DE2425674B2

DE2425674B2 - Nullstellenfilter

Info

Publication number: DE2425674B2
Application number: DE19742425674
Authority: DE
Inventors: Harld 7530 Pforzheim Göricke
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1974-05-28
Filing date: 1974-05-28
Publication date: 1976-06-10
Also published as: DE2425674A1

Description

Die Erfindung betrifft ein aus einem überbrückten T-Glied bestehendes Nullstellenfilter mit einer auf eine Nullstellenfrequenz abgestimmten, eine Serienresonanzcharakteristik aufweisenden Impedanzanordnung im Querzweig, je einer untereinander nicht gekoppelten Induktivität in jedem der beiden Längszweige und mit einem über die beiden Längszweige geschalteten Überbrückungszweig, dessen Elemente auf eine maximale Absenkung der Durchlaßkurve des Filters an der Nullstellenfrequenz eingestellt und bemessen sind und einen Serienresonanzkreis aufweisen. Ein derartiges Filter ist aus der Zeitschrift »Cables et Transmission« Juli 1956. S. 199 und 205 bekannt.

Ein Nullstellenfilter ist eine als ein Vierpol ausgebildete Filterschaltung, deren von der Frequenz abhängige Durchlaßkurve bei wenigstens einer bestimmten Frequenz in einem schmalen, steilen trichterförmigen Einbruch auf Null absinkt. Ein Signal mit der Frequenz der Einbruchstelle der Durchlaßkurve wird somit vom Nullstellenfilter nicht übertragen.
' Ein bekanntes Nullstellenfilter ist in F i g. 1 dargestellt. Er ist als überbrücktes T-Filter ausgebildet (TeIefunken-Taschenbuch: Röhren-Halbleiter-Bauteile, Ausgäbe 1970, Technicher Anhang S. 57 bis 59) und enthält in den beiden Längszweigen 1 und 2 je eine Induktivität L1 und L 2 und im Querzweig 3 einen aus einem Kondensator C und einer Induktivität L bestehenden Serienresonanzkreis, der auf die Störfrequenz /b abgestimmt ist. Ein den Überbrückungszweig bildender ohmscher Widerstand R ist so bemessen, daß er die Verluste im Serienresonanzkreis kompensiert und dadurch den Durchlaßgrad des bekannten Filters bei der abgestimmten Frequenz auf Null absenkt. 6s

Das bekannte Nullstellenfilter hat zwar an der Nullstelle eine hohe Sperrdämpfung und eine hohe Flankensteilheit an der Einbruchstelle der Durchlaßkurve, die in Fig.3 durch die gestrichelte Kurve 23 dargestellt ist Die Einbruchstelle geht jedoch beidseitig allmählich mit stetig geringer werdender Flankensteilheit in den waagerechten Verlauf der Durchlaßkurve des T-Filters über. Soll das vom Filter übertragene Nutzfrequenzband ohne wesentliche Beeinträchtigung duich die Nullstelle des Filters übertragen werden, muß es verhältnismäßig weit von der Nullstellenfrequenz entfernt liegen. In vielen Fällen liegt jedoch eine zu dämpfende Störfrequenz unmittelbar vor oder hinter dem Nutzfrequenzband, so daß das bekannte Filter, wenn dessen Nullstelle auf die Störfrequenz abgestimmt ist, auch zumindest ein Teil des Nutzfrequenzbandes erheblich störend dämpft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Nullstellenfilter anzugeben, bei dem für eine in unmittelbarer Nähe einer Nutzfrequenz oder eines Nutzfrequenzbandes liegende Störfrequenz eine hohe Sperrdämpfung erreicht wird, ohne die in unmittelbarer Nähe liegende Nutzfrequenz wesentlich zu dämpfen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Nullstellenfilter der eingangs angegebenen Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Serienresonanzkreis im Überbrückungszweig derart bemessen und/oder abgestimmt ist daß dessen Resonanzfrequenz außerhalb der Nullstellenfrequenz auf der bezüglich der Nullstellenfrequenz zum zu übertragenden Nutzfrequenzband weisenden Seite des Übertragungsbereiches des T-Filters liegt.

Durch die immer dichter werdende Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Frequenzen insbesondere im Bereich der UKW-Rundfunkbänder entstehen störende Beeinflussungen dieser UKW-Rundfunkbänder durch Funkdienste, deren Frequenzen unmittelbar zu diesen Rundfunk-Frequenzbändern benachbart sind. Viele Rundfunkempfangsgeräte weisen im Eingangskreis für die AM-Empfangsbereiche eine Amennenabstimmanordnung mit e^;nem Kondensator auf. der auf einen kleinen Kapazitätswert eingestellt sein kann. Diese Abstimmung soll durch ein vor dem Eingangskreis des FM-Bereiches (UKW-Bereiches) angeordnetes Nullstellenfilter nicht wesentlich beeinflußt werden.

