DE1908719C

DE1908719C - Crystal comb filter

Info

Publication number: DE1908719C
Authority: DE
Inventors: Frank Roger Atkinson N H Bies (V St A)
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Publication date: 1972-06-22

Description

ι 2ι 2

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kristall-Kamm- Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung enthältThe invention relates to a crystal comb according to one embodiment of the invention

filter mit mehreren Zweigen, welches ein kammförmi- jeder Abschnitt eine Reihenkombination eines piezo-filter with several branches, which a comb-shaped - each section a series combination of a piezo

ges Frequenzspektrum mit einer Anzahl schmaler elektrischen Kristalls und eines Widerstandes, dessenges frequency spectrum with a number of narrow electrical crystals and a resistor, its

Durchlaßbereiche und davon getrennter, breiterer Widerstandswert um ein Mehrfaches größer ist als derPassbands and their separate, wider resistance value is several times greater than that

SperFbereiche aufweist. 5 Reihenwiderstand des Kristalls, um die Durchlaß-Has restricted areas. 5 series resistance of the crystal in order to

Bei einem BreitbandfiHer (USA.·Patentschrift bereichskennlinien des Filters im wesentlichen geebnetIn the case of a broadband filter (USA

1 955 788) ist es bereits bekannt, mehrere Serien- und konstant zu halten.1 955 788) it is already known to keep several series and constant.

Schwingkreise, welche jeweils einen Serienwiderstand Gemäß einer weiteren Ausbildung der ErfindungResonant circuits, each of which has a series resistance. According to a further embodiment of the invention

aufweisen, einander und zu einem weiteren Widerstand enthält das Filter ein Paar Eingangs- und ein Paarhave each other and to a further resistor, the filter contains a pair of input and a pair

parallel zu schalten. Die Serienwiderstände dienen zur xo Ausgangsanschlüsse, einen Brückenübertrager mitto connect in parallel. The series resistors are used for xo output connections, using a bridge transformer

Einstellung der Dämpfungscharakteristik im Durchr einer Primärwicklung und einer mittig angezapftenAdjustment of the damping characteristics in the passage of a primary winding and a centrally tapped one

laßbeveich des Filters, während der Parallelwiderstand Sekundärwicklung sowie weiterhin zumindest zweilassbeveich the filter, while the parallel resistance secondary winding and still at least two

keine besondere Bedeutung hat und auch fortgelassen Filterzweige. Die Primärwicklung ist hierbei mit demhas no special meaning and also omitted filter branches. The primary winding is here with the

werden kann. Paar Eingangsanschlüssen verbunden zur Aufnahmecan be. Pair of input ports connected for inclusion

Es ist ferner nicht mehr neu, daß die unsymmetrische 15 eines Eingangssignals, und die Mittelanzapfung derIt is also no longer new that the unbalanced 15 of an input signal, and the center tap of the

Auslegung der Längszweige eines Kreuzgliedes zu Sekundärwicklung ist mit einem der Ausgangs-Design of the series branches of a cross member to secondary winding is with one of the output

einem Filter fireit, bei dem die Anzahl der benötigten anschlüsse verbunden, während die Enden der Sekun-a filter fireit, in which the number of connections required is connected while the ends of the seconds

Elemente verringert ist (»Zeitschrift Cables & Trans- därwicklung über je einen Filterzweig mit dem anderenElements is reduced (»magazine Cables & Transdärwickung over one filter branch with the other

mission«, Bd. 6, Juli 1952, Nr. 3, S. 193 bis 210). In Ausgangsanschluß verbunden sind. Dies stellt einemission ", Vol. 6, July 1952, No. 3, pp. 193-210). Connected in output port. This represents a

dieser Schrift wird außerdem die Verwendung von aa einfache und kompakte Ausführung des KammfiltersThis document also mentions the use of aa simple and compact design of the comb filter

Quarz als Schwingkreiselement erwähnt. Es ist ferner dar.Quartz mentioned as a resonant circuit element. It is further dar.

bekannt, durch Zuschaltung von ohmschen Wider- Im folgenden ist die Erfindung an Hand der Zeichständen den Resonanzwiderstand eines als Schwing- nungen beschrieben; es zeigtknown, by switching on ohmic resistance In the following the invention is based on the drawing stands the resonance resistance of a described as vibrations; it shows

kreiselement verwendeten Quarzes auf den gewünsch- F i g. 1 eine Ausführungsform eines symmetrischencircular element used quartz on the desired F i g. 1 an embodiment of a symmetrical

ten — hohen — Wert zu bringen. »5 Kreuzgliedes als Bestandteil eines Filters gemäß derten - high - value. »5 cross member as part of a filter according to

Es ist ferner bekannt (Zeitschrift Frequenz, Bd. 17, Erfindung,It is also known (magazine frequency, vol. 17, invention,

