DE2054581A1

DE2054581A1 - Schaltungsanordnung eines zweikreisigen, induktiv gekoppelten Bandfilters

Info

Publication number: DE2054581A1
Application number: DE19702054581
Authority: DE
Inventors: Eckart Dipl.-Ing.; Antreich Kurt Dr.-Ing.; 7150 Backnang Gleissner
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Bosch Telecom GmbH
Priority date: 1970-11-06
Filing date: 1970-11-06
Publication date: 1972-05-10
Also published as: DE2054581B2; DE2054581C3

Description

Scllaltunrannordnung eines zweikreisigent induktiv gekoppelten Bandfilters Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einer Schaltungaanordnung eines zweikreisigen, induktiv gekoppelten Bandfilters, bestehend aus einem Übertrager mit Je inem der Primär- und Sekundärwicklung parallelg.schalteten Kondensator.
Induktiv und auch kapazitiv gekoppelte Bandfilter sind grundlegende Bauelemente für hochfrequente Verstärkerschaltungen, die für ein vorbestimmtes Frequenzband ausgelegt sind. Sie sind leicht zu berechnen und aufzubauen, wenn es um schmalbandige und vcrhältnismässig niedrige Frequenzbereiche geht. An Bandfilter in kommerzieller Technik für grosse Betriebsbandbreiten werden besondere Forderungen gestellt.
Ein solches Filter zeichnet sich durch eine für einen Frequenzbereich von etwa 70 - 140 MHz, wie er in der kommerziellen Technik üblich ist, gut geeignete Schaltungskonfiguration und durch verhältnismässig gute arithmetische Symmetrie von Dämpfung und Gruppenlaufzeit aus.
Beim Entwurf von Filtern geht man bekanntlich im allgemeinen von der sogenannten Charakteristischen Funktion t(p) aus, wobei wegen des Zusainmenhangs mit der Dämpfung a(f) = 10 log(1+|k)jf/fM)|2) in db die Nullstellen und Pole von K(jf/fM) auch Null- bzw. Polstellen von a(f) sind.
Die allgemeine Form von t(p) des Bandfilters in Fig.1 ist (p2+#012) (p2+#022) K(p) = C P Die Polverteilung (ein einfacher Pol bei p=0, ein dreifacher Pol bei p400) bewirkt die erwähnte arithmetische Symmetrie.
Nachteilig bei diesen Filtern ist, dass mit kleiner werdenden Bandbreiten die Werte der Induktivitäten L11(1) und L(2) der Schaltung in Fig. 1 ebenfalls kleiner werden und dass sie bereits bei noch verhältnismässig grossen Bandbreiten für die praktische Realisierbarkeit unzulässig klein werden.
Bei Auslegung als parametrische Filter (Fig.2) lassen sich die Induktivitätswerie von L11(2) und L22(2) in sehr weite Brenzen beliebig festlegen. Für die Schaltung in Fig. 2 bedeutet dies eine kapazitive Ankopplung über die Längskondensatoren C1(2) und C4(2). Die Funktion K(p) wird Der Nachteil bei dieser Auslegung des Filters ist, dass durc die geänderte Polverteilting (je ein dreifacher Pol bei p=0 und p##) das Frequenzverhalten von Dämpfung und Gruppenlaufzeit nicht mehr arithmetiach symmetrisch ist (Fig. 4@ Kurve 2).
Dieser Nachteil lässt sich vermeiden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu zeigen, wie man ein solches Bandfilter leicht realisierbar macht und gleichzeitig einen symmetrischen Dämpfungsverlauf erhält. Brfindungsgemäss wird vorgeschlagen, dass der Eingang und Auagang des Bandfiltern mit je einem Kondensator in Reihe und der Kopplung des Bandfilters ein Kondensator parallelgeschaltet ist. Dic Dimensionierung des Bandfilters ist so auszulegen, dass die sich aus der Streuinduktivität des Bandfilters parallelgeschalteten Kondensator ergebene Frequenz des Dämpfungspoles so bemessen ist, dass die Dämpfungskennlinie symmetrisch zur Mittenfrequenz des Bandfilters liegt.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben. In der Fig. 1 ist eine Bandfilterschaltung herkömmlicher Art dargestellt.
Die FiC. 2 zeigt nine Schaltungsanordnung mit Serienkondenstatoren. Die Fig. 3 gibt die erfindungsgemässe Anordnung von Serien- und Parallelkondensatoren wieder und die Fig. 4 zeigt die verschiedenen Dämpfungsdingramme der einzelnen Filtertypen.
In der Fig. 1 ist das bekannte konventionelle, induktiv gekoppelte, zweikreisige sandfilter wiedergegeben. Seinem Dämpfungsverlauf entspricht die Kurve 1 in der Fig. 4.
Hierbei'ist fM die Mittenfrequenz des Bandfilters, aD die Durchlassdämpfung und aS die Sperrdämpfung. Es ist deutlich sichtbar, dass die Kurve 1 (gestrichelt gezeichnet) unsymmetrisch innerhalb des vorgegebenen Frequenzspektrwns liogt.
Die Fig. 2 zeigt dio Schaltung eines parametrisch ausgelegten Filters. Das dieser Schaltung zugeordnete Diagramm ist in der Fig. 4, Kurve 2 (strichpunktiert gezeichnet) wiedergegeben. Sein Frequenzverhalten ist nicht mehr arithmetisch symmetrisch.
Dieser Nachteil lässt sich vermeiden, wenn man den lose gekoppelten Übertrager mit einem Kondensator C(3) (Fig. 3) 5 überbrückt. Durch diese Massnahme erhält man einen Dämpfungspol bei einer endlichen Frequenz im oberen Sperrbereich.
Diese Polfrequenz lässt sich so festlegen, dass das Frequenzverhalten von Dämpfung und Gruppenlaufzeit optimale arithmetische Symmetrie besitzt (Fig. 4, Kurve 3).
Dic allgemeine Form von K(p) für die Schaltung in Fig. 3 ist Optimale arithmetische Symmetrie ergibt sich, wenn man die Polfrequenz #xi= fx1/fM so so festlegt, dass die Nullstellen bei #01 = f01/fM und #02 = f02/fM arithmetisch symmetrisch bezüglich # = 1 liegen.
Die quantitativen Verhältnisse zeigt folgendes Beispiel: Bei Auslegung eines zweikreisigen Bandfilters nach Fig. i für eine relative 3 db-Bandbreite von Af/fM = OiI und für maximal flaches Verhaltenim Durchlassbereich (#01 = #02) erhält man bei einer Mittenfrequenz von fM = 70 MHz und bei Abschlusswiderständen von R1 = R2 = 75 # für die Induktivitätswerte der Schaltung in Fig. 1 L11(1) = L22(1) = 12,1 nH. Dieser Wert ist für die praktische Realisierung unzulässig klein, wenn man davon ausgeht, dass die untere grenze für die praktisciic reproduzierbare Realisierbarkeit einer konzentrierten Induktivität bei ca. 40 nH liegt. Bei Ausl@gung als parainetrisches Filter nach Fig. 3 mit endlichen Dämpfungspol bei fxi = 104, 101 MHz und einem Induktivitätswert von L11(3) = L22(3) = 50 nH erhält man optimale arithmetische Symmetrie und günstige Werte für die übrigen Schaltelemente.

Claims

Patentansprüche 1) Schaltungsanordnung eines zweikreisigen, induktiv gekoppelten Bandfiltels, bestehend aus einem Übertrager mit Je einem der Primär- und Sekundärwicklung parallelgeschalteten Kondensator, dadurch gekennseichnet, dass der Eingang und Ausgang des Bandfilters mit je einem Kondensator (c1(3), c4(3)) in Reihe und der Kopplung (k@@@@) des Bandfiltere ein Kondensator (C5(3)) parallelgeschaltet ist.
2) Schaltungsanordnung eines zweikreisigen Bandfilters, dadurch gekennzeichnet. dass die sich aus der Streuinduktivität des Bandfilters und dem der Kopplung des Bandfilters (k(3)) parallelgeschalteten Kondensator (C5(3)) ergebende Frequenz des Dämpfungspoles (fP) so bemessen ist, dass die Därnpfungskennlinic symmetrisch zur Mittenfrequenz (fM) des Bandfilters liegt.