DE2738404A1

DE2738404A1 - Bandstop filter with two or more quartz crystals - is designed to permit filter to cover several stop bands

Info

Publication number: DE2738404A1
Application number: DE19772738404
Authority: DE
Inventors: Erwin Dipl Ing Buecherl; Helmut Dr Matthes
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-08-25
Filing date: 1977-08-25
Publication date: 1979-03-01

Abstract

The bandstop filter allows two or more quartz crystals(Q1, Q2) to be incorporated thereby permitting the filter to be used for several stop bands. The two crystals are connected into a crossed circuit whose diagonals contain reactances that are roughly the reciprocal of the resistance in the pass-bands. The two or more stop bands are attained by choosing the diagonal reactances such that they have a phase condition that is roughly an odd integral multiple of 90 deg. at the given stop frequencies. Specified resonant circuits are connected in parallel with the longitudinal and/or diagonal reactances.

Description

Bandsperre für elektrische SchwingungenBand stop for electrical oscillations

Die Erfindung betrifft eine als Bandsperre ausgebildete, wenigstens zwei Schwingquarze enthaltende Kreuzschaltung, deren Diagonalzweige in den Durchlaßbereichen wenigstens annähernd widerstandsreziproke Reaktanzen sind und die im Sperrbereich durch wenigstens zwei weitere schmalbandig wirkende Reaktanzen Zqy gestört sind.The invention relates to a band stop, at least two quartz oscillators containing cross connection, their diagonal branches in the pass bands are at least approximately reciprocal resistance reactances and those in the blocking range are disturbed by at least two further reactances Zqy which act in a narrow band.

Schaltungen ähnlicher Art mit nur einem Sperr- und zwei Durchlaßbereichen sind beispielsweise durch die deutschen Patentschrtiten 1 232 670, 1 257 990 und 1 286 237 bekannt geworden. Ferner sind solche Schaltungen unter Verwendung von ein oder zwei Quarzen aus der Zeitschrift NTZ 1964, Heft 10, Seiten 515 bis 519 bekannt. Benötigt werden solche schmalen Bandsperren beispielsweise in Trägerfrequenzsystemen der Nachrichtenübertragungstechnik, wo die zur Regelung und Überwachung dienenden, über das Ubertragungsfrequenzband verteilten Pilote mitübertragen, an gewissen End- oder Abzweigeinrichtungen Jedoch einzeln oder auch mehrere gemeinsam gesperrt werden müssen. Hierzu wurden bislang für Jeden einzelnen Pilot vollständige Quarzsperrenschaltungen verwendet, was deshalb erfordedich war, weil übliche Pilotsperren Jeweils nur einen einzigen Sperrbereich erzeugten. Demzufolge muB-ten zur Erzielung mehrerer Sperrbereiche mehrere einzelne Bandsperrenglieder in Kette geschaltet werden, von denen Jeweils die einzelnen Glieder so bemessen sind, daß der Sperrbereich in der gewünschten Frequenziage auftritt. Die Folge davon ist, daß ein gewisser Aufwand an Bauteilen mehrfach benötigt wurde, und weiterhin auch hinsichtlich der Übertragungseigenschaften solcher Sperren ein schwer unterschreitbares Maß an Grunddämpfung, Laufzeit- und Dämpfungsverzerrungen mehrfach in Kauf genommen werden mußte.Circuits of a similar type with only one blocking and two passbands are for example by the German patent steps 1 232 670, 1 257 990 and 1 286 237 became known. Furthermore, such circuits are made using one or two crystals from the magazine NTZ 1964, issue 10, pages 515 to 519 known. Such narrow bandstop filters are required, for example, in carrier frequency systems communication technology, where the control and monitoring functions also transmit pilots distributed over the transmission frequency band, at certain end or branching devices, however, can be blocked individually or several together have to. For this purpose, complete quartz blocking circuits have so far been used for each individual pilot used, which was necessary because common pilot locks only one at a time generated a single restricted area. Therefore had to to achieve several blocked areas several individual bandstop elements are connected in a chain, each of which the individual links are dimensioned so that the restricted area in the desired frequency occurs. The consequence of this is that a certain amount of effort was required several times on components, and also with regard to the transmission properties Such locks have a level of basic attenuation, transit time and that is difficult to fall below Damping distortions had to be accepted several times.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Bandsperrenschaltungen anzugeben, bei denen zwei oder mehr Quarze in das einzelne Bandsperrenglied optimal einbezogen werden können und somit bereits das einzelne Bandsperrenglied mehrere Sperrbereiche liefert.The invention is based on the object of specifying band-stop circuits, in which two or more crystals are optimally incorporated into the individual bandstop element can be and thus already the individual band-stop element several blocked areas supplies.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von den eingangs genannten Schaltungen erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Erzielung von n>2 Sperrbereichen die ungestörten Reaktanz-Kreuzglieder so bemessen sind, daß sie bei den vorgebbaren Sperrfrequenzen ein Phasenmaß mit einem wenigstens näherungsweise ungeradzahligen Vielfachen von 900 haben, und daß den Längs- und/oder Diagonalreaktanzen insgesamt n schmalbandig wirkende Serienresonanzkreise mit dem Reaktanzverhalten Zq# #j(#-#q#) . 2Lq# parallel geschaltet sind, worin v eine laufende Zählvariable im Bereich 1...n, #q# die Serienresonanzfrequenz des W-ten Quarzes, Lq# die dynamische Induktivität des v<-ten Quarzes und w=2itf die veränderliche Frequenzvariable bedeuten.This task is based on the circuits mentioned at the beginning solved according to the invention in that to achieve n> 2 blocked areas undisturbed reactance cross members are dimensioned so that they are in the predeterminable Blocking frequencies have a phase measure with an at least approximately odd number Have multiples of 900, and that the longitudinal and / or diagonal reactances in total n series resonance circuits with the reactance behavior Zq # #j (# - # q #) . 2Lq # are connected in parallel, where v is a running counter variable in the range 1 ... n, # q # the series resonance frequency of the Wth crystal, Lq # the dynamic inductance of the v <-th crystal and w = 2itf mean the variable frequency variable.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.Further advantageous refinements are given in the subclaims.

