DE1566007A1

DE1566007A1 - Schaltungsanordnung fuer ein elektrisches Filter

Info

Publication number: DE1566007A1
Application number: DE19671566007
Authority: DE
Inventors: Fjaellbrant Tore Torstensson
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 1966-08-12
Filing date: 1967-07-25
Publication date: 1971-02-18
Also published as: GB1148415A; US3473140A; NO121910B

Description

BERLIN 33 _ 8 MON¹CREW 2Y

Auguste-Viktoria-SfraBe 65 * D Γ. "I Hfl» HANS RUSCHKE Pienzenauor StraBe 2

Pat.-Anw. Dr. Ruschke -.. ■ . ..' -, _t. — » ~» .. . * _ Pat.-Anwalt Agular

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T 911

lelefonaktiebolaget IM Ericsson, Stockholm 32, Schweden

Schaltungsanordnung für ein elektrisches Filter

Die Erfindung "betrifft eine Schaltungsanordnung für ein elektrisches Filter für Signale, deren Frequenz es ermöglicht, entweder Verstärker mit Elektronenröhren oder Verstärker mit Transistoren zu verwenden. '

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung für ein elektrisches Filter zu schaffen, welches im Vergleich zu herkömmlichen Filtern den Vorteil /bietet, daß es ohne Induktivitäten oder Verbindungsglieder mit gegenseitiger Wechselwirkung eine Phasenabhängigkeit zeigt, die innerhalb eines wesentlich breiteren Frequenzbereiches linear verläuft als dies bei den herkömmlichen Filtern der Fall ist. Gleichzeitig soll der Amplitudenverlauf innerhalb des Bandpasses horizontal verlaufen und eine Änderung #er Amplitudenfunktion, aber nicht der Phasenfunktion möglich sein, wenn eine Änderung der Signalamplituden ''■

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in zwei Zweigen innerhalb des Filters erfolgt.

Ein derartiges Verhalten ist von besonderem Interesse in Verbindung mit dem sogenannten phasenlinearen Filtern, wie man sie "beispielsweise in Schaltungen zur Übertragung frequenzmodulierter Signale benutzt. Dadurch, daß man das JLmplitudenverhältnis zwischen den beiden Signalen ändert, ist es möglich, die Größe des Frequenzbandes zu ändern, innerhalb dessen die Amplitudenfunktion des Filters horizontal verläuft, ohne daß man dabei die Phasenfunktion des Filters beeinflußt. Bei Schaltanordnungen mit Filtern nach Art der Bandpässe nach der Erfindung möchte man außerdem noch den Vorteil erzielen, daß eine etwa in Erscheinung tretende Nichtlinearität in der Phase dadurch leicht eliminiert werden kann, daß man die Resonanzfrequenzen bestimmter Stromkreise einstellt.

Die Schaltanordnung für Filter nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch ein Verbindungsglied mit einem Verstärkerelement und zwei reziproken Impedanzzweigen, die von unterschiedlichen Punkten von der Ausgangsseite des Verstärkerelements ausgehen und an einen gemeinsamen Punkt an denjenigen Enden angeschlossen sind, die dem Verstärkerelement abgewendet und so angeordnet sind, daß sie zusammen zwei Signale mit einer zwischen diesen vorhandenen Phasenverschiebung von 180° auf die Ausgangsseite des Filters übertragen.

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In der nun folgenden Beschreibung soll die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung an Hand zweier Ausführungsbeispiele einer Schaltanordnung nach der Erfindung im einzelnen näher erläutert werden. · In der Zeichnung ist:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Schaltanordnung nach der Erfindung mit einem Transistor und mit einem Zweig mit einer Induktivität sowie mit einem Zweig mit einem Kondensator;

Pig. 2 ein Kurvenbild, welches den Verlauf der Amplituden und der Verzerrungen "bei den Übertragungszeiten einer Gruppe darstellt, und

Pig. 3 eine Schaltungsanordnung nach der Erfindung mit einer elektronischen Röhre und einem Serienresonanzkreis sowie einem Parallelresonanzkreis.

