DE2613990A1 - Abstimmbares bandfilter mit regelbarer unterdrueckung - Google Patents

Description

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PHN 7983 2613990

29. März 1976

Abstimmbar·es Bandfilter mit regelbarer Unterdrückung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bandfilter vom tiberbrückten T-Typ mit einer Koppelspule mit einem Mittelabgriff, der über eine Querimpedanz mit Erde verbunden ist, und mit einem Abstimmkreis, von dem eine Kreisspule auf veränderbare Weise mit der Koppelspule induktiv gekoppelt ist.

Derartige Bandfilter werden beispielsweise als Sperrfi.ltei· in einer Gesreiuschaftsantennenanlage zum Unterdrücken eines störenden FM— oder Fernsehkaaials verwendet. Damit das Filter universell verwendbar ist, muss es auf jede Frequenz in beispielsweise dem ganzen FM—Band abstimmbar sein. Für eine maximale Unterdrückung der

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£;cwÜ.iilLeii iToquenz IsL es not wendig, dass bei jeder Abstimmung ein zugehörender optimaler Wert der Kopplung zwischen der Kreisspule und der Koppelspule eingestellt wird. Die Änderung dieser Kopplung führt jedoch dazu, dass die Induktivität der Kreis spule und folglich die gewählte Abstimmung verläuft. Die Abstimmung muss dann wieder xiachgeregelt werden und der Regelvorgang wird mühsam und beansprucht viel Zeit.

Die Erfindung bezweckt nun, ein Bandfilter für die FM- und Fernsehbänder zu schaffen, bei dem die Kopplung zwischei der Kreisspule und der Koppelspule geändert werden kann, ohne dass die Abstimmung des Filters dadurch wesentlich beeinträchtigt wird. Dazu weist das erflndungsgemässe Bandfilter das Kennzeichen auf, dass die Kreisspule aus einer Leiterschleife und die Koppelspule aus einer an einer Seite in geringem Abstand der Kreisspule gegenüber angeordneten Leiterschleife bestehen, während weiter eine zu einem Ausgleichskreis gehörende, ebenfalls mit der Kreisspule induktiv gekoppelte Ausgleich ~spule vorhanden ist, die aus einer an der anderen Seite in etwa gleichem Abstand gegenüber der Kreisspule angeordneten Leiterschleife besteht, wobei durch einen Antriebsmechanismus die Koppel— spule und die Ausgleichsspule gleichzeitig gegenüber der Kreisspule in derselben Richtung derart bewegbar sind, dass eine Zunahme der Kopplung zwischen der Koppelspule und der Kreisspule mit einer Abnahme der Kopplung zwischen der Ausgleichsspule und der Kreisspule und umgekehrt einhergeht.

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Ei? sei bemei·!-:';. dass es mir. do ν r=i.fsclorj_"ii— dischen Patentschrift 65.^91 bekannt ist, bei einem mit einem Antennenkreis eines Rundfunkempfängers induktiv gekoppelten Schwingungskreis auftretende Änderungen in der Abstimmung infolge von Änderungen in der Kopplung mittels einer mit beilegenden Ausgleichsspule auszugleichen. Bei dieser Anordnung bestehen die Spulen aus Draht, der auf Spulenkörpern gewickelt ist, wobei die Koppelspule und die Ausgleichsspule im Spulenkörper der Abstimmspule verschiebbar angeordnet sind. Eine derartige Konstruktion eignet sich selbstverständlich nicht zur Verwendung bei Frequenzen über einigen MHz, also nicht für FM- und Ferns ehbander.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist

in der Zei.chnung -dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schaltungsanordnung eines erfmdungsgemässen Bandfilters,

Fig. 2 ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise des Filters nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht einer praktischen Ausführungsform mit zwei Filtern nach der Erfindung in einem Gehäuse,

Fig. h einen Schnitt gemäss der Linie IV-IV

in Fig. 3.

Das in Fig. 1 in Form einer Schaltung

dargestellte Bandfilter vom überbrückten T-Typ weist eine erste Eingangsklemme 1 auf, die unmittelbar mit einer

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ersten Ausgaügokiemmö 3 verbunden 1st, und eine zweite Eingangsklemme 5» die über eine Koppelspule 7 mit einer zweiten Ausgangsklemme 9 verbunden ist. Die Koppelspule ist mit einem Mittelabgriff 11 versehen, der mit einer Querimpedanz 13 verbunden ist, die andererseits mit den Klemmen 1, 3 verbunden ist. Die Koppelspule 7 ist mit einer Kreisspule 15 induktiv gekoppelt (veränderlicher Koppelfaktor kl), welche Spule zusammen mit einem veränderbaren Kondensator 17 einen Abstimmkreis bildet. Die Kreisspule 15 ist weiter mit einer Ausgleichsspule 19 induktiv gekoppelt (veränderlicher Koppelfaktor k2), welche Spule einen Teil eines Ausgleichskreises bildet, der in diesem Beispiel auf einfache Weise dadurch gebildet ist, dass die Enden der Ausgleichsspule miteinander verbunden sind.

