DE1791073B2 - Aktives Bandpaßfilter - Google Patents

Description

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in der am

Eingang der Verstärkervorrichtung beginnenden Zähl-

Die vorliegende Erfindung betrifft ein aktives richtung die Wirkwiderstände der ungeradzahligen Bandpaßfilter aus einer Kettenschaltung von aus Halbglieder an Erde und die Wirkwiderstände der Längs- und Querzweigen aufgebauten Halbgliedern, 60 geradzahligen Halbglieder gemeinsam an dem zum die in Signalflußrichtung jeweils einen aus mindestens Eingang gleichphasigen Ausgang der Verstärkereinem Blindwiderstand bestehenden Längszweig, ge- vorrichtung liegen, und die Blindwiderstände im Längsfolgt von einem aus einem Wirk widerstand gebildeten zweig jedes Halbgliedes einen Serienresonanzkreis Querzweig, aufweisen, sowie aus einer elektronischen bilden, der aus einem Kristall besteht.
Verstärkervorrichtung, die an den Ausgang des letzten 65 Ein solches Bandpaßfilter hat nur ein aktives Halbgliedes der Kettenschaltung angeschlossen ist, Element mit einer Verstärkung gleich Eins und eine wobei der Grad der Übertragungsfunktion durch die Anzahl Schwingkristalle, die gleich dem Grad der Anzahl der Halbglieder gegeben ist. Übertragungsfunktion ist.

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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weist das paßfilters ist Wegen dieser _HocnpaOniier aktive Bandpaßfilter zusätzlich zu den an Erde werden ^ά* _o ^K?^ndea^°™^ '° einTm Kondensator liegenden Wirkwiderständen jedes der ungeraden durch eine Reihenschaltung aus.einem κο Halbglieder einen zusätzlichen Widerstand auf, und einer Spule ^erset^' "¹¹J.^ _die Resonanzder zwischen dem Anschluß des Querzweiges in der 5 gewonnene ^^?^^ ^bS** bei ** Längskette und dem gleichphasigen Ausgang der frequenz ω. Diese ^ν^\^ψ^ξ^_{ήα die} Strom-Verstärkereinrichtung liegt. Ausfuhrungsform nach F ^2^^

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kreiselernen te we, chedbe SchaUung mn B

führen die det Längskette entgegengesetzten An- ^na.^c^ ^Fig-1 gemeinsam haben, aiegi

Schlüsse der Wirkwiderstände der ungeraden Halb- i. ^^J^^teio^dscZtiX ist, der

glieder an Abgriffe des vom gleichphasigen Ausgang C₁ bis C_n durch e afflReonanzkre isc ,

der Verstärkervomchtung nach Erde führenden aus einem Kondensator CK bi·££· ^-„^

Lastwiderstandes, während die Wirkwiderstände der Spule LK₁ bis Ltf„ beste!^- ™ _Längszweige aus

geradzahligen Halbglieder gemeinsam am gleich- man ein Bandpaßfilter in dem die ^^g ^

phasigen Ausgang der Verstärkervomchtung liegen. x₅ Serienresonanzkreisen bestehen duJ

Durch diese beiden Ausgestaltungen wird erreicht, ersetzt ^»;™ΑΪ K₁ bis K_n, daß sämtliche Kristalle des Bandpaßfilteis Pesonanz- Fi g. 2 durch dieJf™^™£g_{chntt si}nd, angefrequenzen der gleichen Größenordnung haben. die ,n gefabelte™ Jf£^f^ⁿ _aktives Band-Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung deutet. *%**$^££££ g eich der Anzahl liegt der Eingang der Halbgliederkette am gleich- *o paßßter, dessen Ubertragungsgra B phasigen Ausgang einer weiteren, vor dem Eingang der von Knstrtea ££em Füter ^ _e(ner Kettenschaltung liegenden, elektronischen Verstarker- F ig. 3 der Z eichnung zngi vorrichtung. Hierbei liegen die Wirkwiderstände der abgeänderten Ausfug™«*»™J^ J^ _Strom. Halbglieder abwechselnd an Abgriffen von Lastwider- paßfil ers nach der Erfindung,J» _wie ständen, die vom gleichphasigen bzw. ungleichphasigen *₅ kreiselemen^ die gtochen Bez ig&z«<^h^»cn^ g^.^ Ausgang der weiteren Verstärkervorrichtung ausgehen, in F ι g. 2. Das ^"""¹JJJ_{0 an} ^B _die Verbindungswobei der Wirkwiderstand des ersten ungeradzahligen erkennen, daß je ein Wulerstanc an aie _{u era}|_er Halbgliedes an den Abgriff des am gleichphasigen punkte, an we chen die Wg^J^^J _{υ des} Ausging der Verstärkervorrichtung liegenden Last- Ordnungsziffer '^e^"'.^u"^d^f wfSnde sind mit Widerstandes führt. Hierdurch läßt sich bei bestimmten 30 Filters ^a"g^esc£^luSS™ ¹^' S Ausfuhrungsform des Frequenzen im Sperrbereich des Filters eine besonders A₁ bis R_n-y ¹^iLf ^_n* _Fj Γ ₃ hat den besonhohe Dämpfung erzielen. !^"^ν^ΓΛβ die eTnzelnVn Komponenten der In der nun folgenden Beschreibung wird die Erfin- deren Vorteil daß ^d|^e «^nzelnen £2paßnlters die dung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher ^^SSZS^SJZ^^^^ ^εΐΤΐ zeigt das Schaltbild eines bekannten Sndpunkt der fabrikatorischen Herstellung von

