DE2656931B2 - Ausgangsfilter für zusammenschaltbare Hochfrequenzgeräte - Google Patents
Ausgangsfilter für zusammenschaltbare HochfrequenzgeräteInfo
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
- H03H7/46—Networks for connecting several sources or loads, working on different frequencies or frequency bands, to a common load or source
- H03H7/461—Networks for connecting several sources or loads, working on different frequencies or frequency bands, to a common load or source particularly adapted for use in common antenna systems
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- Input Circuits Of Receivers And Coupling Of Receivers And Audio Equipment (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Description
VHF-Geräte nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sind aus der Praxis bekannt und werden z. B. in großem
Umfang als passive (z. B. Weichen) oder aktive (z. B. Verstärker) Bausteine in Gemeinschaftsantennenanlagen
eingesetzt, wo sie in der Regel an eine gemeinsame Sammelleitung angeschlossen sind. Die Koppeldämpfung
zwischen den Ausgängen derart zusammengeschalteter HF-Geräte muß einen hohen Wert aufweisen,
damit die am Ausgang der HF-Geräte zur Verfügung stehende HF-Energie nicht in die anderen Geräte
gelangt, sondern möglichst vollständig über die Sammelleitung zu den Verbrauchern. Die Belastung der
einzelnen HF-Geräte durch die hinzugeschalteten soll also gering sein. Dieses Ziel ist nur dadurch erreichbar,
daß die Ausgangsschaltung jedes HF-Gerätes im Betriebsfrequenzbereich der anderen HF-Geräte einen
hohen Widerstand aufweist. Zu diesem Zweck werden Hochfrequenzgeräte der genannten Art mit Ausgangsfiltern
versehen, bei denen man bemüht ist, eine große Flankensteilheit der Durchlaßkurve und einen möglichst
hohen Widerstand für alle Frequenzen außerhalb des Betriebsfrequenzbereiches zu erzielen.
Grundsätzlich kommen hierfür Hoch- und Tiefpässe, sowie Bandfilter in T- bzw. jr-Schaltung in Betracht. Die
beiden erstgenannten Ausführungen scheiden aus, weil sie nicht universell verwendbar, sondern nur mit
HF-Geräten in bestimmten Frequenzbereichen zusammenschaltbar sind. Aber auch Kanalbandpässe in
T-Schaltung sind für den genannten Zweck wenig geeignet, weil sie verhältnismäßig schlechte Selektionseigenschaften aufweisen und vor allem die Realisierung
ihrer Bauteile äußerst schwierig ist, insbesondere wenn die Filter durchstimmbar sein sollen, weil die Kapazitäten
im Längszweig bzw. die Induktivitäten im Querzweig sehr kleine Werte aufweisen müssen.
Außerdem treten wegen der benötigten großen Induktivitäten im Längszweig, die mit Rücksicht auf
praktisch vertretbare Abmessungen nur mit »gebackenen« Kupferlackspulen hoher Windungszahl erreichbar
sind, im UHF-Bereich Resonanzen und damit Pegeleinbrüche bis zu 3 dB in einem dort benutzten Kanal auf.
In der Praxis finden daher vielfach jr-Glieder mit
kapazitiver Auskopplung Verwendung, bei denen keine UHF-Resonanzen auftreten und die mit normalen
Bauelementen verhältnismäßig einfach realisierbar sind. Allerdings sind damit die gewünschten geringen
Belastungen nur der Geräte mit tieferem Betriebsfrequenzbereich durch solche mit höherem (typisch 0,5 dB),
sowie der Geräte im gleichen Freuqenzbereich (z. B. VHF-Bereich III) untereinander (typisch 0,5 dB im
Übernachbarkanal) erreichbar. Die Belastung von Geräten in höherem Frequenzbereichen, insbesondere
in den UHF-Bereichen ist jedoch mit typisch ca. 2 dB pro belastendes VHF-Gerät für den praktischen Einsatz
zu groß.
Zur Vermeidung dieses Nachteiles ist es denkbar, die Koppelkapazität am Ausgang des ^-Gliedes durch eine
entsprechende Induktivität gemäß F i g. 1 zu einem Serienresonanzkreis zu ergänzen, dessen Resonanzfrequenz
im Betriebskanal liegt. Bei einer derartigen Schaltung ist durch die transformierende Eigenschaft
des oberhalb der Resonanzfrequenz als Induktivität wirkenden Serienresonanzkreises die Belastung von
damit zusimmengeschalteten UHF-Geräten auf etwa 1 dB je belastendes VHF-Gerät reduziert. Dafür ist
jedoch die Belastung für Geräte im gleichen Frequenzbereich auf ca. 2 dB im Übernachbarkanal angewachsen.