Man erhielt also eine Kreuzschaltung, deren Längs- und Diagonalzweige in den drei oder mehreren gewünschten Durchlaßfrequenzbereichen annähernd widerstandsreziproke Reaktanzen sind, in den zwei oder mehreren gewünschten schmalen Sperrbereichen aber durch zwei oder mehrere Schwingungsquarze geeignet "gestört" sind, so daß die Schaltung als eine Doppel- oder Mehrfach-Bandsperre für elektrische Schwingungen wirkt.So you got a cross connection, its longitudinal and diagonal branches approximately reciprocal resistance in the three or more desired pass frequency ranges Reactances are in the two or more desired narrow Blocked areas but suitable "disturbed" by two or more quartz oscillators are, so that the circuit as a double or multiple bandstop filter for electrical Vibrations works.

Anhand von Ausftihrungsbeispielen wird nachstehend die Erfindung noch näher erläutert.The invention is explained below on the basis of exemplary embodiments explained in more detail.

Fig. 1 zeigt in zwei zueinander äquivalenten Darstellungen ein Reaktanz-Zweitor mit dem Wellenwiderstand Z und dem WellenUbertragungsmaß gz=Jb sowie eine überbrückende Impedanz 2Zq, das zwischen den ohmschen Widerständen R betrieben wird. Bemessungsvorschriften und der strukturelle Aufbau solcher Schaltungen können den eingangs genannten Literaturstellen,insbesondere auch der Literaturstelle "NTZ 196L?', Heft 10, Seiten 515 bis 519, entnommen werden. Bei der Betrachtung als Kreuzglied wird dabei von der Überlegung ausgegangen, in den Längs- und Diagonalzweigen eines solchen Kreuzgliedes Reaktanzzweipole JX1 und JX2 vorzusehen, die bei allen Frequenzen oder wenigstens in den als Ubertragungsbereiche vorgesehenen Teilbereichen näherungsweise zueinander dual sind. Es wird nun beispielsweise die Reaktanz JX1 durch eine parallel geschaltete, nur schmalbandig wirksame Impedanz Zq ungestört, wodurch es möglich wird, das Verhaltens eines Schwingquarzes in die gesamte Schaltung so einzubeziehen, daß Bandsperrenschaltungen entstehen. Es muß dabei darauf geachtet werden, daß im gestörten Zweig das elektrische Ersatzschaltbild eines Schwingquarzes entsteht, d.h. also ein Serienresonanzkreis, dem eine Kapazität parallel geschaltet ist, denn Schwingquarze stehen nur als vollständiges Bauteil mit einer solchen Ersatzschaltung zur VerfUgung. Entsprechend der vorgenannten Arbeit lassen sich also die in Fig. 1 dargestellten Schaltungen als Phasendreher mit Quarzstörung auffassen. Als Phasendreher können Allpässe, in Sonderfällen mit beispielsweise breiten Durchlaßforderungen nur unterhalb oder nur oberhalb der Sperrfrequenz, auch Tief- oder Hochpässe verwendet werden, deren Durchlaßbereich durch eingefügte Quarze schmalbandig gestört wird. Ergänzend zur Darstellung in der Zeitschrift "NUTZ 1964", Heft 10, Seiten 515 bis 519 und zugeschnitten auf die hier vorzunehmende Erweiterung lassen sich die in Fig. 1 dargestellten Schaltungen folgendermaßen beschreiben.1 shows a reactance two-port in two representations that are equivalent to one another with the wave resistance Z and the wave