Hochpaßfilters; . "f ^zSf "'^abgeänderte Ausführungsform

F i g. 2 bis 5 zeigen die verschiedenen Ausfuhrungs- F ig 4 zeigl: wine ^aB|^ea _D° _{ü djeser Aus}.

formen eines aktiven Bandpaßfi.ters nach der Erfin- ^ to^^h^Fig.^DerJJ ^ ^^ ^

^dUF⁸i g. 1 zeigt das Schaltbild eines aktiven Hoch- Komponenten mit passiven »^,n

paßfilters. Das Filter besteht aus einer Anzahl von F ig. ²^^e™^_an ^sl^; £* |_{igur ersie}ht. liegen die

Kondensatoren C₁ bis C_n, die in Reihe miteinander -"*—«« w,* man aus der rigur

ÄÄBrtrsr ^nrs tn^F' ^ ?^und "^{i8t die 8leichen}

Verbindungspunkt zwischen den Kondensatoren, und Beuggdten w« Wrt««· _{eine weitere Ausfüh}. die Widerstände mit ungeradzahhgen Ordnungszahlen ^Sch _f ^heßllT_PQ π firs nfch F i g 2 und hier sind wieder

liegen an Erde, während die Widerstände nut geraden 50 rungsfonndesFüt«nach F,|2 u ^ ^^ Ordnungszahlen an dem Emitter des Transistors Γ_χ gleich«Toi e m den gleich en 8 _{über den}

Hochpaß- zu Bandpaß-Transformation der Über- Standes /i^₂ und an

as

I₁
T ⁺

I 65 quenzen erreicht man eine hohe Dämpfung, während

vT der Zähler des Ausdruckes für die Übertragungsfunk-

⁰ ' tion bei diesen Frequenzen den Übertragungswert Null

gegeben ist, worin ω₀ die Mittelfrequenz des Band- erreicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen,

Claims (4)

1 ^ 2 Patentansprüche· Es 'st bekannt, die Resonanzkreise passiver ßand- ' paßfilter durch Verstärker-Rückkopplungsschaltungen

1. Aktives Bandpaßfilter aus einer Ketten- zu entdämpf en, d. h. die Verluste der Resonanzkreise, schaltung von aus Längs- und Querzweigen auf- besonders die Spulenverluste, zu kompensieren (vgl. gebauten Halbgliedern, die in Signalflußrichtung 5 ^Proceedings of the Institute of Radio Engineers« jeweils einen aus mindestens einem Blindwiderstand [»Proc. IRE«], Vol. 39 [August 1951], Nr. 8, S. 939 bestehenden Längszweig, gefolgt von einem aus bis 945: »Elektronische Rundschau«, Bd. 10 [Mai einem Wirkwiderstand gebildeten Querzweig auf- 1956], H. 5, S. 125 bis 128, und deutsche Patentschrift weisen, sowie aus einer elektronischen Verstärker- 584 644).

vorrichtung, die an den Ausgang des letzten Halb- io Die Spulen sind jedoch besonders bei niedrigen

gliedes der Kettenschaltung angeschlossen ist, Frequenzen sehr voluminös, und deshalb wird die

wobei der Grad der Übertragungsfunktion durch Wirkung der Induktivitäten auf die Ubertragungs-

die Anzahl der Halbglieder gegeben ist, dadurch funktion, d. h. die Beziehung zwischen dem Aus-

gekennzeichnet, daß in der am Eingang gangssignal U_ut und dem Eingangssignal l/<», simu-

der Verstärkervorrichtung beginnenden Zählrich- 15 liert, indem aktive Elemente mit dem Filter verbunden

tung die Wirkwiderstände (A₁, R₃ ...) der ungerad- werden. Um mit aktiven Filtern Übertragungs-

zahligen Halbglieder an Erde und die Wirkwider- funktionen vierten oder höheren Grades mit nur einem

stände (R₂, R_t ...) der geradzahligen Halbglieder aktiven Element zu erzielen, muß ein Verstärker mit

gemeinsam an dem zum Eingang gleichphasigen einer Verstärkung <1 eingesetzt werden, wenn