Dezember 1963, Nr. 12. S. 3449 bis 461), daß der F i g. 2 das Schaltbild eines Impedanzzweiges desDecember 1963, No. 12. pp. 3449 to 461) that the F i g. 2 the circuit diagram of an impedance branch of the

Frequenzgang eines Wellenfilters vom erwünschten Kreuzgliedes nach Fig. 1,Frequency response of a wave filter from the desired cross member according to Fig. 1,

Frequenzgang deshalb abweicht, weil in den Filter- F i g. 3 eine Ansicht des Impedanzzweiges nachFrequency response differs because in the filter F i g. 3 shows a view of the impedance branch according to FIG

elementen eine Verlustleistung sf ttfindet. Besonders 30 Fig. 2, wobei jedoch der piezoelektrische Kristallelements find a power loss sf tt. Particularly 30 Fig. 2, but with the piezoelectric crystal

unangenehm ist dabei die Abflachung des Übergangs- durch sein aus konzentrierten SchaltungselementenThe flattening of the transition due to its concentrated circuit elements is unpleasant

bereiches zwischen Durchlaßbereich und Sperrbereich, aufgebautes Ersatzschaltbild ersetzt ist,between the pass band and the blocking band, the built-up equivalent circuit diagram is replaced,

und der angeführte Artikel befaßt sich mit diesem F i g. 4 ein Polstellen/Nullstellen-Diagramm fürand the cited article deals with this F i g. 4 a pole / zero diagram for

Problem. ein Kreuzglied der in F i g. 1 dargestellten Art,Problem. a cross member of the in F i g. 1 type shown,

In gewissen elektronischen Schaltungen, beispiels- 35 F i g. 5 die Impedanzeigen? :haften eines Kreuzweise in Fernsprechübertragungssystemen, werden gliedes für ein Filter gemäß der Erfindung,
Bandpaßfilter zum Trennen von Nachrichtenmengen F i g. 6 das Schaltbild eines Filters mit mehreren benötigt, die sich innerhalb vorbestimmter, schmaler Durchlaßbereichen (Kammfilter) in Differential-Frequenzbänder befinden. Um einen hohen Selektivi- Brückenschaltung entsprechend der Erfindung,
tätsgrad zu erhalten, ist es vorteilhaft, piezoelektrische 4° F i g. 7 die Ubertragungskennlinie des Kamm-Kristalle in derartige Filter einzubauen. Bei der An- filters nach Fig. 6.In certain electronic circuits, for example 35 F i g. 5 the impedance indicators? : stick a crosswise in telephone transmission systems, are member for a filter according to the invention,
Bandpass filter for separating message sets F i g. 6 requires the circuit diagram of a filter with several, which are located within predetermined, narrow passbands (comb filters) in differential frequency bands. In order to achieve a high selectivity bridge circuit according to the invention,
To obtain efficiency, it is advantageous to use piezoelectric 4 ° F i g. 7 incorporate the transmission characteristic of the comb crystals in such filters. In the case of the anfilter according to FIG. 6.

Wendung derartiger Filter stand deren hoher Selektivi- Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 ist eineThe turn of such filters was their high selectivity. In the embodiment according to FIG. 1 is a

tätsgrad bisher im Vordergrund des Interesses, ohne Spannungsquelle 10, deren Innenwiderstand bei 11degree of efficiency in the foreground of interest so far, without voltage source 10, the internal resistance of which is 11

Rücksicht auf die Ebenheit der Durchlaßbereiche und dargestellt ist, an die Eingangsanschlüsse 12 und 13Consideration of the flatness of the transmission ranges and is shown at the input connections 12 and 13

der Sperrbereiche sowie auf das relative Dämpfungs- 45 eines symmetrischen Kreuzgliedes angeschlossen, inthe restricted areas as well as connected to the relative attenuation 45 of a symmetrical cross member, in

verhältnis zwischen den Durchlaßbereichen und den welchem die Impedanzzweige Z_a und Zb liegen. Dieratio between the passbands and which are the impedance branches Z _a and Zb . the

Sperrbereichen. Reihenimpedanzzweige Z_a liegen jeweils zwischenRestricted areas. Series impedance branches Z _a are each between

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Filter einem der Eingangsanschlüsse 12 und 13 und demThe invention is based on the object, a filter one of the input terminals 12 and 13 and the

der angegebenen Art zu schaffen, dessen Dämpfungs- entsprechenden Ausgangsanschluß 14 bzw. IS. Ande-to create the specified type, whose attenuation corresponding output connection 14 or IS. Other-

verlauf innerhalb der Durchlaßbereiche und der Sperr- 5° rerseits liegen die Diagonalimpedanzzweige Z» jeweilsThe diagonal impedance branches Z »each lie within the passbands and the blocking 5 ° on the other hand

bereiche eben ist und bei dem das jeweilige Verhältnis zwischen einem der Eingangsanschlüsse 12 und 13 undareas is flat and in which the respective relationship between one of the input connections 12 and 13 and

der Dämpfung in den Durchlaßbereichen und den dem diagonal gegenüberliegenden der Ausgangs-the attenuation in the pass bands and the diagonally opposite of the output