Dieser Wert ist für viele Anwendungsfälle zu hoch; er bedeutet, daß ζ. B. in Gemeinschaftsanlagen mit
maximaler Bestückung des VH F-Bereiches (einmal
JO LMK, einmal UKW, einmal Bereich 1, viermal Bereich III) für das Gerät mit der höchsten Kanalziffjr im
Bereich III eine Belastung von ca. 8 dB auftriti, dem
Verbraucher also nur noch etwa 15% der Verstärkerausgangsleistung zur Verfügung steht. Eine Abhilfe
dagegen wäre nur durch Einsatz größerer und damit teuerer Verstärker möglich. Außerdem ist ein derartiges
Ausgangsfilter aus folgenden Gründen nur sehr schwer zu realisieren: Die Resonanzimpedunz des jr-Gliedes
beträgt etwa 1 kOhm, der Anschlußwiderstand im Normalfall 75 Ohm. Nachdem die Blindwiderstände im
Betriebskanal verschwinden, muß der Verlustwiderstand des Serienkreises für Anpassung sehr hoch sein.
Dies ist nur erreichbar durch eine sehr große Induktivität, wodurch notwendigerweise die Kapazität
sehr klein wird (etwa 0,1 pF). Die Realisierung derartiger Bauteile ist nur mit sehr großem Aufwand
erreichbar. Überdies führt die große Windungszahl der Spule und damit die hohe Windungskapazität zu den
bereits beschriebenen störenden Resonanzen im UHF-Bereich. Zur Verbesserung dieses äußerst ungünstigen
LC-Verhältnisses hat man bei aus der Praxis bekannten VHF-Geräten der genannten Art den Serienresonanzkreis
nicht am Kopf des π-Gliedes angeschlossen, sondern an einem Anzapfpunkt der Spule des
Vi zugeordneten Parallelresonanzkreises, an dem die
Impedanz nur etwas größer ist als die Anschlußimpedanz des gesamten Filters. Dadurch ist die Realisierbarkeit
der Schaltung erheblich günstiger geworden, weil die Serienkreiskapazität nunmehr etwa 0,5 pF betragen
W) kann. Die Spule ist dagegen nur relativ geringfügig
kleiner dimensionierbar, so daß die Verluste und damit die Durchgangsdämpfung nach wie vor verhältnismäßig
groß und Pegeleinbrüche durch Eigenresonanzen im UHF-Bereich zwar mit geringerer Amplitude auftreten,
aber nicht vermieden sind. Außerdem ist der Anschluß des Serienresonanzkreises am Anzapfpunkt äußerst
kritisch, da schon geringste Abweichungen vom optimalen Ort zu starken Verschlechtcruneen der
Anpassung führen. Sie stellt einen wesentlichen Nachteil für die Serienfertigung dar.
Überdies sind die Werte für die Belastung zugeschalteter Geräte denen der vorbeschriebenen Schaltung
gleich. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, VHF-Geräte nach dem Oberbegriff ties Anspruches 1
zu schaffen, bei denen unter Vermeidung der beschriebenen Nachteile auf möglichst einfache und kostensparende
Weise eine möglichst geringe Belastung der zugeschalteten Hochfrequenzgeräte unabhängig von
deren Betriebsfrequenzbereich erreicht ist
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß durch entsprechende Bemessung der Bauteile des
Serienresonanzkreises dessen Resonanzfrequenz zwischen dem höchsten verwendeten VHF-Kanal und dem
niedrigsten benutzten UHF-Kanal liegt Dadurch wirkt der Serienresonanzkreis im VHF-Betriebskanal als
Kapazität welche bei richtiger Dimensionierung (Blindwiderstand ca. 900 Ohm) die Impedanz des ^-Gliedes
(etwas 1 kOhm) auf die Anschlußimpedanz (75 Ohm) transformiert. Die dafür nötigen Werte der Bauteile des
Serienresonanzkreises (C= 1 pF, L« 150 nH) sind ohne
weiteres realisierbar, wobei der Verlustwiderstand verhältnismäßig klein ist, so daß bei guter Anpassung
eine geringe Durchgangsdämpfung erreicht ist. Vor allem aber bewirkt die erfindungsgemäße Maßnahme
eine entscheidende Verringerung der gegenseitigen Belastung zusammengeschalteter Hochfrequenzgeräte,
und zwar unabhängig von deren Betriebsfrequenzbereich. Dies ist darauf zurückzuführen, daß für cue
Übernachbarkanäle im VHF-Bereich das π-Glied niederohmig ist, so daß der Anschlußimpedanz im
wesentlichen der Blindwiderstand des Serienkreiskondensators parallel geschaltet ist und im UHF-Bereich
der Serienresonanzkreis als Induktivität wirkt, deren
Blindwiderstand bereits am Bereichsanfang relativ hoch ist und proportional zur Frequenz ansteigt. Dadurch
geht die Belastung je VHF-Gerät auf Werte unterhalb der Meßbarkeitsgrenze (o,l— 0,2 dB) zurück und beträgt
selbst bei vier zusammengeschalteten VHF-Verstärkern entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach
Fig. 2 nur etwa 0,5 dB in allen benutzten Kanälen des
VHF- und UHF-Bereichs. Es ist also nicht nur eine in allen Frequenzbereichen gleichmäßig geringe Belastung
erreicht, sondern darüber hinaus auch noch eine Verbesserung gegenüber dem bisher günstigsten Wert
bei einem belastenden VHF-Gerät (etwa 0,5 dB).
