DE2603603C2 - Filterschaltung - Google Patents

Description

dadurch gekennzeichnet, daß

e) durch einen zur Veränderung der Anzahl der wirksamen Elektroden (6, 7a, 76, Tc) des Eingangswandlers (4) dienenden Schalter (Si) zugleich die Lastimpedanz (44,45,46) des Verstärkers (21) umschaltbar und

f) durch einen zur Veränderung der Anzahl der wirksamen Elektroden (9, 10a, 106, iOc) des Ausgangswandlers (5) dienenden Schalter (S₂) zugleich die Ausgangsimpedanz (47, 48) des Oberflächenwellenfilters umschaltbar ist.

2. Filterschaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmaie:

a) der Eingangswandler (4) enthält eine gerade Anzahl von mit dem Eingangsanschluß (8) verbundenen Elektroden (7a, 76,7c^und eine ungerade Anzahl von mit dem Bezugspotential verbundenen Elektroden (6);

b) ein Elektrodenpaar (Tb) der geradzahligen Elektroden ist über den Schalter (S\) mit dem Bezugspotentiai vorbindbar,

c) der Ausgangswandler (5) enthält eine gerade Anzahl von mit dem Ausgangsanschluß (11) verbundenen Elektroden (10a, 106, IOc) und eine ungerade Anzahl von mit dem Bezugspotential verbundenen Elektroden (9);

d) ein Elektrodenpaar (106,) der geradzahligen Elektroden ist über den Schalter (S7) mit dem Bezugspotential verbindbar.

3. Filterschaltung nach Anspruch 2, mit einem Verstärker (21), der als Differenzverstärker geschal-

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40 tet ist und zwei Transistoren (42, 43) enthält, deren Emitter über eine Konstantstromquelle (41) mit Bezugspotential verbunden sind, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) der bewegliche Kontakt (a) des zur Veränderung der Anzahl wirksamer Elektroden des Eingangswandlers (4) dienenden Schalters (Si) ist mit dem einen Elektrodenpaar (76) der geradzahligen Elektroden des Eingangswandlers (4) und über einen Widerstand (46) mit dem Kollektor (E₂) des einen Transistors (42) verbunden;

b) der eine feste Kontakt (b) des Schalters φ) ist über den Eingangsanschluß (8) mit den übrigen geradzahligen Elektroden (7a, Tc) des Eingangswandlers (4) und direkt mit dem Kollektor (Ei) des anderen Transistors (43) verbunden;

c) der andere feste Kontakt (c) des Schalters (Si) ist mit Bezugspotential verbunden.

4. Filterschaltung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a)

c)
d)

der bewegliche Kontakt (a) des zur Veränderung der Anzahl wirksamer Elektroden des Ausgangswandlers (5) dienenden Schalters (S₂) ist mit dem einen Elektrodenpatr (106,} der geradzahligen Elektroden des Ausgangswandlers (5) und über einen Widerstand (48) mit Bezugspotentiai verbunden;

der eine feste Kontakt (b) des Schalters (S₂) ist über den Ausgangsanschluß (U) mit den übrigen geradzahligen Elektroden (10a, 1Oc^ des Ausgangswandlers (5) verbunden;
der andere feste Kontakt (c) des Schalters (S₂) ist mit Bezugspotential verbunden;
zwischen dem Ausgangsanschluß (11) und Bezugspotential ist ein Widerstand (47) angeordnet.

Die Erfindung betrifft eine Filterschaltung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine Filterschaltung dieser Art ist aus der US-PS 31 116 bekannt. Hierbei sind auf der Seite des Eingangswandlers eine Anzahl von Schaltern vorgesehen, durch die sich die Anzahl der wirksamen Elektroden und damit die Bandbreite des Filters ändern läßt.

