DE2005918B2

DE2005918B2 - BandpaSfilter mit der Bandmittenfrequenz f0, das mehrere monolithische Kristallfilter in Kettenschaltung enthält

Info

Publication number: DE2005918B2
Application number: DE2005918A
Authority: DE
Inventors: Robert Charles Center Valley Rennick; Warren La Verne Allentown Smith
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1969-02-10
Filing date: 1970-02-10
Publication date: 1979-11-15
Also published as: US3585537A; GB1295692A; BE745594A; NL7001791A; NL161008C; DE2005918A1; FR2035238A5; DE2005918C3

Description

- K_xy

bzw.

/1 = /0 H - k_xy
f, = fa Il + K_x,

maßgebenden Reaktanzen (Cc 1 in Fig. 17) in den Längszweigen und die koppelnden Reaktanzschaltelemente (Ci, C2, C3 in Fig. 16) in den Querzweigen in Erscheinung treten, die nach der Zusammenschaltung sich ergebenden Maschen aus Reaktanzen (U, (Ct-CcO, Ccu C_m\,— C_m\ in Fig. 17) bestehen, welche die Eigenfrequenz dieser Maschen auf die Frequenz h festlegen und

e) daß die mechanische Kopplung zweier Resonatoren eines Zweikreisfilters bzw. die mechanische Kopplung zweier benachbarter Resonatoren eines Filters mit drei oder mehr Kreisen bei der Entkopplung der zwei betrachteten Resonatoren von den übrigen Resonatoren so gewählt ist, daß das als Ersatzschaltbild für zwei

bei kapazitiver Kopplung oder auf

/. = /0 i 1 + :_xr

bei induktiver Kopplung vor der Zusammenschaltung der Filter und der Reaktanzschaltelemente in der Weise auf diese Kopplung vorbereitet sind, daß in dem Ersatzschaltbild der Gesamtanordnung, in welchem die die Resonanzfrequenz fa ergebenden dynamischen Induktivitäten und Kapazitäten (U und Ci in Fig. 17) dieser Resonatoren sowie die für die Umstimmung dieser Resonatoren auf die Frequenzwerte

mechanisch gekoppelte Resonatoren angebbare Kreuzglied Zweigreaktanzen Χ_Λ und Xg mit einem Reaktanzdiagramm aufweist, bei welchem für die Frequenzlagen der Serienresonanzsteile bei der Frequenz f_A und der Parallelresonanzstelle bei der Frequenz /Ja der Zweigreaktanz Xa einerseits und für die Frequenzlagen der Serienresonanzsteile bei der Frequenz fa und der Parallelresonanuelle bei der Frequenz f_aB der Zweigreaktanz X_B andererseits die Beziehungen gelten

/β ~Sa < SaA ~ /λ,

SbSa < JaB-Jb-

2. Bandpaßfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen die monolithischen Kristallfilter (FS 1... FS 4 in F i g. 1, FSTI...FST3 in Fig. 19) eingefügten Reaktanzschaltelemente (Ci... d in Fig. 1; Ll, L 2 in Fig. 19) mit Toleranzen ihres Kapazitäts- bzw. Induktivitätswertes von ± 10 Prozent des errechneten Betrages verwirklicht sind.

3. Bandpaßfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonatoren der monolithischen Kristallfilter hinsichtlich ihrer Abstimmfrequenz Toleranzen aufweisen, die bis zu ± 10 Prozent des Betrages der Bandbreite des Durchlaßbereiches der Gesamtanordnung betragen.

4. Bandpaß/ilter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei kapazitiver Kopplung aneinandergrenzender monolithischer Kristallfilter (FSX...FS4 in Fig.l) jeweils der Kapazitätswert (C 1... C3 in F i g. 1) des als Querzweig einzufügenden Kondensators gegenüber dem aus dem Koppelfaktor (K₂J, K45, Ke\ in Fig. 1) errechneten Kapazitätswert (Ccu C_Ci, Ca in Fig. 17) um den Betrag der «.tatischen Kapazitäten (Q, in Fig. 16) der kapazitiv gekoppelten Resonatoren (22, 54; 56, 60; 62, 58 in Fig.l) vermindert ist

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bandpaßfilter der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher bezeichneten Art. Ein derartiges Bat.dpaßfilter ist bekannt (»1967 IEEE

"-ο International Convention Record«, Part 11 [»Speech«], Seiten 78 bis 93, insbesondere Seite 88, linke Spalte, Zeilen 16 bis 19).

Das bekannte Bandpaßfilter besteht aus einer Kettenschaltung zweier monolithischer Kristallfilter, die in der FR-PS 15 23 518 hinsichtlich ihres Aufbaues, ihrer Wirkungsweise und ihrer Betriebseigenschaften eingehend erläutert sind. Und zwar werden bei einem monolithischen Kristallfilter Elektroden paarweise an gegenüberliegenden Flächen eines piezoelektrischen, scheibenförmigen Kristallkörpers aufgedampft. Wird eines der Elektrodenpaare an eine zur Erregung von Dickenscherschwingungen des Kristallkörpers geeignete Hochfrequenzsignalquelle und ein anderes Elektrodenpaar an einen Lastwiderstand angeschlossen, so

*>5 bilden die Elektrodenpaare zusammen mit dem dazwischenliegenden Kristallkörper mechanisch gekoppelte Resonatoren. Der Durchlaßbereich kann dabei durch geeignete Auswahl der Masse der Elektroden

sowie der Abstände zwischen den einzelnen Resonatoren bestimmt werden.