Sperrbereichen in gewünschter Weise festlegbar ist. anschlüsse 15 bzw. 14. Ein Belastungswiderstand ICBlocked areas can be determined in a desired manner. connections 15 and 14. A load resistor IC

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß jeder liegt an den Ausgangsanschlüssen 14 und 15.The stated object is achieved in that each is connected to the output connections 14 and 15.

Filterzweig eine Anzahl parallelgeschalteter, die KrU 55 Jeder der Impedanzzweige Z_a und Zb der F i g. 1Filter branch a number of parallel-connected, the KrU 55 each of the impedance branches Z _a and Zb of FIG. 1

stalle aufweisende Abschnitte aufweist, zu denen ein hat die in F i g. 2 dargestellte Form, d. h., sie weiserStall having sections, to which one has the in F i g. 2 shape shown, d. i.e., they wiser

Dämpfungsglied parallel geschaltet ist, daß die Im· jeweils die Reihenkombination eines Widerstandes 2CAttenuator is connected in parallel so that the Im · in each case the series combination of a resistor 2C

pedanzen der die Kristalle aufweisenden Abschnitte der Größe Rs und eines piezoelektrischen Kristalls 21 pedances of the Rs- sized portions having the crystals and a piezoelectric crystal 21

bei deren Resonanzfrequenz einander nahezu gleich auf, die zwischen den Anschlüssen A und B gelegetat their resonance frequency are almost equal to each other, those placed between connections A and B.

sind und daß die Impedanz des Dämpfungsgliedes ein 60 ist, sowie einen Widerstand 22 der Größe Ra, de are and that the impedance of the attenuator is a 60, and a resistor 22 of the size Ra, de

Mehrfaches der Impedanz der Abschnitte beträgt und direkt zwi?-hen den Anschlüssen A und B, als* Is a multiple of the impedance of the sections and directly between connections A and B, as *

so gewählt ist, daß die Dämpfung in den Sperrbereichen parallel zu der Reihenkombination des Widerständeis chosen so that the attenuation in the blocking regions is parallel to the series combination of the resistors

im wesentlichen konstant gehalten wird und das 20 und des Kristalls 21 liegt.is kept substantially constant and the 20 and the crystal 21 is located.

Dämpfungsverhältnis zwischen den Durchlußbereichen Um den richtigen Entwurf des Kreuzgliedes zu erAttenuation ratio between the flow areas in order to achieve the correct design of the cross member

und den Sperrbvrcichen festgelegt wird. «5 leichtern, ist es zweckmäßig, den Kristall 21 deand the restricted areas is specified. «5 easier, it is appropriate to use the crystal 21 de

Das filter kann ein symmetrisches Kreuzgliedfilter F i g. 2 durch sein Ersatzschaltbild darzustellenThe filter can be a symmetrical cross-member filter F i g. 2 to be represented by its equivalent circuit diagram

mit zumindest zwei in Reihe geschalteten Zweigen und F i g. 3 zeigt das Schaltbild des tmpedanzzweiges dewith at least two branches connected in series and F i g. 3 shows the circuit diagram of the impedance branch de

zumindest /wei Diagdiialzwcigen sein. F i g. 2, wobei der Kristall 21 durch sein F.fsatabe at least / white diagdiialwcigen. F i g. 2, the crystal 21 being by its F.fsata

schaltbild ersetzt worden ist, das die Reibenkombina- bestimmt. Das heißt, durch Einfügen d«t Reihention von Kristallinduktivität L_x, Kristallkapazität C_x Widerstandes mit einem vorbestimmten Wert Ra, der und Kristallwiderstand R_x aufweist, die durch die in spezieller Beziehung zu den Schaltungsparametern Parallelkapazität C,_A des Kristalls überbrückt ist. des Filters steht, wird sichergestellt, daß die Dämp-circuit diagram has been replaced, which determines the friction combination. That is, by inserting the sequence of crystal inductance L _x , crystal capacitance C _x resistance with a predetermined value Ra, which has and crystal resistance R _x , which is bridged _{by the parallel capacitance C, A of} the crystal in a special relation to the circuit parameters. of the filter is in place, it is ensured that the damping