Bei einer vorteilhaften Ausbildung des Nullstellenfilters gemäß der Erfindung besteht die Impedanzanordnung im Querzweig aus der Serienschaltung eines Kondensators und einer Induktivität und aus einem der Induktivität parallelgeschalteten weiteren Kondensator. Mit einer derartigen Impedanzanordnung im Querzweig des T-Filters kann in einfacher Weise eine nur geringfügige Beeinflussung der Antennenabstimmung erreicht werden, auch bei Verwendung kleiner Induktivitäten.

Die Durchlaßkurve weist an der eingestellten Nullstellenfrequenz des abgeglichenen erfindungsgemäßen Nullstellenfilters eine Einbruchstelle auf, deren Verlauf unsymmetrisch ist und deren eine Flanke in vorteilhafter Weise bis nahe an den normalen, waagerechten Verlauf der Durchlaßkurve des T-Filters eine hohe Steilheit hat. Dadurch schließt der unbeeinflußte Durchlaßbereich an der steilflankigen Seite der Nullstelle wesentlich dichter an die Nullstelle an als bei den bekannten Nullstellenfiltern.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigt

F ί g. 1 ein bekanntes Nullstellenfilter in der Art eines überbrückten T-Filters,

F i g. 2 ein Nullstellenfilter gemäß der Erfindung, das

zwischen die Antenne und den Eingang eines Rundfunkempfangsgerätes geschaltet ist und

F i g. 3 ein Diagramm mit der Durchlaßkurve der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Kulisteilenfilter.

In F i g. 2 ist ein Ausführungsbeispiel eines Nullstellenfilters nach der Erfindung dargestellt. Dieses Nui¹-stellenfilter ist in der Art eines überbrückten T-Filters ausgefünrt mit zwei Längszweigen 1 und 2, einem an den Verbindungspunkt der Längszweige angeschlossenen Querzweig 3 und einem parallel zur Serienschaltung der Längszweige angeordneten Überbrückungszweig 4. Die beiden Längszweige bestehen je aus einer Induktivität Ll und L 2. Der Querzweig 3 enthält in einer Serienschaltung einen Kondensator C3 und eine Induktivität L3, der ein Kondensator C3t parallel geschaltet ist Im Überbrückungszweig i ist ein Serienresonanzkreis angeordnet, der aus einem Kondensator C 4 und einer Induktivität L 4 gebildet ist und außerdem ein Widerstand /?4 zur Dämpfung des Serienresonanzkreises.

Im dargestellten Beispiel ist das Nullstellenfilter mit seinen Anschlüssen 5 bis 8 zwischen eine Antenne 9 und eine Erdleitung 10 einerseits und die Eingangsbuchsen 11 und 12 eines Rundfunkempfangsgerätes 13 andererseits geschaltet In dem Rundfunkempfangsgerät ist beispielsweise eine abstimmbare FM-Empfangsschaltung 14 und eine abstimmbare AM-Empfangschaltung 15 über ein Netzwerk 16 mit der Antennenbuchse 11 des Empfangsgerätes verbunden. Außerdem wirkt auf die Antennenbuchse ein für den AM-Empfang vorgesehener Antennen-Abstimmkondensator 17.

Am Eingang 5, 6 des Nullstellenfilters liegt die von der Antenne 9 erzeugte Eingangsspannung Vl, die von dem Nullstellenfilter an dessen Ausgang 7, 8 übertragen wird und dort die Eingangsspannung V 2 für den Eingang 11, 12 des Rundfunkempfangsgerätes bildet. Das Verhältnis a= V2/ Vl dieser beiden HF-Spannungen in Abhängigkeit von der Frequenz ist in F i g. 3 als Durchlaßkurve 18 des Nullstellenfilters in einem Diagramm dargestellt. Die Durchlaßkurve 18 verläuft im Durchlaßbereich knapp unterhalb der Linie 19 mit dem Verhältniswert »eins«, was einer geringen Durchgangsdämpfung des Nullstellenfilters für die Signale eines zu übertragenden Nutzfrequenzbandes entspricht. In F i g. 3 ist ein zu übertragendes Nutzfrequenzband als dick gezeichnete Strecke 20 auf der Frequenzachse 21 des Diagramms dargestellt.