Um mit derartigen Kristallfiltern bestimmte Obertragungseigenschaften zu verwirklichen, insbesondere um auch die Flankensteilheit der Durchlaßkurve zu ί erhöhen, kann die Anzahl der Resonatoren auf acht oder zwölf erhöht werden (FR-PS 15 23 518). Für solche monolithische Kristallfilter höherer Ordnung ist ein verhältnismäßig großer piezoelektrischer Kristallkörper, beispielsweise aus Quarz, erforderlich, dessen in Herstellung jedoch schwierig und aufwendig ist

Des weiteren reagieren monolithische Kristallfilter höherer Ordnung sehr empfindlich selbst auf geringfügige Toleranzen, mit welchen die Elektrodenabmessungen, die Elektrodenabstände und die Planparallelität der Kristallplatte behaftet sind. Es ist auch zu bedenken, daß bei der vollmonolithischen Bauform wegen der unvermeidlichen akustischen Verkopplung aller Resonatoren Dämpfungseinbrüche in dem Sperrbereich oberhalb des Durchlaßbereiches auftreten. _>o

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bandpaßfilter der eingangs umrissenen Art anzugeben, das einerseits die große Flankensteilheit der Durchlaßkurve erreicht, die für monolithische Kristallfilter höherer Ordnung charakteristisch ist und das andererseits die einfachere und wirtschaftlichere Herstellbarkeit sowie die geringere Toleranzempfindlichkeit und den unter Vermeidung von Dämpfungseinbrüchen im oberen Sperrbereich verwirklichbaren Kurvenverlauf der Sperrdämpfung von monolithischen Kristallfiltern in niedriger Ordnung aufweist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelölt

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen r> des Bandpaßfilters nach Anspruch 1 sind in den Ansprüchen 2 bis 4 gekennzeichnet

Bei dem erfindungsgemäßen Bandpaßfilter sind leicht herstellbare monolithische Kristallfilter niedriger Ordnung in Ke'tenschaltung angeordnet, wobei zwischen den Resonatoren von jeweils benachbarten Kristallfiltern ein Reaktanzschaltelement angeordnet ist, welches die Resonatoren derart koppelt wie es dem Kopplungsfaktor zwischen zwei benachbarten Resonatoren in einem vollmonolithischen Kristallfilter höherer Ordnung entspricht Gleichzeitig werden die diesem Reaktanzschaltelement parallel geschalteten Resonatoren in der Weise abgestimmt, daß der Verstimmungseffekt der Reaktanzschaltelemente entfällt und die Bandmittenfrequenz /0 rler Gesamtanordnung in den jo einzelnen Maschen aufrechterhalten bleibt Vorzugsweise kommt als koppelndes Reaktanzschaltelement ein Kondensator in Betracht, während die einzelnen monolithischen Kristallfilter vorzugsweise zwei Resonatoren aufweisen. > >

Die Erfindung wird mit ihren weiteren Vorteilen anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Schaltbild einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bandpaßfilters,

F i g. 2 ein Schaltbild eines bekannten monolithischen ho Zweikreisfilters, das bei dem Bandpaßfilter nach F i g. 1 als Filterabschnitt vorgesehen ist,

F i g. 3 ein Ersatzschaltbild des Zweikreisfilters nach Fig. 2,

F i g. 4 ein weiteres Ersatzschaltbild des Zweikreisfil- tr, ters nach F i g. 2,

F i g. 5 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Abhängigkeit der Reaktanzwerte von der Frequenz für die Längs- und Diagonalzweige der Schaltung nach Fig.4 für den Fall einer festen Kopplung der Resonatoren des Zweikreisfilters nach F i g. 2,

Fig.6 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Abhängigkeit des Wellenwiderstandes von der Frequenz bei dem Zweikreisfilter nach den Fig.2 bis 4 unter der Voraussetzung, daß das in Fig.5 gezeigte Reaktanzdiagramm gilt,

F i g. 7 ein Diagramm der Betriebsdämpfung des Zweikreisfilters nach F i g. 2 bis 4 für die Bedingungen gemäß F i g. 5 und 6,

Fig.8 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Abhängigkeit der Reaktanzwerte der Längs- und Diagonalzweige in der Schaltung nach Fig.4 bei loser Kopplung der Resonatoren des Zweikreisfilters nach F i g. 2 entsprechend dem »gesteuerten Kopplungszustand«,

Fig.9 ein Diagramm der Wellenwiderstände des Zweikreisfilters nach F i g. 2 bis 4 unter den Bedingungen gemäß F i g. 8,

Fig. 10 ein Diagramm der Betnrbsdämpfung des Zweikreisfilters nach Fig.2 unter den Bedingungen gemäß den F i g. 8 und 9,

Fig. 11 ein schematisches Schaltbild einer Prüiüchaltung zur Bestimmung der Kennwerte des Zweikreisfilters nach F i g. 2,

Fig. 12, 13 und 14 jeweils ein Diagramm zur Darstellung der Beziehungen zwischen den verschiedenen Parametern des Zweikreisfilters nach F i g. 2,

Fig. 15 ein schematisches Schaltbild einer Prüfschaltung für die Bestimmung der Kopplung zwischen den Filterabschnitten des Bandpaßfilters nach F i g. 1,

Fig. 16 ein Ersatzschaltbild des Bandpaßfilters nach Fig. 1,

Fig. 17 ein weiteres Ersatzschaltbild des Bandpaßfilters nach F ig. 1,

Fig. 18 ein Schaltbild einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bandpaßfilters und

Fig. 19 ein Schaltbild einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bandpaßfüters.

B".i der Schaltung nach Fi g. 1 ist eine Hochfrequenz-Signalquelle S mit der Leerlaufspannung e und dem Innenwiderstand R vorgesehen. Die Quelle 5 beaufschlagt über ein erfindungsgemäßes Bandpaßfilter Fmk acht Resonatoren einen Lastwiderstand R^ Das Bandpaßfilter F besteht aus einer Kette von vier aufeinanderfolgend gekoppelten, monolithischen Zweikreis-Kristallfiltern FSl, FS2, F53 und FS4, die als Dickenscherschwinger arbeiten.

Die Quelle S ist mit den Elektroden 10 und 12 des scheibenförmigen piezoelektrischen Kristalls 14 verbunden, der zusammen mit den Elektroden 10,12 einen ersten Resonator 16 bildet und zu Dickenscherschwingungen angeregt wird. Als Kristall kommt beispielsweise ein in der kristaliographischen AT-Richtung geschnittener Quarz in Betracht. Die mechanischen Schwingungen des Kristalls 14 erzeugen auf piezoelektrischem Wege elektrische Schwingungen an den Elektroden 18 und 20, die einen zweiten Resonator 22 des Filters FS 1 bilden. In entsprechender Weise sind weitere Elektroden 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44 und 46 an zugehörigen Kristallen 48, 50 und 52 angeordnet, wodurch drei dem ersten Resonator 10 entsprechende Resonatoren 54, 56 und 58 sowie drei weitere, dem zweiten Resonator Γ.2 entsprechende Resonatoren 60, 62 und 64 gebildet sind.