Außerdem ist die Serienkreisinduktivität so klein, daß keine Eigenresonanzen im UHF-Bereich und damit
Pegeleinbrüche bei UHF-Geräten entstehen. Schließlieh kann der Serienresonanzkreis auf Grund seines
günstigen LC-Verhältnisses ohne weiteres am Kopf des π-Gliedes, d. h. direkt an dessen KoppelKapazität
angeschlossen werden, wobei die Lage des Anschlusses völlig unkritisch ist, so daß das Filter auch für die
Serienfertigung bestens geeignet ist.
Durch die erfindungsgemäße Maßnahme steht also eine elegante und überraschend einfache Lösung des
geschilderten, seit Jahren bestehenden Problems ohne die geringste Verteuerung gegenüber dem Stand der
Technik zur Verfugung. Damit ist der Anmeldungsgegenstand auch von bedeutender wirtschaftlicher Tragweite,
weil — besonders bei großen Gemeinschaftsantennenanlagen — mindestens die Verwendung kostengünstigerer
Verstärker, wenn nicht gar deren Einsparung ermöglicht ist.
Fine Lösung nach Anspruch 2 bietet den Vorteil, daß die VHF-Geräte unahhäneie davon, mit welrhpn
Geräten sie später zusammengeschaltet werden, hergestellt werden können. Dies bedeutet eine wesentliche
Vereinfachung und Verbilligung in Fertigung, Prüfung und Lagerhaltung.
Bei VHF-Geräten nach Anspruch 3 ist ein zusätzlicher
Vorteil erreicht, der besonders im Hinblick auf die am 1.7.78 in Kraft tretenden Vorschriften bezüglich der
Fremdsignal-Störfestigkeit gemäß Verfügung Nr. 173/76 der Deutschen Bundespost bedeutsam ist.
Störsignale, deren Frequenzen außerhalb der Rundfunkfrequenzbereiche liegen (Fremdsignale), z.B. im
432 MHz — Band der Funkamateure, können z. B. durch Direkteinstrahlung oder auch mit der entsprechenden
Dämpfung über die Antennen und die nachgeschalteten Hochfrequenzgeräte auf die Sammelleitung und von
dort auf einen nachfolgenden Bereichsverstärker gelangen, bei dem dann unter Umständen der
vorgeschriebene Störabstand nicht mehr eingehalten ist. Ein nach Anspruch 3 auf die Frequenz des Störsignals
abgestimmter Serienresonanzkreis stellt jedoch für das Störsignal einen kleinen Widerstand dar, der parallel
zum Eingang des Bereichsverstärkers liegt und den Anteil des in diesen gelangenden Störsignals wesentlich
dämpft.
Diese Störsignalunterdrückung ist durch eine Ausgestaltung nach Anspruch 4 noch verbessert, weil der dem
Eingangswiderstand des Bereichsverstärkers parallel liegende Widerstand noch kleiner ist.
Die F i g. 2 und 3 zeigen ein Anwendungsbeispiel für die erfindungsgemäßen VHF-Verstärker und deren
Auswirkung auf die Ausgangspegel der zusammengeschalteten Verstärker. Dabei ist F i g. 2 die Prinzipdarstellung
einer Gemeinschafts-Antennenanlage ohne das Verteilernetz, mit vier VHF- und einem UHF-Verstärker.