Beim Entwurf eines Kreuzgliedfilters der in F i g, I 5. fungskennlinien der einzelnen Durchlaßbeieiche eben, dargestellten Art weraen die Kristalle für die Impe- konstant und vorhersagbar sind. Der Reihenwiderdanzzweigt Z_n und Zb so gewählt, daß sie die speziellen stand Rs ist mit der Bandmittenfrequenz Zm. der Bandpaß- und Grenzfrequenz-Anforderungen des Kristallinduktivität L_x, dem Kristallwiderstand R_x und speziellen Anwendungsfalles erfüllen. F i g. 4 ist ein der effektiven Übertragungsgüte Q_e nach folgender Polstellen/Nullsteilen-Diagramm, und F i g. 5 zeigt io Gleichung verknüpft:
die Impedanzkennlinie eines derartigen Kreuzglied-Bandpaßfilters. Die untere Grenzfrequenz des ge- 2nf_mL When designing a cross-member filter of the type shown in Fig. 15, the characteristics of the individual transmission areas are the crystals for which the impedance is constant and predictable. The series _{resistance branches Z n} and Zb are chosen so that they meet the special stand Rs with the band center frequency Zm. The bandpass and cutoff frequency requirements of the crystal inductance L _x , the crystal resistance R _x and special application. F i g. 4 is a diagram of the effective transmission quality Q _e according to the following pole / zero parts diagram, and FIG. 5 shows io equation linked:
the impedance characteristic of such a cross-member band-pass filter. The lower limit frequency of the 2nf _m L

wünschten Durchlaßbereichs ist die Reihenresonanz- ^Λ« = -—r ^Λ* ·desired pass band is the series resonance- ^Λ «= -—r ^Λ * ·

frequenz /„ der Reihenimpedanzzweige Z₀, während ^' frequency / "of the series impedance branches Z ₀ , while ^ '

die obere Grenzfrequenz die Resonanzfrequenz/b »5the upper limit frequency is the resonance frequency / b »5

der Diagonalimpedanzzweige Zb ist. Ein zweiter Wie vorher dargelegt, wird der Widerstand R_s the diagonal impedance branch is Zb. A second, as previously stated, becomes the resistance R _s

Durchlaßbereich zwischen den Frequenzen /„' und vergleichsweise groß gemacht durch Auswählen einesPassband between the frequencies / '' and made comparatively large by selecting one

ft wird als Ergebnis der Parallelresonanz der einzel- kleinen Wertes für Q_t, wo<?--;reh das Filter effektiv von nen Kristalle erzeugt. Die Wirksamkeit des Filters bei Parameter-Änderungen unauhingig gemacht wird, die dem ersten Durchlaßbereich um die Frequenzen f_a «° von Herstellungstoleranzen oder von Temperatur- und fb und die wirksame Eliminierung des zweiten änderungen herrühren. ft is produced as a result of the parallel resonance of the single small value for Q _t , where <? -; reh the filter is effectively generated by a crystal. The effectiveness of the filter in the case of parameter changes is made irrespective of the first pass band around the frequencies f _a «° from manufacturing tolerances or from temperature and fb and the effective elimination of the second changes.

Durchlaßbereichs um die Frequenzen fa und /V Bei bekannten Bandpaßfilter-Anwendungsfällen warPassband around the frequencies fa and / V In known bandpass filter applications, was

wird durch Abschluß des Filters durch eine geeignete es allgemein ausreichend, eine Mindestdämpfung inby terminating the filter with a suitable one it is generally sufficient to achieve a minimum attenuation in

niedrige Lastimpedanz Rl sichergestellt. den Sperrbereichen zu erzeugen und aufrechtzuerhal-low load impedance Rl ensured. to create and maintain the restricted areas

AIs Folge des hohen Wellenwiderstandes und der 15 ten, ohne die Dämpfungsschwankungen in den Sperrniedrigen Abschlußimpedanz Rl des Filters unterliegt bereichen zu betrachten. Das heißt, Dämpfungsspitzen das höhere Frequenzband fb'~fa einer sehr hohen waren beispielsweise zugelassen, solange die Mindest-Reflexionsdämpfung, und seine Wirkungen werden dämpfung in den Sperrbereichen aufrechtgehalten dadurch wirksam eliminiert, so daß der einzige nutz- wurde.As a result of the high characteristic impedance and the 15 th, without the attenuation fluctuations in the blocking low terminating impedance Rl of the filter is subject to consider areas. That is, attenuation peaks in the higher frequency band fb '~ fa of a very high one, for example, were permitted as long as the minimum reflection attenuation, and its effects are effectively eliminated attenuation in the blocked areas, so that the only one was used.

bare Durchlaßbereich des Filters zwischen den Fre- 30 Ein Hauptmerkmal der Erfindung ist der geebnete quenzen /₀ und Z& gelegen ist. Dämpfungsverlauf in den Sperrbereichen des Filters.bare passband of the filter between the frequencies A main feature of the invention is the flattened frequencies / ₀ and Z & is located. Attenuation curve in the blocked areas of the filter.