Ein Parallelkondensator Cl koppelt die an den Elektroden 18 und 20 entstehenden elektrischen Sienale

auf die Elektroden 24 und 26, wodurch der Resonator 54 erregt wird. Die sich ergebenden Dickenscherschwingungen des Kristalls 48 erregen den Resonator 60, der über einen weiteren Parallelkondensator C2 mit dem Resonator 56 gekoppelt ist. Die Dickenscherschwingungen des letzteren entsprechen der Betriebsweise der Filter FSl und FS2 und erregen ihrerseits den Resonator 62, der über einen Parallelkondensator C3 mit dem Resonator 58 gekoppelt ist. Die elektrische Leistung der an den Elektroden 44 und 46 des Kristalls 52 auftretenden elektrischen Schwingungen liegt unmittelbar am Lastwiderstand Ri, der einen ohmschen Verbraucher darstellt.

Die Masse der Elektroden 10, 12, 18 und 20 des Kristalls 14 (Filter FSl) sowie der Abstand der beiden Elektrodenpaare 10, 12 und 18, 20 ist so bemessen, daß die Kopplung der Resonatoren 16 und 22 einen Wert aufweist, der nachstehend als »gesteuerte Kopplung«

rd Diese KcH¹Jf!" kann

uf verschiedene

Weise charakterisiert werden. Wenn diese Kopplung besteht, so ist die Masse der Elektroden 10,12 und 18,20 bzw. die Gesamtdicke der Anordnung an den Elektroden so groß, daß die Schwingungsenergie im Kristall 14 auf den Volumenbereich des Kristalls zwischen den Elektroden eines jeden Resonators konzentriert wird, während die Schwingungsenergie mit zunehmendem Abstand von den Elektrodenpaaren exponentiell abnimmt. Dabei wird der sonst übliche Einfluß der Kristallabmessungen auf die Frequenz der Schwingungen aufgehoben. Gleichzeitig werden die Abstände zwischen den Resonatoren zusammen mit der Elektrodenmasse bei den Filtern FS\,FS2, FS3und FSAunter Einhaltung der Bedingungen für die gesteuerte Kopplung bemessen, was gleichbedeutend mit einer losen Kopplung der Elektrodenpaare ist. Quantitativ ausgedrückt wird die Kopplung so lose bemessen, daß die bei Anregung des einen Resonators und bei Kurzschluß des anderen Resonators sich ergebenden Frequenzlagen Λ und /ader Serienresonanzsteilen (nachfolgend »Serienresonanzfrequenzen« genannt) einen geringeren gegenseitigen Abstand aufweisen, als dies den Differenzbeträgen f.A - fA und f,_B - /'s entspricht. Die Werte /",.«und f,_B stellen hierbei Frequenzlagen der Parallelresonanzstellen (im nachfolgenden als »Parallelresonanzfrequenzen« bezeichnet) dar, die bei einer Parallelschaltung oder einer Kreuz-Parallelschaltung der beiden Resonatoren auttreten.

Vorzugsweise werden die Resonatoren 16 und 22 mit weniger als dem halben maximalen Kopplungsgrad der gesteuerten Kopplung miteinander gekoppelt, so daß die Resonanzfrequenz f_A und —fs weniger als 1/2 (f_lA -Fa) bzw. 1/2 (f,B —fe) auseinanderliegen. Die Resonatoren 54 und 60, 56 und 62, 58 und 64 sind ebenfalls mit einem Kopplungsgrad gekoppelt, der vorzugsweise unterhalb des Betrages liegt, der dem halben maximalen Kopplungsgrad der gesteuerten Kopplung entspricht. Der Kopplungsfaktor K zwischen zwei beliebigen miteinander gekoppelten Resonatoren eines schmalbandigen Bandpaßfilters kann durch die Beziehung

der mechanischen Kopplungen zwischen den Resonatoren 54 und 60 bzw. 56 und 62 bzw. 58 und 64 werden so gewählt, daß sich für die acht aufeinanderfolgend gekoppelten Resonatoren eine vorgegebene Bandpaß-Filterkurve bzw. Übertragungsfunktion H(z) ergibt. Die Kopplungsfaktoren K₂J, K_ti und Ka der elektrischen Kopplungen zwischen den Resonatoren 22 und 54 bzw. 60 und 56 bzw. 62 und 58 werden in der gleichen Weise festgelegt. Für jedes gewünschte Übertragungsverhalten des gesamten Bandpaßfilters ist der Kapazitätswert der Kopplungskapazität der Kondensatoren Cl, C2 und C3 groß genug zu bemessen, um eine genügend lose Kopplung in bezug auf die maximale gesteuerte Kopplung einzustellen, und zwar vorzugsweise eine Kopplung, die kleiner als der halbe maximale Kopplungsgrad der gesteuerten Kopplung ist.

Die Kondensatoren Cl, C2 und C3 und die hierdurch erzeugten elektrischen Kopplungen mit den

i\U|/ptungjinntui\ii '*/

Resonanzfrequenzen f, der Resonatoren 22, 54, 60, 56, 62, 58 im ungekoppelten Zustand unterhalb der Bandmittenfrequenz /Ό der Gesamtanordnung liegen, und zwar tief genug, um die Frequenz in den Maschen, welche durch die kapazitiv gekoppelten Resonatoren gebildet sind, auf der Bandmittenfrequenz /Ό zu halten.

Die Frequenzen, auf denen die Resonatoren 22 und 54,60 und 56 sowie 62 und 58 abgestimmt sind, betragen

7„ - L I I - K₂,

b/w.	1,2	= 7..	I Ϊ	- K_iS

bzw.	J, S		i I	- K„7.

Die dadurch erzielte Frequenzabsenkung um den Betrag Af unterhalb fn ist etwa gleich hKrJl für die Resonatoren 22 und 54, /ÖK45/2 für die Resonatoren 60 und 56 sowie foKt,₇/2 für die Resonatoren 62 und 58.