Zum Stand der Technik gehört ferner ein programmierbares Oberflächenwellenfilter (IEEE-Transactions on Microwave Theory and Techniques, April 1973, S. 279—287) mit einer Anpassungsschaltung, bestehend aus einem Verstärker und einem Anpassungsnetzwerk, die der jeweiligen Änderung der Einfügungsdämpfung sowie den dabei auftretenden Impedanz-Anpassungsschwierigkeiten entgegenwirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine FiI-terschaltung der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art so auszubilden, daß die bei einer Umschaltung der Bandbreite des Filters auftretende Änderung der Einfügungsdämpfung kompensiert wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Filterschaltung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale im Anspruch 1 gelöst.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Darstellung eines Oberflächen wellenfilters ;

F i g. 2A und 2B Schemadarstellungen des erfindungsgemäßen Oberflächenwellenfilters;

F i g. 3 ein Diagramm zur Ei läuterung der Funktion;

F i g. 4 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Filterschaltung.

Das in Fig. ί dargestellte akustische Oberflächenwellenfilter enthält einen piezoelektrischen Körper 1, auf dem kammartig ausgebildete Elektroden 3a, 36 angeordnet sind. Bei Anlegen einer Wechselspannungsquelle la entsteht eine akustische Oberflächenwelle.

Das in F i g. 2A dargestellte erfindungsgemäße akustische Oberflächenwellenfilter enthält einen Eingangswandler 4 und einen Ausgangswandler 5, die auf einem piezoelektrischen Körper mit kammartig ineinandergreifenden Elektroden vorgesehen sind.

Der Eingangswandler 4 enthält eine ungerade Anzahl von Elektroden 6, die mit einem Bezugspotential (Masse) verbunden sind. Weiterhin gehören zum Eingangswandler 4 eine gerade Anzahl von Elektroden /a, 76, 7c, die in der Schaltung gemäß Fig.2A mit einem Eingangsanschluß 8 verbunden sind.
- Der Ausgangswandler 5 enthält eine ungerade Anzahl von Elektroden 9, die mit Bezugspotential verbunden sind, ferner eine gerade Anzahl von Elektroden 10a, 106,10c, die in der Schaltung gemäß F i g. 2A mit einem Ausgangsanschluß 11 verbunden sind.

Die Bandbreite des Oberflächenwellenfilters wird von der Zahl der Elektroden bestimmt, die den Eingangswandler 4 bzw. den Ausgangswandler 5 bilden. Indem einige der Elektroden 7a, 7b, 7c bzw. 10a, 106,10c mit Bezugspotential verbunden werden, läßt sich die Bandbreite des Filters schmaler machen. Dies ist in F i g. 2B veranschaulicht, in der das Elektrodenpaar 7b des Eingangswandlers 4 und das Elektrodenpaar 106 des Ausgangswandlers 5 mit Bezugspotential verbunden sind.

Der Strahlungsleitwert Go des dargestellten akustischen Oberflächenwellenfilters läßt sich wie folgt ausdrücken:

- A²^₀ Cr

it

wobei Ct die Kapazität des Wandlers darstellt, die proportional der Anzahl A/der Elektroden des Wandlers ist, und k der piezoelektrische Kopplungskoeffizient des piezoelektrischen Körpers.

Aus der Gleichung (1) ist ersichtlich, daß bei einer Verringerung der Elektrodenzahl N (wie im Falle der F i g. 2B) der Strahlungsleitwert Go kleiner wird, was eine Zunahme der Eingangs- und Ausgangsimpedanz des akustischen Oberflächenwellenfilters verursacht.

Allgemein läßt sich die Eingangsimpedanz Z/„ des dargestellten akustischen Oberflächenwellenfilters wie folgt ausdrucken:

Ga+j a* C₇

In der erfindungsgemäßen Filterschaltung gemäß F i g. 4 wird diese sich bei einer Umschaltung der Bandbreite des Filters ergebende Änderung der Einfügungsdämpfung kompensiert.

Die Verstärkerstufe 21 enthält einen Eingang 27 und steuert an ihrem Ausgang ein akustisches Oberflächenwellenfilter 31 an, das den in den F i g. 2A bzw. 2B dargestellten Aufbau besitzt An den Ausgangsanschluß 11 des Filters 31 können sich weitere Verstärkerstufen mit

ίο Filtern anschließen.