In der Schaltungsanordnung nach 3?ig. 1 ist ein Verbindungsglied enthalten, welches aus einem Transistor 4 und zwei Stromzweigen "besteht, die von der Ausgangsseite des Transistors 4 ausgehen. Es ist dies der induktive Zweig 7, 8, der von dem Kollektor des Transistors ausgeht, und ein kapazitiver Zweig 9, der von dem Emitter des Transistors ausgeht. In dem induktiven Zweig liegt ein großer Kondensator 7, der die Aufgabe hat, den Gleichstrom zu sperren, und eine Induktivität 8. In dem kapazitiven Zweig liegt ein· Kondensator 9, dessen Kapazität erheblich kleiner ist als

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die Kapazität des Kondensators 7» Die beiden dem Transistor 4 angewendeten Enden der "beiden Zweige sind an einen gemeinsamen Punkt P angeschlossen und so dimensioniert, daß zwei Signale mit einer Phasendifferenz von 180° zwischen ihnen ausgesendet werden. Der gemeinsame Punkt P der "beiden Zweige liegt an einer der Eingangsklemmen 2 des Transistors 2, und- zwar liter einen Widerstand 10 und die Eingangsklemme 2 ist ihrerseits ü"ber einen Widerstand 3 mit der anderen Eingangsklemme 1 des Transistors 4 verbunden? die Eingangsklemme 1 ihrerseits liegt an der Basis des Transistors. Der Emitter und der Kollektor des Transistors sind in der {!"blichen Weise an eine positive ( + ) "bzw. an eine negative (-) Spannungsquelle angeschlossen. Parallel zu dem Widerstand 10 liegt eine leiterkette, die aus zwei Serien-Induktivitäten 11 und 13 und zwei Parallelkondensatoren 12 und 14 "besteht. Der Kondensator 14 liegt zwischen einer Ausgangsklemme 20 der Schaltungsanordnung und der Basis eines Ausgangstransistors 15, dessen Emitter über einen Kondensator 18 mit der anderen Ausgangsklemme 19 verbunden ist und über einen Widerstand 17 an eine positive Spannungsquelle gelegt ist. Der Kollektor des Transistors 15 ist über einen Widerstand 16 an eine negative Spannungsquelle angelegt.

In Fig. 2 zeigt die Kurve A1 in db die Amplitudenabhängigkeit einer Filteranordnung mit den Spannungen 1 und 1,1 am Ende der Induktivität 8 bzw. des Kondensators 9, die

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dem Transistor 4 zugewendet sind, während die Kurve A2 die entsprechende Amplitudenfunktion wiedergibt, wenn die erwähnte Kombination von Potentialen in 1 und 2 geändert worden sind. In dem gleichen Eurvenbild zeigen die Eurvenäste B1 und B2 in Prozent die Verzerrung für den Wert der Gruppenübergangszeit für die Fi It er anordnung, nach der Erfindung in Gegenüberstellung zu einem herkömmlichen Filter mit einem ähnlichen Verlauf der Amplitu&enfunkfcion bzw«, mit einem Butt er worth-Filter vierten Grades in Kaskade mit einem Butterworth-Filter dritten G-rades» Wie sich aus dem Obigen ergibt, zeigt die Schaltungsanordnung for ein elektrisches Filter nach der Erfindung wesentlich "basser© Kapasitätswerte als die herk8iaalieh®n Filter»