Die Wirkungsweise jedes einzelnen Filterabschnittes, z. B. FS 1, läßt sich anhand der Anordnung nach F i g. 2 und ihrer in den F i g. 3 und 4 dargestellten Ersatzschaltbilder verstehen. In F i g. 2 sind die mit F i g. 1 übereinstimmenden Merkmale mit gleichen Bezugszeichen versehen. Fig. 3 zeigt eine schematisierte Kettenleiter-Ersatzschaltung, während Fig. 4 eine Kreuzglied-Ersatzschaltung wiedergibt. Γη dem Kettenleiter-Ersatzschaltbild nach Fig.3 stellen die beiden positiven und der negative Kondensator C_m das elektrische Äquivalent der mechanischen Kopplung zwischen den Elektrodenbereichen der Anordnung gemäß F i g. 2 dar. Hierbei gilt für jeden gewünschten Kopplungsfaktor K die Beziehung Cm=QIK, wobei Q die äquivalente dynamische Kapazität eines jeden Resonators ist Die Schaltungen nach Fig.3 und 4 hängen über folgende Gleichungen zusammen:

K =

U-Sa

C₁A =

C₁

in Abhängigkeit von d<"\ Resonanzfrequenzen /λ und /s ausgedrückt werden. Der Kopplungsfaktor Kn der mechanischen Kopplung zwischen den Resonatoren 16 und 22 sowie die Kopplungsfaktoren K34, Κχ und K78

C₁

Ci und L\ sind so gewählt, daß die Abstimmfrequenz eines jeden Resonators im entkoppelten Zustand

1/2.7- |/., C₁

beträgt und gleich /o ist, d. h. gleich der Mittenfrequenz der Gesamtanordnung. Die äquivalente dynamische Induktivität L\ ist eine Funktion der Dicke des Kristallkörpers und der Geometrie der Elektroden 10, 12 sowie 18, 20. Cn ist die statische Kapazität zwischen den Elektroden eines jeden Elektrodenpaares.

Das in Fig. 2 anhand eines schematischen Schaltbildes veranschaulichte Kristallfilter ist aus der FR-PS 15 23 518 bekannt und kann als elektrischer Vierpol betrachtet werden, bei dem das übertragene Signal am größten, d. h., die Betriebsdämpfung am kleinsten ist, wenn sein Wellenwiderstand Z< gleich dem Lastwiderstand Ri. ist (Anpassung). Dies ist für jene Frequenzen der Fall, bei denen Z, reel und der Realteil Rc von Zc gleich Rt. ist. Allgemein gilt für den Wellenwiderstand Zc—fZacZac, wobei Zo< die Eingangsimpedanz bei ausgangsseitigem Leerlauf und Zst die Eingangsimpedanz bei ausgangsseitigem Kurzschluß des Vierpols ist. Der Wellenwiderstand des Kristallfilters nach Fig. 2 und der Ersatzschaltungen nach Fig.3 und 4 ist somit gleich ^ZaZb- Za und Zb stellen dabei die Impedanzwerte der Längs- und Diagonalzweige des durch F i g. 4 gezeigten Kreuzgliedes dar. Da der scheibenförmige Kristallkörper 14 einen hohen Gütefaktor Q aufweist, bestehen die Größen Za und Zb fast ausschließlich aus ihren Imaginärteilen Xa und Xb, so daß Zc im wesentlichen gleich /XÄXb ist. Xa und Xb können graphisch dargestellt werden, damit hieraus für verschiedene Massen der Elektroden 10, 12 und 14, 16 den Wert von Zrbestimmt werden kann.

Bei einer geringen Masse der Elektroden des Kristallkörpers 14 (Fig. 2) klingt die zwischen den Elektroden 10,12 erzeugte mechanische Schwingung in Richtung zu den übrigen Kristallbereichen nur langsam ab. Die Elcktrodenpaare des Kristallkörpers 14 sind in diesem Falle fest miteinander gekoppelt. X_A und Xb ändern sich dann mit der Frequenz nach dem Diagramm gemäß Fig.5.

Da Xa und Xb Imaginärteile von Za und Zb sind, wird Zc nur bei entgegengesetztem Vorzeichen dieser beiden Reaktanzen reell. Das Filter weist somit in denjenigen Frequenzbereichen, in denen die Kurven von Xa und Xb auf entgegengesetzten Seiten der Abszisse verlaufen, einen positiven, reellen Wellenwiderstand Z_c= Rc auf. Wie der Verlauf des Realteiles von Zcüber die Frequenz gemäß F i g. 6 zeigt, gibt es für die Kopplungsverhältnisse gemäß Fig.5 zwei Frequenzbereiche mit positiv reellem Wellenwiderstand, und zwar die Bereiche zwischen der Serienresonanzfrequenz Λ und der Parallelresonanzfrequenz f,A sowie zwischen der Serienresonanzfrequenz fe und der Parallelresonanzfrequenz f.B der Impedanzen Z_A und Ze. Die Breite dieser beiden Frequenzbereiche ist annähernd gleich groß und stellt eine Funktion der piezoelektrischen Kopplung des Kristallkörpers dar.

Da die Betriebsdämpfung nur bei Anpassung des Lastwiderstandes Rl gemäß Fig.2 an den Wellenwiderstand Rc ein Minimum besitzt, ist die Betriebsdämpfung einer derartigen Anordnung in dem Impedanzbereich zwischen /** und /ß sehr groß und nur für diejenigen beiden Frequenzen niedrig, bei denen sich die Kurven für Rlund beschneiden. Diese Schnittpunk-

te liegen gemäß Fig.6 unabhängig vom Wert des Lastwiderstandes Ri weit auseinander. Aus den Kurven nach F i g. 6 und 7 ergibt sich die Betriebsdämpfung des Bandpasses gemäß F i g. 7. Die Minima der Betriebsdämpfung liegen in den Schnittpunkten zwischen Ri und Rt und sind durch ein dämpfungsbehaftetes Band voneinander getrennt, dessen Breite größer als f_a\ -U ist. Aufgrund der großen Steilheit der /?(-Kurven gemäß Fig. 6 führen schon geringfügige Änderungen des Abschlußwiderstandes Ri zu erheblichen Verschiebungen der Schnittpunkte zwischen Rr und R< und damit der Frequenzlage der Dämpfungsminima.

Eine ausreichende Erhöhung der Elektrodenmasse führt zu einer Konzentration der Dickenscherschwingungen zwischen den Elektroden des betreffenden Elektrodenpaares, während die Schwingungsamplitude außerhalb des Volumenbereiches zwischen den Elektroden stark abnimmt. Für eine gegebene Abstandbemessung zwischen den Elektrodenpaaren nimmt somit bei einer Erhöhung der Elektrodenmasse die Kopplung der Resonatoren ab. Die Kopplung nimmt ferner bei gleichbleibend großer Elektrodenmasse mit zunehmendem Abstand zwischen den Elektrodenpaaren ab. Weiterhin erreicht kein wesentlicher Anteil der Schwingungsenergie die Außenränder des Kristallkörpers. Wenn zwei derartige Resonatoren in ihrem gegenseitigen Einwirkungsbereich angeordnet werden, so verhalten sie sich ähnlich wie ein Bandfilter.