Beim Entwurf des Kreuzgliedes für ein Filter gemäß Das heißt, die Einfügung eines Dämpfungsgliedes der Erfindung wird eine effektive Übertragungsgüte parallel zu der Reihenkombination von Widerstand 20 Qe des Kristallfilters zur Berechnung des Reihen- und Kristall 21, wie jenes durch den Widerstand Ra Widerstandes R$ und des Verlustes des Filterabschnit- 35 dargestellt wird, ergibt einen geebneten Dämpfungstes verwendet, wobei Q_e sich aus dem Kristallfilter be- verlauf in den Sperrbereichen zusammen mit einem stimmt, bevor der Reihenwiderstand Rs und bevor festgelegten und konstanten Dämpfungsverhältnis der Parallelwiderstand R_A in die Schaltung eingefügt zwischen dem Durchlaßbereich und den Sperrbereisind. Um den Entwurf des Filters zu optimalisieren, chen.When designing the cross member for a filter according to That is, the insertion of an attenuator of the invention, an effective transmission quality is parallel to the series combination of resistance 20 Qe of the crystal filter for calculating the series and crystal 21, such as that by the resistance Ra resistance R $ and the loss of the filter section is shown, results in a leveled attenuation test, where Q _e results from the crystal filter running in the blocking regions together with a correct before the series resistance Rs and before the fixed and constant attenuation ratio the parallel resistance R _A in the circuit inserted between the pass band and the stop band. To optimize the design of the filter, chen.

wird der Wert von Qe so gewählt, daß er annähernd 40 Um den Aufbau des BandpaSfilters optimal zu geein Sechstel bis ein Zehntel der durchschnittlichen stalten und um den erforderlichen geebneten Dämp-Übertragungsgüte Q der einzelnen, im Filter be- fungsverlauf zu erzeugen, ist das durch den Widernutzten Kristalle ist. Die Auswahl eines relativ kleinen stand 22 dargestellte Paralleldämpfungsglied so ent-Wertes für Q_e gegenüber dem Q-Wert der einzelnen worfen, daß es einen Impedanzwert hat, der ein Mehr-Kristalle ermöglicht es, einen relativ großen Wider- 45 faches des Impedanzwertes Z₀ des Kristallabschnittes stand Äs in Reihe mit den einzelnen Kristallen einzu- beträgt. Das Dämpfungsverhältnis zwischen den fügen, wodurch die Effekte von Änderungen des Durchlaßbereichen und den Sperrbereichen ist anderer-Q-Wertes von Kristall zu Kristall als Folge von Her- seits hauptsächlich abhängig von den speziellen Schalstellungsunterschieden oder als Folge von Tempera- tungserfordernissen des einzelnen Anwendungsfalles turänderungen minimalisiert werden. Im Ergebnis ist 50 und kann entsprechend hiermit ausgewählt werden, es möglich, die Dämpfung des Filterabschnittes genau Die Gesamtdämpfungseigeiischaften des Dämp-the value of Qe is chosen so that it is approximately 40. In order to optimally shape the structure of the bandpass filter, this is done through a sixth to a tenth of the average and in order to generate the required leveled attenuation transmission quality Q of the individual in the filter is the reused crystals. The selection of a relatively small parallel attenuator shown in 22 so ent-value for Q _e compared to the Q-value of the individual cast, that it has an impedance value, which allows a multi-crystal, a relatively large counter-45 times the impedance value Z ₀ of the crystal section stood As in series with the individual crystals. The attenuation ratio between the joints, which minimizes the effects of changes in the transmission ranges and the blocking ranges is minimized as a result of the Q value from crystal to crystal as a consequence of the special switching position differences or as a result of the temperature requirements of the individual application will. The result is 50 and can be selected accordingly, it is possible to exactly measure the attenuation of the filter section.

vorauszusagen und diese auch auf konstanten Wert zu fungsgliedes werden durch das Dämpfungsmaß des halten. zusammengesetzten Filters bei der Bandmittenfre-to predict and this also to a constant value to be fung link by the attenuation of the keep. composite filter at the mid-band

Der Verlust des Filterhauptzweiges kann aus folgen- quenz f_m plus dem Dämpfungsverhältnis zwischen der Gleichung berechnet werden: 55 den Durchlaßbereichen und den Sperrbereichen soThe loss of the main filter branch can be calculated from the following sequence f _m plus the attenuation ratio between the equation: 55 the passbands and the stopbands as follows

bestimmt, wie dieses für den speziellen Anwendungs k. f_n fall erforderlich ist. Da» Dämpfungsmaß bei der determines how this is for the specific application k. f _n case is required. There »attenuation level in the