In Fig.3 sind in vergleichender Weise die Durchlaßkurven der einzelnen Verstärker gezeigt und
zwar bei Einzelbetrieb (Kurve I) und bei Zusammenschaltung gemäß Fig. 2 (Kurven 11 und III). Die im
VHF-Bereich III von der Antenne 1 empfangenen Signale in den Kanälen 5, 7, 9 und 11 werden in einer
Frequenzweiche 2 getrennt und jeweils einem VHF-Kanalverstärker 3 zugeführt. Das im UHF-Bereich IV von
der Antenne 4 empfangene Signal im Kanal 35 gelangt direkt zum UHF-Kanalverstärker 5. Die Ausgänge aller
Verstärker 3, 5 sind an einer gemeinsamen Sammelleitung 6 angeschlossen, die am einen Ende durch einen
Widerstand 7 reflexionsfrei abgeschlossen ist und am anderen Ende einen Anschlußpunkt 8 aufweist, an den
das Verteilernetz der Gemeinschafts-Antennenanlage entweder direkt oder z. B. auch über einen Bereichs-Nachverstärker
angeschlossen wird. Die Betriebsspannungsversorgung der Verstärker erfolgt aus dem
Speisegerät 9 über die Leitung 10. Dieser Aufbau ist beispielhaft ausgewählt und könnte auch beliebig anders
ausgeführt sein, insbesondere könnten noch mehr UHF-Verstärker und Geräte für die Frequenzbereiche
LMKU benutzt sein.
Der Übersichtlichkeit halber ist bei Fig.3 angenommen,
daß die Ausgangspegel aller Verstärker für sich alleine betrieben gleich sind (auf 0 dB normiert). Beim
Zusammenschalten nach F i g. 2 ergeben sich bei den VHF-Verstärkern mit bekannten Ausgangsfiltern, bei
denen die Resonanzfrequenz des Serienresonanzkreises im jeweiligen Betriebskanal liegt, die Kurven II. Sie
zeigen, daß die Verstärker für Kanal 7, 9, 11 und 35 den Verstärker für den Kanal 5 nur minimal belasten, der
Pegel bei den Verstärkern höherer Kanäle jedoch umso Marker sinkt ie mehr VprstärWpr nipHcrpr Kanüc mit
ihm zusammengeschaltet sind.
Werden jedoch Ausgangsfilter nach der Erfindung verwendet, so ergeben sich die Kurven III, wonach in
allen belegten Kanälen die außerordentlich geringe Belastung von nur etwa 0,5 dB auftritt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. VHF-Gerät zum ausgangsseitigen Zusammenschalten mit anderen VHF- und/oder UHF-Geräten,
mit in π-Schaltung aufgebautem Ausgangsfilter, dem
ein Serienresonanzkreis nachgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß durch entsprechende
Bemessung des Serienresonanzkreises dessen Resonanzfrequenz zwischen den im VHF-Bereich
höchsten und im UH F-Bereich niedrigsten benutzten Kanal liegt
2. VHF-Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonanzfrequenz des Serienresonanzkreises
zwischen dem VHF-Bereich III und dem UHF-Berich IV, also zwischen 300 und 470 MHz liegt
3. VHF-Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß die Resonanzfrequenz des Serienresonanzkreises
mit der Frequenz eines bekannten Störsignals übereinstimmt.
4. VHF-Gerät nach Anspruch 1 —3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blindwiderstände des
Serienresonanzkreises verlustarm aufgebaut sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19762656931 DE2656931C3 (de) | 1976-12-16 | 1976-12-16 | Ausgangsfilter für zusammenschaltbare Hochfrequenzgeräte |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19762656931 DE2656931C3 (de) | 1976-12-16 | 1976-12-16 | Ausgangsfilter für zusammenschaltbare Hochfrequenzgeräte |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2656931A1 DE2656931A1 (de) | 1978-06-29 |
DE2656931B2 true DE2656931B2 (de) | 1980-02-28 |
DE2656931C3 DE2656931C3 (de) | 1980-10-16 |
Family
ID=5995645
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19762656931 Expired DE2656931C3 (de) | 1976-12-16 | 1976-12-16 | Ausgangsfilter für zusammenschaltbare Hochfrequenzgeräte |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2656931C3 (de) |
-
1976
- 1976-12-16 DE DE19762656931 patent/DE2656931C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2656931C3 (de) | 1980-10-16 |
DE2656931A1 (de) | 1978-06-29 |
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Legal Events
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---|---|---|---|
OD | Request for examination | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |