindet sich also auf einem Energiepegel,
der um so höher ist, je vollkommener die Unterdrückung der zu beseitigenden Frequenz,
in diesem Falle der Tonträgerwelle, ist.
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In F i g. 2 ist der Ausgleichwiderstand mit 40
bezeichnet. Die
Durchlaßkurve A = cp (f) der Frequenzweiche nach F i g. 2 ist in F i g. 5
dargestellt, aus der ersichtlich ist, daß diese Kurve in ihrem Durchlaßbereich praktisch
ähnlich der nach F i g. 4 ist, jedoch einen Winkel ß aufweist, der etwa 2,5mal so
groß wie Winkel a der zuletzt genannten Figur ist. Infolge dieses Umstandes ist
auch eine ziemlich gute Unterdrückung von im verhältnismäßig schmalen Frequenzbereich
liegenden Signalen bei naturgemäß nicht zu großen Frequenzverschiebungen der Signale
gegenüber der Filterkennlinie gewährleistet.
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F i g. 3 zeigt ein praktisches Ausführungsbeispiel einer Frequenzweiche
nach F i g. 2, das zwischen zwei Zwischenfrequenzstufen des Video-Kanals eines Fernsehempfängers
aufgenommen ist. Diese Frequenzweiche dient einerseits dazu, die Tonträgerwelle
aus dem Video-Kanal zu entfernen, und andererseits dazu, diese Tonträgerwelle dem
Tonkanal zuzuführen. Die Kapazität 11 des Zweiges I wird von der Anodenkapazität
der Röhre 14 gebildet, die der Frequenzweiche vorangeht, und die Kapazität 21 des
Zweiges II wird von der Eingangskapazität der Röhre 24 gebildet, die auf die Frequenzweiche
folgt. Der Zweig IV ist mit dem Steuergitter der Röhre 44 der ersten Zwischenfrequenzstufe
des Tonkanals gekoppelt.
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Die Kapazitäten 50 und 50' dienen als Gleichstrom-Entkopplungskondensatoren.
In F i g. 3 sind die Röhren 14, 24 und 44 als Trioden dargestellt.
Es ist einleuchtend, daß sie auch als Penthoden ausgeblidet sein können oder sogar
durch Transistoren ersetzt werden können.
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Bemerkt wird, daß in F i g. 3 die Induktivitäten 13 und
23 einerseits und 33 und 43 andererseits nicht induktiv miteinander
gekoppelt sind. Daraus ergibt sich eine sehr leichte Einregelung der Frequenzweiche.
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Bei der in den Zeichnungen dargestellten Frequenzweiche sind die verschiedenen
Zweige galvanisch und kapazitiv (III und IV) miteinander gekoppelt. Es ist einleuchtend,
daß die Zweige auch induktiv miteinander gekoppelt werden können.