Verlust (Abschnitt) (db) =* 7 - -■/.-;.- · U) Bandmittenfrequenz fm umfaßt drei Komponenten,Loss (section) (db) = * 7 - - ■ /.-;.- · U) Band center frequency fm comprises three components,

(Ze-Zo)Oi nämlich da» Dämpfungsmaß des Filter-Haupteweigs(Ze-Zo) Oi namely da »attenuation of the filter main body

60 plus einvf Paralleldämpfung, die durch das Dämp·60 plus one parallel attenuation caused by the

Hierin bedeutet f_m die Bandmittenfrequenz des fungsglied eingeführt wird, minus einer Reflexions-Filters, fa und fb die untere bzw. obere Grenz· dämpfung zwischen dem Dämpfungsglied und der frequenz, Qt die effektive Gütezahl und ki eine Kon· Abschlußimpedanz des Filters, stante, die sich hauptsächlich auf die Steigung der Das Paralleldämpfungsmaß hat folgenden Wert Phasenverschiebungskennlinie des Filters bezieht, «5Here, f _{m means} the band center frequency of the attenuator, minus a reflection filter, fa and fb the lower and upper limit attenuation between the attenuator and the frequency, Qt the effective figure of merit and ki a con which mainly relates to the slope of the phase shift characteristic of the filter, The parallel attenuation has the following value, «5

Die Dämpfungskennlinien der einzelnen Durchlaß* R \ l\ The attenuation characteristics of the individual diffusers * R \ l \

bereiche sind hauptsächlich durch den Reihenwider' - 21 20 log,,, ' ).areas are mainly indicated by the row counter '- 21 20 log ,,,').

stand R.s in den einzelnen Impcdanz/wigen des Filtern V R 'stood Rs in the individual impcdance / wigen of the filter V R '

Das Reflexionsdämpfungsglied hat folgenden WertThe reflection attenuator has the following value

= 20log₁₀ = 20log ₁₀

= 2-= 2-

\'4 R_pR_f \ '4 R _p R _f

Hierin bedeuten R_p und Rf die Impedanzwerte des Dämpfungsgliedes bzw. Filters.Here, R _p and Rf denote the impedance values of the attenuator or filter.

Um das Filter nach der Erfindung einstellbar zu machen, können der Reihenwiderstand Ri und das Dämpfungsglied Ra variabel gemacht werden. Die Einfügung derart variabler Komponenten ermöglicht es, das Filter zur Kompensation von Herstellungsunterschieden zu justieren und dadurch die exakten Filtereigenschaften zu erzeugen, wie diese für den speziellen Einzelfall erforderlich sind.In order to make the filter according to the invention adjustable, the series resistance Ri and the attenuator Ra can be made variable. The inclusion of such variable components makes it possible to adjust the filter to compensate for manufacturing differences and thereby to generate the exact filter properties as they are required for the special individual case.

F i g. 6 zeigt das Schaltbild eines speziellen Filters *₀ mit mehreren Durchlaßbereichen in Differentialbrückenschaltung, das entsprechend der Erfindung aufgebaut ist und die frequenzselektiven Eigenschaften entsprechend F i g. 7 hat Das Filter nach F i g. 6 hat sechs sehr schmale Durchlaßbereiche, die auf die angegebenen Frequenzen zentriert sind. F i g. 7 zeigt die Merkmale der Erfindung, nämlich die weitgehende Ebenheit sowohl der Durchlaßbereiche als auch der Sperrbereiche, zweitens die identischen Dämpfungswerte sowohl der Durchlaßbereiche als auch der Sperr- bereiche und drittens das fixierte Dämpfungsverhältnis zwischen den Durchlaßbereichen und den Sperrbereichen.F i g. 6 shows the circuit diagram of a special filter * ₀ with several pass bands in a differential bridge circuit, which is constructed according to the invention and the frequency-selective properties according to FIG. 7 has the filter according to FIG. 6 has six very narrow passbands centered on the frequencies indicated. F i g. 7 shows the features of the invention, namely the extensive flatness of both the pass-through areas and the blocked areas, secondly the identical attenuation values for both the pass-through areas and the blocked-off areas, and thirdly the fixed attenuation ratio between the open-ended areas and the blocked areas.