Die Wirkungsweise der in Fig. 1 dargestellten Schaltungsanordnung wird an Hand von Fig. 2 näher erläutert, die einige Durchlasskennlinien aufweist. Darin ist horizontal die Frequenz f und vertikal die Dämpfung A, die ein Mass für das Verhältnis zwischen den Ausgangs- und Eingangsspannungen ist, aufgetragen.

Wenn das Filter¹ mittels des Kondensators

auf eine zu sperrende Frequenz f_Q abgestimmt wird, entsteht eine Durchlasskennlinie, wie diese durch die Kui've 21 (ausgezogene Linie) dargestellt ist. Wie ersichtlich, weist die Durchlasskennlinie ein verhältnismässig flaches Minimum mit einer Dämpfung A₁ bei dear Frequenz f auf. Diese Dämpfung wird auch durch den zufälligen Wert des Koppelfaktoi"s k₁ bestimmt. Dadurch, dass für k₁ ein optimaler

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"Viert frni^fiVil-fc wird, kann die. V-.χ-Λ χ.?.·:·, dor Κ·:π··1.3ΤίίΓ; auf eiiiOü optimal niedrigen Pegel gebracht werden, wobei die Spitze viel schärfer wird. Wenn die Ausgleichspule 19 nicht vorhanden wäre, wurde bei Änderung von k₁, wie obenstehend bereits erläutert wurde, die Abstimmung verlaufen. Die Durchlasskonnlinie (Kurve 23» strichpunktierte Linie) würde dann ein Minimum mit einer viel grösseren Dämpfung Ap aufweisen, jedoch bei einer Freqxienz f^. Durch diese Verschiebung der Sperrfrequenz kann es passleren, dass die Dämpfung A„ bei der gewünschten Frequenz f sogar geringer wird als die ursprüngliche Dämpfung A₁. Die Ausgleichsspule 19 sorgt nun dafür, dass bei Änderxmg des Koppelfaktors k1 die Abstimmung des Abstimmkreises sich nahezu nicht ändert. Dazu wird der Koppelfaktor k2 gleichzeitig mit dem Koppelfaktor k1 geändert und zwar in entgegengesetztem Sinne: wenn ld grosser wird, wird k2 kleiner und umgekehrt. Bei richtiger Bemessung entsteht dann aus der Kennlinie 21 oder weiteres die Kennlinie 25 (gestrichelt), die ein scharfes Minimum mit einer grossen Dämpfung A_? aufweist, und ,zwar bei der gewünschten Frequenz f _f .

Die praktische Ausbildung des Bandfilters nach der Erfindung ist in Fig. 3 und Fig. h dargestellt.

Fig. 3 zeigt in Draufsicht den unteren Teil

elijcs Me Lallgeh'iuscs 27, in dem zwei Bandfilter angeordnet sind. Diese können zusammen auf einem Kanal für eine grosse Unterdrückung eines starken Signals oder einzeln zur Unterdrückung zweier verschiedener Signale verwendet werden.

Die jeweiligen Einzelteile jedes Filters

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s-iiiO riiä.x* ciiicKi Block 29 aus einem geeignc Lea Ku-iöLrlviT, beispielsweise Polytetrafluorätliylen, befestigt. Drizu gehurt die Kreisspule 15» die die Form eines zu einer Schleife gebogenen Metallbandes hat (beispielsweise versilbertes Kxrpferband) , welche Schleife mit Schrauben 31 ^am Block 29 befestigt ist. Um zu vermeiden, dass die Gegenwart eines geerdeten Gegenstandes, wie die Hand, die das Filter abregelt, die Abstimmung beeinflussen könnte, ist die Kreisspule über einen Streifen 32 mit dem Gehäuse 27 elektrisch verbunden. Die Aufgabe des Abstimmkoridensators 17 wird durch zwei an sich bekannte Abgleichkondensatoren 33 erfüllt. 1v^rie aus Flg. 3 ersichtlich, fixieren diese Kondensatoren zugleich die Enden 35 der Kreisspule 15 in einer bestimmten Lage zueinander. Sie haben also ausser einer elektrischen auch eine mechanische Funktion.

Die Koppelspule 7 (in Fig. 3 nicht sichtbar) besteht ebenfalls aus einem zu einer Schleife gebogenen Metallband (vorzugsweise aus demselben Material wie die Kreisspule 15)· In der Mitte dex- Schleife befindet sich ein U-förmiger Bügel 37» der als Mutter füx- eine Einstellschraube 39 wirksam ist. Der Mittelabgriff 11 wird durch einen bandförmigen Leiter gebildet, der am Bügel 37 i

befestigt ist. Auf die Koppelsjjule 7 wird durch eine (in ; der Zeichnung nicht sichtbare) Feder eine aufwärts

i gerichtete Kraft ausgeübt, so dass die Einstellschraube 39 ί gegen eine runde Runststoffscheibe 41 gedrückt wird. Die Scheibe kl bildet einen Teil eines Antriebsmechanismus, der