transfer factor gz = Jb as well as a bridging Impedance 2Zq, which is operated between the ohmic resistors R. Design rules and the structural design of such circuits can be found in the literature references mentioned at the beginning, in particular also the reference "NTZ 196L?", No. 10, pages 515 to 519, can be taken. When viewed as a cross member, it is assumed that in the longitudinal and diagonal branches of such a cross member reactance two-pole JX1 and JX2 to be provided at all frequencies or at least in the as transmission ranges provided sub-areas are approximately dual to one another. It is now for example the reactance JX1 through a parallel-connected, only narrow-band effective impedance Zq undisturbed, which makes it possible to determine the behavior of a quartz crystal in the to include the entire circuit in such a way that band-stop circuits arise. It must Care must be taken to ensure that the electrical equivalent circuit diagram is used in the faulty branch of an oscillating crystal is created, i.e. a series resonance circuit with a capacitance is connected in parallel, because quartz crystals are only available as a complete component with such an equivalent circuit available. Corresponding to the aforementioned work The circuits shown in FIG. 1 can therefore be used as phase rotators with quartz interference grasp. All-passes can be used as phase shifters, in special cases with, for example wide pass demands just below or just above the cut-off frequency, too Low-pass or high-pass filters are used, the pass band of which is due to inserted crystals narrow band disturbed will. In addition to the presentation in the magazine "NUTZ 1964", issue 10, pages 515 to 519 and tailored to the one to be made here The circuits shown in FIG. 1 can be described as follows.

Das ungestörte Zweitor habe in der Umgebung einer der vorgesehenen Sperrfrequenzen woo den Wellenwiderstand Z und das Wellenübertragungsmaß gz=o+jb, wobei Z und b im interessierenden schmalen Frequenzbereich als frequenzunabhängig betrachtet werden können. Es kann durch ein Kreuzglied mit der Längsreaktanz Jztan 7 und der Diagonalreaktanz -Z cot äquivalent dargestellt werden. Fügt man die "Störung" in Form einer frequenzabhängigen Impedanz 7 parallel zu den beiden Längsreaktanzen des Kreuzgliedes hinzu, dann hat die Kettenmatrix A des gestörten Phasendrehers nach Fig. 1, die in Gleichung (1) angegebene Form. The undisturbed two-port has the characteristic impedance Z and the wave transmission ratio gz = o + jb in the vicinity of one of the intended blocking frequencies woo, where Z and b can be regarded as frequency-independent in the narrow frequency range of interest. It can be represented by a cross member with the longitudinal reactance Jztan 7 and the diagonal reactance -Z cot equivalent. If the "disturbance" is added in the form of a frequency-dependent impedance 7 parallel to the two longitudinal reactances of the cross member, then the chain matrix A of the disturbed phase rotator according to FIG. 1 has the form given in equation (1).