Im Bereich der Nullstellenfrequenz fr, auf die die Impedanzanordnung im Querzweig 3 des Nullstellenfilters abgstimmt ist, weist die Durchlaßkurve 18 eine Einbruchstelle 22 auf, die durch eine entsprechende Bemessung und/oder Abstimmung des Serienresonanzkreises L 4/C4 im Überbrückungszweig 4 an der Nullstellenfrequenz /b bis zum Wert Null reicht. Die Absenkung der Durchlaßkurve 18 an der eingestellten Nullstellenfrequenz auf den Wert Null (oder nahezu Null) ist bei zwei Einstellungen des Serienresonanzkreises Z.4/C4 im Überbrückungszweig 4 möglich, denen je eine Resonanzfrequenz des Serienresonanzkreises L4/C4 entspricht, nämlich eine Resonanzfrequenz fm oberhalb der Nullstellenfrequenz /b und eine Resonanzfrequenz fm unterhalb der Nullstellenfrequenz. Die Flanke 22a der Einbruchstelle 22, auf deren Seite der Durchlaßkurve die Resonanzfrequenz liegt, steigt sehr steil an und geht am oberen Ende der Einbruchstelle schnell in den waagerechten Verlauf der Durchlaßkurve über. Dadurch kann die nullsteJlenseitige Grenzfrequenz fN des Nutzfrequenzbandes 20 dicht bei der Nullstellenfrequenz /ι» liegen. Die andere Flanke 226 der Einbruchstelle verläuft wesentlich weniger steil und geht in großem Bogen allmählich in den waagerechten Verlauf der Duchlaßkurve über. Das hat den Vorteil, daß an dieser Flanke 226 liegende Störfrequenzen ebenfalls noch ausreichend gedämpft werden.

Vergleichsweise ist im Diagramm in F i g. 3 die Durchlaßkurve 23 des in F i g. 1 dargestellten bekannten Nullstellenfilters gestrichelt dargestellt, dessen Nullstelle auf die gleiche Nullstellenfrequenz /b abgestimmt ist. Die Flanken der Einbruchstelle dieser Durchlaßkurve 23 verlaufen symmetrisch zur Nullstelle. Bei der gleichen zulässigen, durch die unterbrochene Linie 24 gekennzeichnete Dämpfung der Signale des Nutzfrequenzbandes kann letzteres erst bei der Grenzfrequenz Fn beginnen, die wesentlich weiter ab von der Nullstellenfrequenz A liegt wie die Grenzfrequenz fs bei einem erfindungsgemäßen Nullstellenfilter. Außerdem werden von der dem Nutzfrequenzband gegenüber liegenden Flanke der Einbruchstelle der Durchlaßkurve 23 Störfrequenzen weniger gedämpft wie z. B. von dem in F i g. 2 dargestellten Nullstellenfilter.

Damit die Einstellung des Antennen-Abstimmkondensators 17 im Rundfunkempfangsgerät 13 nicht wesentlich beeinflußt wird, ist der Kapazitätswert des Kondensators C3 im Querzweig 3 des in Γ i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiels eines Nullstellenfilters klein gewählt. Durch eine geeignete Bemessung des zur Induktivität L 3 im Querzweig parallel geschalteten Kondensators C31 wird auch diese Induktivität verhältnismäßig klein gehalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Aus einem überbrückten T-Glied bestehendes Nullstellenfilter mit einer auf eine Nullstellenfrequenz abgestimmten, eine Serienresonanzcharakteristik aufweisenden Impedanzanordnung im Querzweig je einer untereinander nicht gekoppelten Induktivität in jedem der beiden Längszweige und mit einem über die beiden Längszweige geschalteten ίο Überbrückungszweig, dessen Elemente auf eine maximale Absenkung der Durchlaßkurve des Filters an der Nullstellenfrequenz eingestellt oder bemessen sind und einen Serienresonanzkreis uufweisen, d a d-jrch gekennzeichnet, daß der Serienresonanzkreis (L 4, C 4) im Überbrückungszweig (4) derart bemessen und/oder abgestimmt ist, daß dessen Resonanzfrequenz (/«1) außerhalb der Nullstellenfrequenz (A) auf der bezüglich der Nullstellenfrequenz zum zu übertragenden Nutzfrequenzband (20) weisenden Seite des Übertragungsbereiches des T-Filters liegt

2. Nullstellenfilter nach Anspruch U dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanzanordnung im Querzweig (3) aus der Serienschaltung eines Kondensators (C3) und einer Induktivität (L 3) und einem der Induktivität (L 3) parallelgeschalteten Kondensator (C31) besteht.