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weiter eine Achse 43 umfasst, die im Block 29 gelager-t und exzentrisch in der Scheibe 41 angeordnet ist, wie aus Fig. 3 deutlich hervorgeht. Durch Drehung der Achse 43 kann man die Mitte der Koppelspule 7 hin- und herbewegen und auf diese Weise den Koppelfaktor k1 zwischen dieser Spule und der Kreisspule 15 grosser bzw«, kleiner machen. Die Einstellschraube 39 dient dazu, den Abstand zwischen den beiden Spulen vorher derart einzustellen, dass bei jeder Freqiienz, auf die das Filter abgestimmt werden kann, ein optimaler Wert des Koppelfaktors k1 mit dem Antriebsmechanismus 41, 43 eingestellt werden kann. Die Querimpedanz 13, mit der der Mittelabgriff 11 verbunden ist, wird durch eine Parallelschaltung eines Kondensators 45 und eines Widerstandes 47 gebildet, der mit einer Lötverbindung 49 an Erde befestigt ist.

Die Ausgleichspule 19 besteht aus einem

zu einer Schleife gebogenen federnden Metalldraht, beispielsweise aus versilberter Phosphorbronze, die mit Schrauben 51 auf dem Block 29 befestigt ist. Durch die Federeigenschaften wird die Mitte dieser Spule ebenfalls gegen die Scheibe 41 gedrückt, jedoch an der der Koppelspule 7 diametral gegenüberliegenden Seite, so dass eine Bewegung der Koppelspule· in Richtung der Kreisspule 15 (Vergrösserung von kl) mit einer Bewegung der Ausgleichsspule weg von der Kreisspule (Verringerung von k2) und umgekehrt einhergeht.

Es kanh erwünscht sein, nach optimaler Ein-

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stellung des Koppelfaktors k1 nocli eine Feinregelung der abgestimmten Frequenz f~ durchzuführen. Dazxi ist im Feld der· Kreisspule 15 eine Metallplatte 53 vorgesehen, die mittels einer im Block 29 gelagerten Achse 35 verdrehbar ist, was zu einer geringen Änderung der Induktivität der Kreisspule ftllirt.

Selbstverständlich sind Abweichungen von

der obengenannten Konstruktion im Rahmen der Erfindung möglich. So kann beispielsweise statt des beschriebenen Antriebsmechanismus eine senkrechte Kunststoffschraube verwendet werden und zwar an der Stelle der Mitten der Koppelspule 7 und der Ausgleichspule 19· Diese Mitten können dann mit Kunststoffmuttern versehen werden, die in Zusammenwirken mit der Schraube einen Schrauben- und Mutterantrieb bilden.

Auch ist es möglich, die Koppelspule 7 und

die Ausgleichspule 19 fest anzuordnen und^_die Kreisspule 15 zwischen diesen beiden Spulen hin- und her beweglich zu machen.

In der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform sind die beiden Bandfilter durch eine Verbindung 57 in Reihe geschaltet. Eingang und Ausgang des auf diese Weise zusammengestellten Filters werden durch koaxiale Anschlussbuchsen 39 bzw. 61 gebildet.

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Claims (2)

1. PATiONTANSPIiTJCUE:

   1 . J Bandfilter vom überbrückten T-Typ mit

   einer Koppelspule mit einem Mittelabgrifif, der über eine Qu er impedanz mit IDr de "verbunden ist und mit einem Abstimmkreis, von dem eine Kreisspule auf veränderbare Weise mit der Koppelspule induktiv gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kreisspule (15) ^au-s einer Leiterschleife und die Koppelspule (7) aus einer an einer Seite in geringem Abstand der Kreisspule (I5) gegenüber angeordneten Leiterschleife bestehen, während weiter eine zu einem Ausgleichskreis gehörende, ebenfalls mit der Kreisspulc (I5) induktiv gekoppelte Ausgleichsspule (19) vorhanden ist, die aus einer an der anderen Seite in etwa gleichem Abstand gegenüber der Kreisspule (15) angeordneten Leiterschleife besteht, wobei durch einen Antriebsmechanismus. (41, 43) die Koppelspule (7) und die Ausgleichsspule (19) gleichzeitig in derselben Richtung gegenüber der Kreisspule (I5) derart bewegbar si" , dass eine Zunahme der Kopplung (kl) zwischen der Koppelspule (7) und der Kreisspule (I5) mit einer Abnahme der Kopplung (k2) zwischen der Ausgleichsspule (19) und der Kreisspule (15) und umgekehrt einhergeht.
2. 2. Bandfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmechanismus (^·1> ^3) eine mit der Koxjpclspule (7) und der Ausgleichsspule (19) zusammenarbeitende, mit einer exzentrisch angeordneten Antriebsachse (^3) versehene kreisrunde Scheibe (4i) enthält, wobei die Antriebsachse (^3) in einem Block (29), der zugleich die Kreisspule (I5) trägt, gelagert ist.

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