Eine Zunahme des Abstandes zwischen· den Elektrodenpaaren und der Elektrodenmasse führt daher zu einer Einengung des Frequenzbandes, über welches die Schwingungsenergie von einem System zum anderen System gelangt. Hierbei nähern sich die Resonanzfrequenzen (a und fs der beiden Resonatoren an. Bei genügend loser Kopplung und entsprechender Lage von /s unterhalb von f,_A ergeben sich die Reaktanzkurven für Xa und Xb gemäß F i g. 8. Die einzelnen Serienresonanz- und Parallelresonanz-Bereiche dieser beiden Reaktanzkurven überlappen sich hier, d. h., /g — (a ist kleiner als f,A —(a- Der sich ergebende Realteil Rt d( .> Wellenwiderstandes Zc ist in Fig.9 in Abhängigkeit von der Frequenz dargestellt. Danach weist Zc zwei positive reelle Bereiche auf, von denen sich der eine Bereich zwischen den Resonanzfrequenzen (a und /emit seinem Maximum Zo in der Mitte und mit Anfangs- und Endwerten Nu!! und der andere Bereich zwischen f.A und faß erstreckt und unendlich große Anfangs- und Endwerte und ein Minimum in der Mitte aufweist.

Einer der beiden Durchlaßbereiche, die aus F i g. 9 ersichtlich sind, läßt sich durch eine geeignete Bemessung der Elektroden 14 und 16 innerhalb des Widerstandsbereiches einer Wellenwiderstandskurve Rc die entfernt von der anderen angeordnet ist, ausscheiden. Da der Abschlußwiderstand R_L gemäß F i g. 9 allen Widerständen kleiner als Z₀ gut angepaßt ist, ist der Frequenzbereich zwischen /4 und fa mit geringer Betriebsdämpfung durchlässig. Eine entsprechende Filterkurve der Betriebsdämpfung für den Abschluß mit Rl ist in F i g. 10 wiedergegeben.

Die Betriebszustände gemäß den Fig.6, 7, 9 und 10 können mit einer Meßschaltung nach F i g. 11 verfolgt werden. Hierzu wird von einem Generator 70 eine Spannung über einen Widerstand 72 einem Elektrodenpaar 10, 12 zugeführt, während zunächst das andere Elektrodenpaar durch einen Schalter 73 kurzgeschlossen ist. An einem Meßgerät 74 wird die am Widerstand 72 abfallende Spannung abgelesen. Die Maximalwerte dieser Spannung zeigen die Frequenzen /^ und /β an.

Sodann wird mittels des Schalters 73 eine Induktivität 75 an die Elektroden 18, 20 gelegt und hierdurch der Resonator 22 derart verstimmt, daß der Resonator 16 von ersterem praktisch entkoppelt ist. Die Frequenzen, bei denen die Meßspannung zuerst einen Spitzenwert erreicht und sodann auf ein Minimum abfällt, sind die Entkopplungswerte /Ό und f₃o. Der Wert von f₃o --/& stimmt im wesentlichen mit denjenigen von f_a/\ - f,\ und iifl - /flüberei.i. Der Wert von f,_A kann durch Ermittlung derjenigen Frequenz bestimmt werden, bei welcher ein Minimum der Spannung am Gerät 74 auftritt, wobei der Generator 70 mit Widerstand 72 und Meßgerät 74 an den parallelgeschalteten Resonatoren 16 und 22 liegt. Hierzu nimmt ein Umschalter 76 die in F i g. Il gezeigte Stellung ein, während der Schalter 73 in seiner Mittelstellung geöffnet ist und ein weiterer Umschalier 77 aus seiner dargestellten Mittelstellung nach links geschaltet wird. Zur Bestimmung von /!,« wird der Umschalter 77 in seine rechte Stellung überführt.

Durch Anschließen der Induktivität 75 an den Resonator 22 mittels des Umschalters 73, wodurch dieser Resonator verstimmt wird, und durch Überführen des Umschalters 77 in seine Mittelstellung können die Werte von L\ und C\ in den Ersatzschaltbildern gemäß Fig. 3 und 4 gemessen werden. Hierzu wird der Umschalter 76 auf einen Serienkondensator On umgeschaltet und die Frequenz beim Maximalausschlag des Meßgerätes 74 festgestellt. Dies ist die Resonanzfrequenz h\. Sodann wird der Umschalter 76 auf einen zweiten Serienkondensator O₂ umgeschaltet. Die Maximalablesung am Meßgerät 76 ergibt sodann eine Resonanz bei der Frequenz fs2, auf welche der Generator 70 abgestimmt ist. Es gilt dann die Beziehung:

-ti

«)v„'«v

*S \fsi

^Cl"

-f» /m

4.^ ti U-

¹V

-Cs 2'

Wenn fa —f\ geringer als f,& — f_A ist, so besteht ein Betriebszustand gemäß den Fig.8, 9 und 10. Ein Meßergebnis, demzufolge fa — Λ kleiner als f_tA — f_A ist, zeigt somit das Vorliegen einer gesteuerten Kopplung an. Wenn die erstgenannte Frequenzdifferenz größer oder gleich der zweitgenannten Frequenzdifferenz wird, sind die Betriebszustände gemäß den Fig.5, 6 und 7 gegeben. Der Kopplungsfaktor K zwischen diesen Elektrodenpaaren ist annähernd durch die Ausdrücke (Fb - COftbzw. (fr - Wa gegeben.

Die Bandbreite (fe — f_A) eines Kristallfilters gemäß F i g. 2 ist eine Funktion von verschiedenen Parametern. Die Diagramme gemäß Fig. 12,13 und 14 veranschaulichen empirische Beziehungen zwischen diesen Parametern. Die Elektrodenmassen erscheinen in diesen Diagrammen nicht unmittelbar, sondern machen sich durch das Ausmaß der Frequenzabsenkung eines jeden Resonators bemerkbar. Eine derartige Frequenzabsenkung tritt auch bei nur einem einzigen Elektrodenpaar an einem Kristallkörper auf. Der anteilmäßige Frequenzabfail (f —fjf) der Resonanzfrequenz f_r eines entkoppelten Resonators, der durch ein einzelnes Elektrodenpaar an einem Kristallkörper gebildet ist, von der Grundfrequenz /der Dickenscherschwingung eines von EIeI-"roden freien Kristallkörpers infolge zunehmender Elektrodenmasse ist eine Kenngröße dieser Frequercabsenkung durch die Elektrodenmasse. > Die genannte Frequenzabsenkung tritt zusätzlich zu einer jeden Frequenzverschiebung infolge Kopplung zwischen den Resonatoren auf. Aus diesem Grund stimmt fa mit f nicht überein. In den Kurven gemäß Fig. 12, 13 und 14 ist die Frequenzabsenkung für beide

in Resonatoren die gleiche. Jeder Resonator kann jedoch durch Veränderung seiner eigenen Frequenzabsenkung oder derjenigen des anderen Resonators verstimmt werden. In dem Ersatzschaltbild gemäß Fig. 3 hat dies zur Folge, daß eine zusätzliche Reaktanz, beispielsweise

ti eine Kapazität, parallel oder in Serie mit der Induktivität L\ und dem Kondensator C\ auftritt. Zur Einstellung einer Bandmittenfrequenz /ö werden vorzugsweise beide Resonatoren im entkoppelten Zustand auf diese Frequenz abgestimmt.

.ό Wenn die Kristallfilter 5Fl bis 5F4 des Bandpaßfilters nach Fig. 1 nicht miteinander verbunden sind, so befinden sich die Resonatoren 16 und 22, 54 und 60, 56 und 62 sowie 58 und 64 sämtlich im Zustand der gesteuerten Kopplung mit der vorgenannten Frequenz-

.'"> Bedingung. Hierbei zeigen die Resonatoren ein Verhalten gemäß den Diagrammen nach Fig.8, 9 und 10. Vorzugsweise wird folgende Beziehung eingestellt:

Hierbei besitzen die Frequenzen f\ und fg einen geringeren gegenseitigen Abstand als zu den Frequenzen /■,.( oder /"jfl.

Die Kopplung zwischen den Resonatoren, beispiels-

ti weise zwischen den Resonatoren 22 und 54, 60 und 56, 62 und 58, wird durch Zuführung eines Hochfrequenzsignals vom Generator 70 über einen Meßwiderstand 72 zu einer der durch einen Koppelkondensator, beispielsweise Cl, gebildeten Maschen ermittelt. Eine hierfür

in geeignete Schaltung ist in Fig. 15 dargestellt Mit Hilfe von Prüfinduktivitäten Lr weiden die Resonatoren 10 und 16 bis zur Entkopplung verstimmt. Spaitiiungsmaxima am Widerstand 72 bei Änderung der Generatorfrequenz zeigen die Resonanzfrequenz fc und fp an. Die > Kopplung zwischen den Resonatoren 22 und 54 gemäß Fig. 15 bestimmt sich dann durch den Koppelfaktor

In der Siebschaltung gemäß F i g. 1 sind die Resonatoren 22, 54, 60, 56, 62 und 58 im entkoppelten Zustand auf eine Frequenz unterhalb der Bandmittenfrequenz /0 der Gesamtanordnung abgestimmt Dies wird mit Hilfe der Elektrodenmassen-Frequenzabsenkung erreicht

Hiermit ergeben sich Resonanzfrequenzen k in jeder Masche und somit eine Bandmittenfrequenz von der Größe /0 für die Gesamtanordnung. Gleichzeitig bleiben

bo die erforderlichen Kopplungen zwischen den Resonatoren 22 und 54,60 und 56,62 und 58 die gleichen wie für ein vollmonolithisches Kristallfilter mit acht Resonatoren. Die Abweichung der einzelnen Resonatoren von k stört nicht die mechanische Kopplung zwischen den Resonatoren der einzelnen Kristallfilter und verhindert eine Störung der vorgesehenen Kopplung durch die Kondensatoren Cl, C2 und C3. Die Abweichung der einzelnen, mit den Kopplungsfaktoren K-a, Ki% und Kei

elektiisch zu koppelnden Resonatoren von der Frequenz fo ist angebbar durch

f,i --= fn U - K₄₅,

/,.. = /o [■ I - K„₇.

Die Folgende Überlegung anhand von F i g. I zeigt, daß die Abweichung der Abstimmfrequenz der Resonatoren von der Bandmittenfrequenz fn der Gesamtanordnung tatsächlich die angegebene Wirkung hat. Hierzu wird auf das Ersatzschaltbild gemäß Fig. 16 Bezug genommen. Dieses Ersatzschaltbild besteht aus vier Netzwerken N\, N₂, ΛΛ und /Vt, welche den Filtern FS 1, FS2, FS3 und F54 in Fig. I entsprechen. Diese Netzwerke sind aufeinanderfolgend durch Kondensatoren Cl₁ C2 und C3 gekoppelt. An den Enden der Netzwerke Λ/ι... Mi treten die Kondensatoren Co in Erscheinung welche die statischen Kappzitäten der Elektrodenpaare verkörpern. Die positiven und negativen Kondensatoren C_n, stellen die mechanische Kopplung zwischen den Resonatoren der betreffenden Filter dar, während L\ und Ct die äquivalenten dynamischen Induktivitäten und Kapazitäten der entkoppelten und auf /b abgestimmten Resonatoren darstellen.

Die Kondensatoren Cn, G-, und C*; veranschaulichen die Verstimmung der Resonatoren 22, 54,60, 56,62 und 58 gegenüber Z₀; die Kondensatoren C_mx (x — I, 2, 3 ...) veranschaulichen die mechanischen Kopplungen entsprechend den Kopplungsfaktoren K\₂, K'u. AT^und Kn-Es ergibt sich somit

C -

«-ml -

C₁

K\l

C,

Jedes der aus den Cn-Kondensatoren gebildeten T-Glieder erzeugt eine Phasenverschiebung von 90° entsprechend derjenigen Phasenverschiebung, welche durch die mechanische Kopplung zwischen den einzelnen Resonatoren eines jeden Filters bedingt ist.

Bei Vorzeichen-Umkehr der Kondensatoren C_n, kehrt sich auch die Phasenverschiebung um, d. h., von 90° auf 270°. Diese gegensinnige Phasenverschiebung von 90° hat also lediglich eine Polaritätsumkehr des Ausgangssignals zur Folge. Für eine Analyse ist es also möglich, eine lediglich mit einer solchen Polaritätsumkehr verbundene Vorzeichenumkehr der Kondensatoren C_mx vorzunehmen.

Gleichzeitig ist es möglich, die Kondensatoren Cl, C2 und C3 mit ihren zugehörigen Kapazitäten Co zu Kapazitäten Ccu Cc2 und Ca zu kombinieren. Die Verstimmung der Resonatoren 22,54,60,56,62 und 58 entspricht dann den Beziehungen

C23 = — Cci, C45 = — Ca, Cet = —Ca.