Fig. 3 zeigt ein© AusfBlirungsforia dsr Sohaltungeanordnung nach der Erfindung, die ein entsprechendes BEndpaßfilter relativ zn dem Tiefpaßfilter nach FIg₀ 1 mit einer mittleren Frequenz von 70-IEs ist? Das Filter besteht aus einem Yerfeindungsglisd mit ein©r Ble&tronenrölir© 34 ₉ einem -Serienreeonanzzweig-37» 38 und ©ine® Parall©lr@sonanzte©ig 39, 40. Bie Eingangsklemmen. 31 UBd 32 der Schaltungsanordnung stehen, in Verbindung mit t@m .St©m©rgitter der Elektronenröhre "bzw. über ©inen Widerstand/35 mit der Kathode der Elektronenröhre» Der Serienresonanzkreis liegt an d@r Anode und umfaßt eine S@rienselialtung aus einer mit Induktivität "behafteten Spule 37 und einem Kondensator 38. Der Parallel™

resonanzkreis liegt an der Kathode und enthält eine Parallelschaltung aus einer Induktivität 40 und einem Kondensator 39. Die dem Verstärker (der Elektronenröhre) angewendeten Enden dieser Stromzweige sind ebenso wie in Fig. 1 an einen gemeinsamen Punkt P gelegt. Aus Gründen der einfacheren Darstellung sind die Stromkreise, die sich, an diesen Punkt P anschließen in Fig. 3 nicht gezeichnet. Durch Xndern der Resonanzfrequenzen der Resonanzkreise kann die Phasen-Nichtlinearität der Filteranordnungen leicht eingestellt werden. Im Übrigen sei ausdrücklich erwähnt, daß die Verstärkerstufen auf der Eingangsseite und auf der Ausgangsseite der Schaltungsanordnung das Filter hinsichtlich der Impedanz bezüglich angeschlossener Kabel und/oder Verstärker trennen bzw. isolieren.

Die einzelnen Stromkreiselemente in der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 können beispielsweise folgende Werte haben»

Kondensator 7 = 10.000 pF Induktivität 8 = 2,50 uH Kondensator 9 » 12,0 pF Induktivität 11 « 0,41 uH

Kondensator 12 * 42,3 pF Induktivität 13 « 1,60 uH Kondensator 14 * 30,3 pF

Widerstand 5 * 5 Si Widerstand 6 » 5 S2 Widerstand 10 » 100 Ω

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Die entsprechenden Stromkreiselömente in der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 haften dann die folgenden Werte»

Kondensator 38 = 3,0.pF Indutfcivität 37·■■ 2,5 pB.

Kondensator 39 = 12,OpF Induktivität 40= 0,4 μΗ

Widerstand 35 » 5 Sl Widerstand 41 * 5

- Patentansprüche -

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Claims

1566G07 T 911 -8- Patentansprüche s

1. Schaltungsanordnung für ein elektrisches ter, gekennzeichnet durch ein Verbindungsglied mit einem Verstärkerelement und zwei reziproken- Impedanzζweigen, die von unterschiedlichen Punkten von der Ausgangsseite des Verstärkerelements ausgehen und an einen gemeinsamen Punkt (P) an denjenigen Enden angeschlossen sind, die dem Verstärkerelement (4) abgewendet und so angeordnet sind, daß sie zusammen zwei Signale mit einer zwischen diesen vorhandenen Phasenverschiebung von 180° auf die Ausgangsseite des Filters übertragen.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Zweig im wesentlichen nur eine mit Induktivität behaftete Spule (8) und der andere Zweig im wesentlichen nur einen Kondensator (9) enthält.

3· Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Zweig im wesentlichen nur einen Serien-Resonanzkreis (37, 38) und der andere Zweig im^ wesentlichen nur einen Parallelresonanzkreis (39, 40) enthält.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Punkt (P) über einen Widerstand (10) an eine Eingangsklemme (2) des Verstärkerelementes (4) angelegt ist.

5.

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5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkerei ement eine Elektronenröhre (34) ist und die beiden Zweige an den Enden, die dem Verstärkerelement zugeordnet sind, an'die Anode bzw. an die Kathode der Elektronenröhre (34) angeschlossen sind.

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkereiement ein Transistor (4) ist und daß die beiden Zweige an denjenigen Enden, die dem Verstärkereiement zugewendet sind, an den Kollektor bzw. an den Emitter des Transistors (4) gelegt sind.

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Dr.Sk/Wr

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