Die Verstärkerstufe 21 ist als Differenzverstärker ausgebildet und enthält Transistoren 42,43, deren Emitter über eine Konstantstromquelle 41 mit Bezugspotential (Masse) verbunden sind. Die Basis des Transistors 42 ist über einen Kondensator 49 mit dem Eingang 27 und über einen Widerstand 50 mit Masse verbunden. Die Basis des Transistors 43 liegt über einen Widerstand 51 und einen Kondensator 52 an Masse. Der Kollektor Ei des Transistors 43 ist über einen Widerstand 45 und der Kollektor £".- des Transistors 42 über einen Widerstand 44 mit einem SpannungsquellenanscL Uä + Vcc verbunden.

Vom Kollektor Ei führt ein Widerstand 46 zum beweglichen Kontakt a eines Schalters Si, der zugleich mit dem Elektrodenpaar 76 des Eingangswandlers 4 verbunden 'et Ein fester Kontakt 6 des Schalters Si ist einerseits mit dem Kollektor E\ des Transistors 43 und andererseits mit dem Eingangsanschluß 8 des Eingangswandlers 4 verbunden. Dieser Eingangsanschluß 8 ist mit den übrigen geradzahligen Elektroden 7a, 7c des Eingangswandlers 4 verbunden.

Auf der Ausgangsseite des Filters 31 sind die Elektroden 106des Ausgangswandlers5 über einen Widerstand 48 mit Bezugspotential verbunden und außerdem mit dem beweglichen Kontakt 2 eines Schalters S2, dessen fester Kontakt 6 über den Ausgangsanschluß 11 mit den Elektroden 10a, 10c des Ausgangswandlers 5 in Verbindung steht Der zweite feste Kontakt c des Schalters Si liegt an Masse. Zwischen dem Ausgangsanschluß Ii und Masse ist weiterhin ein Widerstand 47 vorgesehen.

Nehmen die Schalter Si und S2 die in der Zeichnung dargestellte Schaltstellung ein, so hat das Filter 31 die in F i g. 2A dargestellte Form. Werden die Schalter Si und S2 umgeschaltet (so daß der bewegliche Kontakt a mit dem festen Kontakt c in Verbindung steht), so besitzt das Filter die Form gemäß Fig.2B und damit eine schmale Bandbreite.

Mit dieser Umschaltung der Schalter Si und S2 wird zugleich die Lastimpedanz (gebildet von den Widerständen 44, 45, 46) der Verstärkerstufe 21 bzw. die Ausgangsimpedanz (gebildet von den Widerständen 47,48) des Oberflächenwellenfilters 31 geändert. Auf diese Weise wird die sich bei einer Umschaltung der Bandbreite .les- Filters ergebende Änderung der Einfügungsdämpfung kompensiert.

Fig. 3 veranschaulicht in Kurve 12 die Frequenzkennlinie des Filters gemäß F i g. 2A und in Kurve 13 die Frequenzkennlinie der Filters gemäß F i g. 2B. Wie hieraus hervorgeht, nimmt die Einfügungsdämpfung des Filters zu. wenn seine Bandbreite schmaler gemacht wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:
   1. Filterschaltung, enthaltend

   a) ein akustisches Oberflächenwellenfilter mit

   ai) einem Eingangswandler (4), der einen ersten Satz kammartig ineinandergreifender Elektroden (6, 7a, 76, Tc) enthält, die auf einem ersten Teil eines piezoelektrischen Körpers (1) angeordnet und mit einem Eingangsanschluß (8) bzw. mit Bezugspotential verbunden sind,

   82) einem Ausgangswandler (5), der einen zweiten Satz kammartig ineinandergreifender Elektroden (9,10a, 106,1Oc^ enthält, die auf einem zweiten Teil des piezoelektrischen Körpers (1) mit Abstand von den Elektroden (6, 7a, 76, Tc) des Eingangswandlers (4) angeordnet und mit einem AuögangsanschluB (11) bzw. mit Bezugspoteniiai verbunden sind,

   b) einen mit dem Eingangsanschluß (8) des Oberflächenwellenfilters verbundenen Verstärker (21) mit einer Lastimpedanz (44,45,46),

   c) eine mit dem Ausgangsanschluß (11) des Oberflächenwellenfilters verbundene Ausgangsimpedanz (47,48),

   d) Schalter (S,, S₂), durch die zwecks Veränderung der Bandbreite des Oberflächenwellenfilters die Anzahl der wirksamen Elektroden veränderbar ist,