Das BandpaOfilter nach F i g. 6 empfängt sein Eingangssignal von einer Quelle 30 Ober die Primär- 3$ wicklung 31-1 und eine mittelangezapfte Sekundärwicklung 31-2 eines Differentialübertragers 31. Ein Belastungswiderstand 32 liegt mit der einen Seite am Mittelabgriff der Sekundärwicklung 31-2, während die andere Seite zu den beiden Enden der Sekundärwicklung Ober Widerstände 33 bzw. 34 zurückgeführt ist. Dem Widerstand 33 sind seinerseits eine Induktivität 35 und sechs einzelne Kristaflschaltkreise 36 parallel geschaltet, von denen jeder die Reihenschaltung eines variablen Widerstandes 37, eines piezo- elektrischen Kristalls 38 und eines fixierten Widerstandes 39 aufweist. Andererseits sind dem Widerstand 34 eine Induktivität 40 und sechs einzelne Kristallschattkreise 41 parallel geschaltet, von denen jeder die Reihenschaltung eines fixierten Widerstandes 42 mit einem Kristall 43 aufweist.The bandpass filter according to FIG. 6 receive his Input signal from a source 30 above the primary $ 3 winding 31-1 and a center-tapped secondary winding 31-2 of a differential transformer 31. A One side of the load resistor 32 is at the center tap of the secondary winding 31-2, while the other side returned to the two ends of the secondary winding via resistors 33 and 34, respectively is. The resistor 33 is in turn an inductance 35 and six individual crystal circuits 36 connected in parallel, each of which is the series connection of a variable resistor 37, a piezo electrical crystal 38 and a fixed resistor 39. On the other hand, the resistor 34 is one inductor 40 and six individual ones Crystal shadow circles 41 connected in parallel, each of which is the series connection of a fixed resistor 42 having a crystal 43.

Das in F i g. 6 gezeichnet^ Bandpaßfilter ist als Differential-Brückenschaltungsfilter ausgebildet, welches das Äquivalent eines symmetrischen Kreuzglied-Kammfilters mit sechs zueinander parallel angeordne- ten Kristallabschnitten und einem Dämpfungsglied in jedem Serien- und Diagonalzweig ist, die in Übereinstimmung mit dem Erfindungsgedanken ausgelegt sind. Die Umwandlung des üblichen symmetrischen Kreuzgliedes in das Differeirtial-Brückenschaltungsäquivalent wird in der Filtertechnik üblicherweise vorgenommen (s. beispielsweise »Reference Data for Radio Engineers«, 4. Auflage, 1957, S. 235, herausgegeben durch die International Telephone and Telegraph Corporation). Bei der Ausführungsform der Erfindung nach F i g. 6 bilden die Widerstände 33 und 34 die Dämpfungsglieder für die einzelnen Kristallibschnitte, um das erforderliche DämpfungsverhältnisThe in Fig. 6 ^ band pass filter is drawn as Differential bridge circuit filter formed, which is the equivalent of a symmetrical cross-member comb filter with six parallel arranged- th crystal sections and an attenuator in each series and diagonal branch is designed in accordance with the inventive concept are. The conversion of the usual symmetrical cross member into the differential bridge circuit equivalent is common in filter technology (see, for example, "Reference Data for Radio Engineers," 4th Edition, 1957, p. 235, published by International Telephone and Telegraph Corporation). In the embodiment of Invention according to FIG. 6, the resistors 33 and 34 form the attenuators for the individual crystal sections to achieve the required attenuation ratio zwischen den Durchlaßbereichen und den Sperr bereichen zu erzeugen. Für jeden der Durchlaßbereich« arbeiten zwei Kristallschalteinheiten 36 und 41 zusammen, um die erforderliche Bandbreite für den speziellen Durchlaßbereich m erzeugen, Die jeweiligen Kristalle 38 und 43 werden so ausgewählt, daß sie die erforderliche obere bzw. untere Örenzfrequenz haben, während die jeweiligen Widerstände 37, 39 und 42 zusammen für den benötigten Reihenwiderstand des speziellen Durchlaßbereiches sorgen. Der Reihenwiderstand 37 ist variabel, um Schaltungsänderungen kompensieren und damit genaue Durchlaßeigensehaften sicherstellen zu können. Die Parallelinduktivitäten und 40 dienen andererseits zur Auslöschung der Parallelkapazitäteffekte der einzelnen Kristalle, und zwar parallel zu der betreffenden Induktivität im interessierenden Frequenzbereich. F i g. 7 zeigt die resultierende Filterkennlinie, die durch die geebneten Durchlaßbereiche und Sperrbereiche charakterisiert ist, ebenso durch das fixierte und vorbestimmte Dämpfungsverhältnis zwischen den Durchlaßbereichen und den Sperrbereichento generate between the passbands and the blocking areas. For each of the pass band, two crystal switching units 36 and 41 work together to produce the required bandwidth for the particular pass band m , 39 and 42 together provide the required series resistance for the specific pass band. The series resistor 37 is variable in order to compensate for circuit changes and thus to ensure precise transmission properties. The parallel inductances 16 and 40 serve on the other hand to extinguish the parallel capacitance effects of the individual crystals, specifically in parallel to the respective inductance in the frequency range of interest. F i g. 7 shows the resulting filter characteristic curve, which is characterized by the flattened passbands and cutoff bands, also by the fixed and predetermined attenuation ratio between the passbands and the cutoff bands

