DE2207572C2 - Schaltungsanordnung für ein Bandfilter im Zwischenfrequenzbereich - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einer Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

In der DE-PS 20 54 581 ist ein Bandfilter vorgeschlagen worden, das aus zwei miteinander verkoppelten jo Kreisen besteht, bei dem durch die Reihenschaltung je eines Kondensators im Eingang und Ausgang und durch die Verwendung eines Kondensators als Koppelglied eine besondere Schaltungskonfiguration erreicht wird, die für hohe Frequenzen im Zwischenfrequenzbereich vorteilhafte und realisierbare Spulenwerte ergibt.

Der DE-AS 1063 218 liegt ein Bandfilter zugrunde, das eingangs- und ausgangsseitig je einen Resonanzkreis besitzt, die beide über zwei in Reihe geschaltete Parallelschwingungskreise miteinander verbunden sind. Beide Parallelschwingungskreise erzeugen Dämpfungspole zu beiden Seiten des Durchlaßbereichs.

Auch das ähnlich aufgebaute Bandfilter gemäß der DD-PS 39 019 erzeugt zwei Dämpfungspole, von denen der eine im unteren und der andere im oberen Sperrbereich liegt.

Durch den Einsatz zweier Dämpfungspole im oberen und unteren Sperrbereich gemäß dem Stand der Technik erreicht man allenfalls eine gute Symmetrie im Sperrbereich, aber nicht im unmittelbaren Durchlaßbereich. Die Folge davon ist, daß diese Bandfilter keine sehr große Selektion aufweisen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Bandpaßfilter der eingangs genannten Art anzugeben, dessen Selektion gegenüber dem Stand der Technik verbessert ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Parallelschwingungskreis einen Dämpfungspol für eine solche Frequenz, die gleich der Resonanzfrequenz des Parallelschwingungskreises ist, erzeugt, so daß das Frequenzverhalten von Dämpfung und Gruppenlaufzeit im Durchlafbereich arithmetisch symmetrisch zur Mittenfrequenz ist.

Wegen der Erfordernis von nur einem Dämpfungspol ist vorteilhafterweise auch nur noch ein einziger zwischen den Eingangs- und Ausgangskreisen geschalteter Parallelschwingungskreis erforderlich.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung an Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Im einzelnen zeigt die

Fig. 1 die Grundstruktur eines Filters nach der Erfindung,

Fig.2 eine Schaltungsanordnung mit zusätzlichen Serienkondensatoren in Ein- und Ausgangskreis und die

F i g. 3 die Anordnung zusätzlicher Koppelkondensatoren bei beiden Bandfiltern.

In der F i g. 1 ist die Grundstruktur eines Filters nach der Erfindung wiedergegeben. Es besteh; aus zwei induktiv gekoppelten zweikreisigen Bandfiltern, die durch ein geeignetes Reaktanznetzwerk gekoppelt in Kette geschaltet sind. Das Filter besitzt eine für den Zwischenfrequenzbereich gut geeignete Schaltungskonfiguration. Jeder Spule ist ein Kondensator parallel geschaltet. Damit kann die Eigenkapazität der Spule berücksichtigt werden. Außerdem führt von jedem potentialbehafteten Punkt der Schaltung ein Kondensator zur Masse, der die Berücksichtigung störender Scha'tkapazitäten ermöglicht.

Beim Entwurf von Filtern geht man bekanntlich im allgemeinen aus von der sogenannten Charakteristischen Funktion K(p), wobei für p=JfZf_n wegen des Zusammenhangs mit der Dämpfung

α (/) = 10 Ig (1 + I K (Jf/f_M) P) in dB

die Nullstellen und Pole von K(JfZf_n) gleichzeitig Nullbzw. Polstellen von a (/) sind.