Ausgang der Verstärkervorrichtung liegen und die 20 sämtliche Halbglieder mit dem aktiven Element durch

Blindwiderstände im Längszweig jedes Halbgliedes Rückkopplungspfade in Verbindung stehen. Beispiele

einen Serienresonanzkreis (LjI₁CJt₁ bis LknCkn) solcher aktiven ÄC-Filter werden beschrieben in

bilden, der aus einem Kristall (K₁ bis K_n) besteht. »Proceedings of the Institution of Electrical Engineers«

2. Aktives Bandpaßfilter nach Anspruch 1, (»Proc.lEE«), Vol. 110 (September 1963), Nr. 9, S. 1607 dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich zu den »5 bis 1616.

an Erde liegenden Wirkwiderständen jedes der Hierbei entstehen Filteranordnungen, die mit steiungeraden Halbglieder einen zusätzlichen Wirk- gendem Grad der Übertragungsfunktion zunehmende widerstand (A₁', A₃'...) aufweist, der zwischen Empfindlichkeit für Abzweichungen der Bauelemente dem Anschluß des Querzweigs in der Längskette von ihrem errechneten Sollwert zeigen,
und dem gleichphasigen Ausgang der Verstärker- 30 Es ist auch z. B. durch die schweizerische Patenteinrichtung liegt. schrift 212 047 bekannt, beim Bau von Bandpaßfiltern

3. Aktives Bandpaßfilter nach Anspruch 1, Kristalle als frequenzselektive Elemente zu benutzen, dadurch gekennzeichnet, daß die der Längskette Ein Kristall ist äquivalent einem Serienresonanzkreis, entgegengesetzten Anschlüsse der Wirkwiderstände seine Resonanzfrequenz ist sehr stabil und der Q-Wert (A₁, R₃ ...) der ungeraden Halbglieder an Ab- 35 liegt verhältnismäßig hoch, d. h., der Resonanzkreis griffe des vom gleichphasigen Ausgang der Ver- stellt einen sehr schmalen Bandpaßkreis dar. Außerdem Stärkervorrichtung nach Erde führenden Last- erfordert ein Kristall im allgemeinen sehr viel weniger Widerstandes (Rk in Fig. 4) führen und die Raum als ein entsprechender Resonanzkreis, der in der Wirkwiderstände (A₂. Ri · · ·) der geradzahligen herkömmlichen Weise aus einer Spule und einem Halbglieder gemeinsam am gleichphasigen Ausgang 40 Kondensator besteht. Andererseits besteht der Nachder Verstärkervorrichtung liegen. teil eines Bandfilters, welches aus Kristallen aufgebaut

4. Aktives Bandpaßfilter nach Anspruch 1, ist, darin, daß die einzelnen Kristalle zwecks Erzielung dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang der eines Bandpaßfilters mit bestimmtem Übertragungs-Halbgliederkette am gleichphasigen Ausgang einer grad und gewünschter Übertragungsqualität unterweiteren, vor dem Eingang der Kettenschaltung 45 schiedliche Resonanzfrequenzen aufweisen müssen, liegenden elektronischen Verstärkervorrichtung (T₂ Außerdem braucht man eine beträchtlich größere in F i g. 5) liegt und die Wirkwiderstände der Halb- Anzahl von Resonanzkreisen als in entsprechenden glieder abwechselnd an Abgriffen (P) von Last- Bandpaßfiltern, die aus Spulen und Kondensatoren widerständen (Ae₂, Rk₂) liegen, die von dem gleich- bestehen.

phasigen bzw. ungleichphasigen Ausgang der 50 Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schafweiteren Verstärkervorrichtung (T₂) ausgehen, wo- fung eines aktiven Bandpaßfilters, dessen Dämpfungsbei der Wirkwiderstand (R₁) des ersten ungeraden kurve vergleichbar ist mit der eines LC-Filters und des-Halbgliedes an den Abgriff des am gleichphasigen sen Empfindlichkeit für Abweichungen der Bauelemente Ausgang der Verstärkervorrichtung (T₂) liegenden von ihrem errechneten Sollwert nicht mit steigendem Lastwiderstandes (R_e2) führt. 55 Grad der Übertragungsfunktion zunimmt.