Das sich durch eine solche Einstellung ergebende Ersatzschaltbild ist in Fig. 17 wiedergegeben. Es ergibt sich hieraus, daß die Kopplung zwischen den Netzwerken Μ, N2, N3 und M, dargestellt durch die Kondensator-T-Glieder Cc;, Cci und Ca den mechanischen T-Kopplungsgliedern C_n, i, C_mi und C_m3 identisch entspricht Die Realisierung der T-GIieder mit Cci, Cc2 und Ca ist möglich, sofern die letztgenannten Kapazitäten größer als Ci sind. Die Verstimmung der Resonatoren 22,54,60,56,62 und 58 erzeugt zusammen mit den Kondensatoren Cl, C2, C3 und mit den -, statischen Kapazitäten Co die Kopplung der T-Glieder zwischen benachbarten, nichtmechanisch gekoppelten Resonatoren, beispielsweise den Resonatoren 22 und 54. Die Kopplung zwischen solchen nichtmechanisch gekoppelten Resonatoren entspricht der Kopplung

κι zwischen den mechanisch gekoppelten Resonatoren und führt zu einer Dämpfungskurve der Gesamtanordnung, die derjenigen eines vollmonolithischen Filters mit acht Resonatoren gleich ist.

Die Werte von Cci, Gi und Co richten sich also

ΙΊ nach den Kopplungsfaktoren, die zur Kopplung zwischen den entsprechenden Resonatoren eines vollmonolithischen Bandpaßfilters mit acht Resonatoren und den gleichen Übertragungseigenschaften erforderlich sind. Diese Kopplungen können entspre-

.'Ii chend den bekannten Tschebycheff- oder Butterworth-Kriterien innerhalb der durch die maximale gesteuerte Kopplung gegebenen Grenzen eingestellt werden. Für beliebig vorgegebene Kopplungsfaktoren K_2i, K^ und

C, C₁

K₄₅ · ^f" - κ,,.

to si) daß sich also ergibt:

rl ' ' if- /"7 ^'

Γ3=

^Cl

-2C₁₁

Für die Resonatoren 22, 54, 60, 56, 62 und 58 ist jeweils eine Frequenzabsern.ung auf die Frequenz

zur Aufrechterhaltung der gleichen Bandmittenfrequenz /o der Gesamtanordnung vorzusehen.

Im folgenden werden einige Daten eines speziellen

Ausführungsbeispiels eines Bandpaßfilters gemäß

- F i g. 1 angegeben. Die scheibenförmigen Kristallkörper 14,48,50 und 52 weisen hierbei einen Durchmesser von etwas weniger als 15 mm auf und zeigen ohne Elektroden eine Dickenscherschwingungs-Grundfrequenz von 8,263960 MHz. Die Elektroden an jedem Kristallkörper sind zur Z-Kristallachse fluchtend und längs dieser Achse passend gekoppelt angeordnet Die Elektroden sind rechteckig ausgebildet und weisen in der Z-Richtung eine Länge von etwa 32 mm und in der ^-Richtung bzw. in Richtung parallel zu der entsprechenden Kristallachse eine Länge von etwa 3,5 mm auf.

Der Abstand der Elektroden auf den Kristallkörpern 14 und 52 beträgt etwa 0,11 cm, während der Elektrodenabstand auf den Kristallkörpern 48 und 50 etwa 0,13 cm beträgt Die so erhaltenen Resonatoren zeigen eine äquivalente dynamische Induktivität von 29,8 mH.

Die Resonatoren sind mit der Meßanordnung gemäß Fig. Ii abgestimmt, wobei jedoch die Elektroden 18 und 20 unbelastet sind. Dies ruft infolge der mechanischen Kopplungen und der Kapazitäten Co einen Fehler

hervor, der kompensiert wurde. Es ergaben sich die folgenden Resonanzfrequenzen:

Resonatoren 16 und 64 8,141586 MHz

Resonatoren 22 und 58 8,140837 MHz

Resonato/en 54 und 62 8,140880 MHz

Resonatoren 60 und 56 8,140938 MHz

Die Koppelkondensatoren Ci, Ci und C3 haben Kapazitäten von 58 pF bzw. 62 pF bzw. 58 pF, und zwar einschließlich der elektrostatischen Elektrodenkapazitäten C₀.

Mit einem Abschlußwiderstand von 500 Ohm ergab sich eine Bandbreite von 3,26 kHz mit einer Bandmittenfrequenz von 3,14183 MHz.

Eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bandpaßfilters zeigt F i g. 18. Hier sind Kristallfilter FSEX, FSE2, FSE3 und FSE4 vorgesehen, die jeweils fünf bzw. drei bzw. zwei bzw. drei Resonatoren aufweisen und durch drei Kondensatoren Co i, Cdi und Co 3 miteinander gekoppelt sind. Die Kapazitäten dieser Kondensatoren betragen C\IK^ bzw. C\IK%a bzw. Cj/Kio.ii. Die gesamte Anordnung bildet eir Filter mit vorgegebener Übertragungsfunktion H(z), das dreizehn Resonatoren aufweist Die Elektroden EL an jedem der Kristallkörper 101, 102, 103 und 104 bilden wiederum entsprechende Resonatoren, wobei die zugehörigen Kristallkörper Dickenscherschwingungen ausführen. Benachbarte Resonatoren werden miteinander gemäß dem Tschebyscheff- oder Butterworth-Kriterium oder einem anderen Kriterium für dreizehn aneinanderzureihende Schwingkreise zur gegenseitigen Kopplung gebracht Die Kopplung zwischen zwei beliebigen Resonatoren, die von den übrigen Resonatoren entkoppelt sind, ist jedoch stets so bemessen, daß sie unterhalb des Betrages für die maximale gesteuerte Kopplung liegt Hierdurch wird die Bandbreite des Bandpaßfilters auf weniger als 0,15% der Bandmittenfrequenz /o begrenzt, wenn die Kristallkörper 101, 102, 103 und 104 aus Quarz bestehen. Die durch die Kondensatoren Co<, Cdi und Cp3 gekoppelten Resonatoren werden so abgestimmt, daß sich eine ausreichend große Frequenzabsenkung, gegenüber dem Frequenzwert in ergibt damit die Bandmittenfrequenz k der Gesamtanordnung aufrechterhalten wird. Im Ersatzschaltbild des Bandpaßfilters kommt dieser Sachverhalt durch die Längszweigkondensatoren —C\IK_xy in den T-Gliedern des Bandpaßfilters zum Ausdruck, die vorangehend anhand von F i g. 17 behandelt wurden.

Bei einer weiteren durch Fig. 19 veranschaulichten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bandpaßfilters wird die Kopplung zwischen den einzelnen Kristallfiltern FSTi, FST2 und FST3 - entsprechend modifiziert gegenüber den Filterabschnitten FSi, FS2, FS3 und FS4 des Filters nach Fig. 1 - durch Induktivitäten L1 und L 2 gebildet, deren Werte durch L\K,y bestimmt sind, wobei K_t, der verlangte Koppelfaktor zwischen benachbarten Resonatoren χ und y ist. Die derart induktiv gekoppelten Resonatoren sind auf die Frequenz

f,=fo\V+K_x,

abgestimmt.

Die im vorliegenden Zusammenhang verwendete Bezeichnung »Dickenscherschwingung« umfaßt sowohl Parallelflächen — als auch Kreisflächenschwingungen um eine gemeinsame Achse. Letztere Schwingungsform wird auch als Dickentorsionsschwingung bezeichnet.

Für die durch die Kondensatoren Ci, C2, C3, C_D\, Cdi usw. gebildeten Reaktanzschalteiemente sind ohne wesentliche Verzerrung der Filterkurve Abweichungen des Kapazitätswertes von ± 10% zulässig. Entsprechendes gilt auch für die durch Induktivitäten L1 und L 2 gebildeten Koppelreaktanzen. Infolgedessen braucht die dynamische Kapazität C\, weiche den Wert der Koppelkondensatoren und Koppelinduktivitäten bestimmt, bei der genauen Abstimmung auf die Frequenz

ίο f_a nicht gemessen zu werden. Die erwähnte dynamische Kapazität kann gemessen werden, wenn der Resonator auf die zur Erzeugung der Maschenfrequenzen des Betrages k erforderlichen höheren oder niedrigeren Frequenzen abgestimmt ist

Für die Abstimmfrequenz eines jeden Resonators ist eine Toleranz von ±10% der gewünschten Bandbreite der Gesamtanordnung zulässig. Während Fig. 16 das Ersatzschaltbild eines Bandpaßfilters mit Netzwerken N\... M zeigt bei welchen die Resonatoren eines jeden

2(\ Netzwerkes die gleichen äquivalenten dynamischen Induktivitäten L₁ und bei Abstimmung der Resonatoren auf /"o die gleichen Äquivalenten dynamischen Kapazitäten C\ aufweist, sind auch Ausführungsformen der durch Fig. 1, 18 und 19 veranschaulichten Bandpaßfilter denkbar, bei welchen die Netzwerke N — oder mit anderen Worten: die einzelnen monolithischen Kristallfilter — mit !Resonatoren aneinandergrenzen, die unterschiedliche Werte der dynamischen Induktivitäten und Kapazitäten aufweisen. In F i g. 1 kann z. B. der eine

so der beiden durch einen Kondensator C2 gekoppelten Resonatoren 54 und 60 die äquivalente dynamische Induktivität L₂ und der andere die entsprechende Induktivität Li aufweisen. Werden die äquivalenten dynamischen Kapazitäten dieser Resonatoren mit C₂

3i und Cj bezeichnet so gilt die folgende Beziehung:

Jo =

2 π [L₂C₂

~2 -τ \'L_} C₃

Für einen gegebenen Kopplungsfaktor K beträgt die Kapazität des Kondensators C2 dann

Cl =

\'^C1

Der kapazitiv gekoppelte Resonator mit der Induktivität L₂ wird im entkoppelten Zustand auf die Frequenz

r -

\C₂ Cl)

IC₂C₃

abgestimmt, während der kapazitiv gekoppelte Resonator mit der Induktivität L₁ auf die Frequenz

(rr - r

- K

abgestimmt wird.

Die Abstimmung der einzelnen Resonatoren auf die Frequenz fj bzw. auf die Frequenz Λ bewirkt somit für einen beliebigen Wert der Kopplungskapazität eine

15 16

Abstimmung der zugehörigen Masche auf die Bandmit- oder allgemein zu tenfrequenz fa.

Entsprechendes gilt auch für induktiv gekoppelte _ r .]/, , _K Resonatoren. Hierbei ergibt sich der Wert der V Kopplungsinduktivität zu 5 _sowj_e

oder allgemein zu

X_k = K VX₂ ■ X₃

= fo-]/l+K· _λ

für einen verlangten Kopplungsfaktor K. Die entspre- ³ chenden Abstimmfrequenzen ergeben sich zu

15 In diesen Beziehungen bedeutet Xt die Kopplungsre-

. aktanz und X₂ sowie X₃ jeweils eine äquivalente

r _ r . 1Λ j^ j£ . L₂ · L₃ dynamische Reaktanz entsprechend der Art der

²⁰K L₂ jeweiligen Kopplungsreaktanz.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Bandpaßfilter mit der Bandmittenfrequenz Z₀, das mehrere monolithische Kristallfilter in Kettenschaltung enthält und das eine vorgeschriebene Breite des Durchlaßbereiches sowie eine vorgeschriebene Form der Durchlaßkurve aufweist, dadurch gekennzeichnet,

a) daß zwischen die monolithischen Kristallfilter (FSi...FS4 in Fig.l; FSTl...FST3i in F i g. 19) jeweils ein Reaktanzschaltelement (CX...Ci in Fig. 1; Ll, L2 in Fig. 19) als Querzweig eingefügt ist;

b) daß jedes monolithische Kristallfilter zwei oder mehr gekoppelte Resonatoren aufweist;

c) daß durch passende Bemessung der Kopplungsfaktoren für die mechanischen Kopplungen (Ku, Ku, Ks6, K_7a in F i g. 1) und der Kopplungsfakto^r°.n für die durch die Reaktanzschaltelementc äewirkten elektrischen Kopplungen (Ka. K45, Ka in Fig. 1) die vorgeschriebene Durchlaßkurve herbeigeführt ist;

d) daß die durch Reaktanzschaltelemente (C 1, C 2, C3 in F i g. 1; L1, L 2 in F i g. 19) zu koppelnden Resonatoren (22, 54; 60, 56; 62, 58 in Fig. 1) aneinandergrenzender Filter (FSi... FS4 in Fig. 1) durch die Abstimmung auf Frequenzwerte