Eine gute Näherung für die Frequenzabhängigkeit des dynamischen Quarzschwingkreises ist In der vorstehenden Gleichung bedeuten Lq und Cq die dynamische Induktivität bzw. die dynamische Kapazität des Schwingquarzes, p die komplexe Frequenz und Wq die von den dynamischen Quarzelementen hervorgerufene Serienresonanzfrequenz.A good approximation for the frequency dependence of the dynamic quartz oscillating circuit is In the above equation, Lq and Cq denote the dynamic inductance and the dynamic capacitance of the quartz oscillator, p the complex frequency and Wq the series resonance frequency caused by the dynamic quartz elements.

Aus den vorstehenden Gleichuqpn lassen sich auch alle übrigen Eigenschaften einer solchen Schaltung herleiten, Je nachdem, ob der Schaltungsentwurf nach den bekannten Regeln der Wellenparametertheorie bzw. auch nach den bekannten Regeln der Betriebsparametertheorie erfolgt. Insbesondere erhält man für die 3-dB-Bandbreite der Sperre = so Z q sin² b/2 (3) rq und für den Abstand der beiden Grenzfrequenzen im Sinne der Wellenparametertheorie Bei gegebenem ##o nimmt iEw1 seinen kleinstmöglichen Wert und damit das zulässige Kapazitätsverhältnis des Quarzes seinen größtmöglichen Wert an, wenn die Wellenphase b des "ungestörten" Reaktanzvierpols +90 oder ein ungeradzahliges Vielfaches davon ist.All other properties of such a circuit can also be derived from the above equations, depending on whether the circuit design is based on the known rules of wave parameter theory or the known rules of operating parameter theory. In particular, one obtains for the 3 dB bandwidth of the barrier = so Z q sin² b / 2 (3) rq and for the distance between the two limit frequencies in terms of wave parameter theory With a given ## o iEw1 assumes its smallest possible value and thus the permissible capacitance ratio of the quartz assumes its largest possible value when the wave phase b of the "undisturbed" reactance quadruple is +90 or an odd multiple thereof.

Bei der Erfindung wird nun von der Überlegung ausgegangen, Schaltungen gemäß Fig. 1 so weiterzubilden, daß mehrere Sperrbereiche entstehen. Sollen n Sperrbereiche in einem einzelnen Bandsperrenglied realisiert werden, dann werden hierzu n Quarze verwendet, von denen Jeweils ein einzelner Schwingquarz die Frequenzlage eines einzelnen Sperrbereiches bestimmt.The invention is based on the idea of circuits to further develop according to FIG. 1 so that several restricted areas arise. Should n restricted areas are implemented in a single bandstop element, then n crystals are used for this purpose used, each of which a single quartz oscillator the frequency position of a single Restricted area determined.

Wenn n Sperrbereiche verlangt sind, werden die Längsreaktanz oder die Diagonalreaktanz des Kreuzgliedes oder auch beide zugleich durch insgesamt n parallelliegende Serienresonanzkreise "gestört". Die einzelnen Sperrbereiche, die wegen der Quarzeigenschaften meist nur einige Promille, höchstens einige Prozent breit sind, können praktisch unabhängig voneinander betrachtet und dimensioniert werden, wenn die folgenden Bedingungen eingehalten werden.If n blocking areas are required, the series reactance will be or the diagonal reactance of the cross member or both at the same time by a total of n Parallel series resonance circuits "disturbed". The individual restricted areas that Because of the quartz properties usually only a few parts per thousand, at most a few percent are wide, can be viewed and dimensioned practically independently of one another when the following conditions are met.