Die allgemeine Form von K(p) des Bandfilters in Fig. 1 ist

Π (ρ²+ ωΐ ν)

*o^)mC

Durch Einarbeitung einer geeigneten Nebenbedingung in das Approximationsverfahren läßt sich sowohl für maximal flaches als auch für Tschebyscheffsches Verhalten der Dämpfung im Durchlaßbereich eine entsprechende Festlegung der Polfrequenz ω 00 1 = /„ ι IfM erreichen, so daß sich im interessierenden Frequenzbereich bezüglich der Mittenfrequenz eine ausgezeichnete arithmetische Symmetrie von Därnpfungs- und Gruppenlaufzeit ergibt. Damit kann eine für die ZF-Filter wesentliche Systemforderung erfüllt werden.

Durch Ausnutzen der in der Schaltung enthaltenen Transformationsmöglichkeiten kann man für alle Elemente der Schaltung, mit Ausnahme unter Umständen von Lu und Q, technisch gut realisierbare Werte erhalten.

Die V/erte von Q und Lu sind durch Mittenfrequenz, Bandbreite und Abschlußwiderstände festgelegt.

Wenn man davon ausgeht, daß die untere Grenze für die einfache, technisch reproduzierbare Herstellung einer Spule bei einem Induktivitätswert von 40 nH liegt, so ergeben sich z. B. bei einer Mittenfrequenz von 70MHz und bei Abschlußwiderständen von 75 Ohm bereits bei 3-dB-Bandbreiten, die kleiner als 20 Prozent sind, unzulässig kleine Werte für die Induktivität L\ \.

Dieser Nachteil läßt sich vermeiden, wenn man das Filter als parametrisches Filter auslegt. Die charakteristische Funktion ist dann

K(p) - C

(P² - a²) ■ Π (P² + «2 ν)

ν=1

Die F i g. 2 zeigt die zugehörige Schaltung. Sie unterscheidet sich in ihrer Konfiguration von der Schaltung in F i g. 1 nur durch die zusätzlichen Serienkondensatoren Q.

Durch entsprechende Festlegung des Parameters läßt "> sich nun auch bei sehr kleiner Bandbreite für die Induktivität Lu ein technisch gut realisierbarer Wert erhalten. Es läßt sich damit und durch Ausnutzen der in der Schaltung erhaltenen Äquivalenzmöglichkeiten sogar fast immer erreichen, daß alle Induktivitäten der κι Schaltung den gleichen Wert erhalten.

Durch Einführung und geeignete Festlegung von zwei weiteren Dämpfungspolen bei endlichen, von Null verschiedenen Frequenzen lassen sich bessere Selektionseigenschai ten erreichen. ι '>

Die Funktion K (p) wird dann

Κ(ρ) = C

(p² - a²) ■ Π (ρ² + ωΐ y)

■ W (ρ² + ω² °° μ)

In der Schaltung werden diese Pole durch kapazitive Überbrückung ^Ώ) der lose gekoppelten Übertrager realisiert (F i g. 3). Falls arithmeiische Symmetrie gefordert ist, kann diese wieder durch entsprechende Festlegung einer der drei endlichen, von Null verschiedenen Polfrequenzen erreicht werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schaltungsanordnung für ein Bandfilter im Zwischenfrequenzbereich, bestehend aus eingangsseitig und ausgangsseitig je zwei miteinander verkoppelten Schwingungskreisen, zwischen denen ein Reaktanznetzwerk angeordnet ist, welches aus einem in Serie geschalteten polerzeugenden Parallelschwingungskreis besteht, der über je eine Serienkapazität mit der Sekundärseite des Eingangsschwingungskreises und mit der Primärseite des Ausgangsschwingungskreises verbunden ist und beidseitig über je eine Kapazität gegen Bezugspotential geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Parallelschwingungskreis einen Dämpfungspol für eine solche Frequenz, die gleich der Resonanzfrequenz des Parallelschwingungskreises ist, erzeugt, so daß das Frequenzverhalten von Dämpfung und Gruppenlaufzeit im Durchlaßbereich arithmetisch symmetrisch zur Mittenfrequenz ist.