Claims

Patent claims:

1.1. Kristall-Kammfilter mit mehreren Zweigen, welches ein kammförmiges Frequenzspektrum mit einer Anzahl schmaler Durchlaßbereiche und davon getrennter breiterer Spertbereiche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Filterzweig eine Anzahl parallelgeschalteter, die Kristalle aufweisende Abschnitte (36, 41) aufweist, zu denen ein Dämpfungsglied (22, 33. 34) parallelgeschaltet ist, daß die Impedanzen der die Kristall·: aufweisenden Abschnitte (36, 41) bei deren Resonanzfrequenz einander nahezu gleich sind und daß die Impedanz des Dämpfungsgliedes (22, 33, 34) ein Mehrfaches der Impedanz der Abschnitte beträgt und so gewählt ist, daß die Dämpfung in den Sperrbereichen im wesentlichen konstant gehalten wird und das Dämpfungsverhältnis zwischen den Durchlaßbereichen und den Sperrbereichen festgelegt wird.Multi-branch crystal comb filter, which is a comb-shaped frequency spectrum with a number of narrow passbands and therefrom has separate, wider Spert areas, characterized in that each filter branch has a number of parallel-connected sections (36, 41) containing the crystals, to which an attenuator (22, 33, 34) is connected in parallel that the impedances of the crystal: having sections (36, 41) are almost equal to each other at their resonance frequency and that the impedance of the attenuator (22, 33, 34) is a multiple of the impedance of the sections and is chosen so that the damping in the blocking areas is kept essentially constant and the damping ratio between the passbands and the stopbands.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Abschnitt (36,41) eine Reihenkombination eines piezoelektrischen Kristalls (21, 38, 43) und eines Widerstandes (20, 37, 39, 42) enthält, dessen Widerstandswert um ein Mehrfaches größer ist als der Reihenwiderstand des Kristalls, um die Durchlaßbereichskennlinien des Filters im wesentlichen geebnet und konstant zu halten.2. Filter according to claim 1, characterized in that each section (36, 41) is a series combination of a piezoelectric crystal (21, 38, 43) and a resistor (20, 37, 39, 42) whose resistance value is several times greater than the series resistance of the Crystal to make the passband characteristics of the filter substantially flattened and constant keep.

3. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter ein Paar Eingangs- und ein Paar Ausgangsanschlüsse, einen Brückenübertrager (31) mit einer Primärwicklung (31-1) und einer mittig angezapften Sekundärwicklung (31-2) sowie weiterhin zumindest zwei Filterzweig: enthält und daß die Primärwicklung (31-1) mit einem Paar Eingangsanschlüssen verbunden ist zur Aufnahme eines Eingangssignals und die Mittelanzapfung der Sekundärwicklung (31-2) mit einem der Ausgangsanschlüsse verbunden ist3. Filter according to claim 1, characterized in that the filter has a pair of input and a Pair of output connections, a bridge transformer (31) with a primary winding (31-1) and one centrally tapped secondary winding (31-2) and also at least two filter branches: contains and that the primary winding (31-1) is connected to a pair of input terminals for receiving an input signal and the center tap of the secondary winding (31-2) is connected to one of the output terminals

4. Filter nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein Paar Induktivitäten (35, 40), die einen Endes miteinander und mit der Verbindungsstelle der Dämpfungsglieder verbunden sind und anderen Endes jeweils an ein Ende der Sekundärwicklung (31-2) angeschlossen sind, und daß die Induktiv!-4. Filter according to claim 3, characterized by a pair of inductors (35, 40) having one end are connected to each other and to the junction of the attenuators and others Are each connected to one end of the secondary winding (31-2), and that the inductive! -

täten (35, 40) jeweils einen Wert haben, der zum Unwirksammachen der Parallelkapazität der Kristalle ausreichend ist, um dadurch eine im wesent* liehen ebene Dämpfungscharakteristik in den Sperrbereichen des Filters im interessierenden Frequenzbereich sicherzustellen.would (35, 40) each have a value that is sufficient to render the parallel capacitance of the crystals ineffective in order to lent flat attenuation characteristics to ensure in the stopband of the filter in the frequency range of interest.

1 Filter nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß zumindest einer der Widerstände (37 der Widerstand'Kristall'Reihenkombination citiei einstellbaren Widerstandswert ?ur Einstellung de Dämpfung der Durchlaßbereiche des Filters auf weist.1 filter according to claim 4, characterized in that at least one of the resistors (37 the resistance 'crystal' series combination citiei adjustable resistance value for adjusting the attenuation of the filter's passband shows.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

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