FUr die "Störreaktanz" Zq in Fig. 1 gilt jetzt In der vorstehenden Gleichung bedeutet # eine ganzzahlige Zählvariable (<= 1,2,3...n mit n>2); wqp, ist die Serienresonanzfrequenz des t-ten Quarzes; Lq< bedeutet die dynamische Induktivität des W-ten Quarzes und w=2itf ist die Kreisfrequenz mit f als veränderlicher Frequenzvariabler. Da sich bei der Parallelschaltung mehrerer Quarze deren Parallelkapazitäten alle addieren, wird das Kapazitätsverhältnis immer ungUnstiger. Bei der Bemessung der Reaktanzen jX1 und JX2 ist deshalb gemäß der Erfindung besonders darauf zu achten, daß die Phase der als Phasendreher wirkenden ungestörten Schaltung bei Jeder der n Sperrfrequenzen wenigstens angenähert ein ungeradzahliges Vielfaches von 90° hat.For the "disturbance reactance" Zq in FIG. 1, the following now applies In the above equation, # means an integer count variable (<= 1,2,3 ... n with n>2); wqp, is the series resonance frequency of the t-th crystal; Lq <means the dynamic inductance of the Wth crystal and w = 2itf is the angular frequency with f as a variable frequency variable. Since when several crystals are connected in parallel, their parallel capacitances all add up, the capacitance ratio becomes more and more unfavorable. When dimensioning the reactances jX1 and JX2, according to the invention, particular care must therefore be taken that the phase of the undisturbed circuit acting as a phase rotator has at least approximately an odd multiple of 90 ° at each of the n blocking frequencies.

FUr die geringen gegenseitigen Störungen der n Quarze in den erfindungsgemäßen Schaltungen gelten noch folgende Abschätzungen.For the low mutual interference of the n crystals in the inventive Circuits, the following estimates still apply.

Die Crenzfrequenzen zwischen den n Sperrbereichen und den (n+1) Durchlaßbereichen sind einerseits die durch die Quarze gegebenen Serienresonanzen #q#, andererseits die Parallelresonanzen #pµ , die sich aus Z--JZ.tan b ergeben: Da die Bandbreite der einzelnen Sperrbereiche meist klein ist gegenüber ihrem gegenseitigen Abstand, überwiegt in der Summe das /u-te Glied und die übrigen Summanden können als kleine Korrekturgrößen betrachtet werden.The cross frequencies between the n stop bands and the (n + 1) pass bands are on the one hand the series resonances # q # given by the crystals, on the other hand the parallel resonances # pµ, which result from Z - JZ.tan b: Since the bandwidth of the individual blocked areas is usually small compared to their mutual spacing, the / u-th element predominates in the sum and the other summands can be viewed as small correction variables.

FUr die benötigte Quarzinduktivität folgt damit Die Sperrstellen ##µ ergeben sich aus der Bedingung Zq = - j½ Z.sin b: Dle Summe kann wie oben behandelt werden und man erhält dann für den Abstand zwischen Quarzfrequenz und Sperrfrequenz Die benötigte 3-dB-Sperrbreite ###µ ist für Jede Sperrfrequenz tu als gegeben zu betracht . Wenn dann noch über die Phasenwinkel b(##µ) im Sinne der Erfindung so verfügt ist, daß diese Werte alle möglichst in der Nähe von ungeradzahligen Vielfachen von 900 liegen, dann folgen aus Gleichung (7) die benötigten Quarzinduktivitäten L und aus Gleichung (9) die Quarzresonanzfrequenzen ##µ. Die Schaltelemente des Phasendrehers (Allpaß- oder Tiefßaß- oder Hochpaß-Glied) bestimmen sich aus den b(##µ) nach bekannten Formeln der Wellenparametertheorie.For the required quartz inductance it follows The blocking points ## µ result from the condition Zq = - j½ Z.sin b: The sum can be treated as above and one then obtains the distance between the crystal frequency and the blocking frequency The required 3 dB cut-off width ### µ is to be regarded as given for each cut-off frequency tu. If the phase angle b (## µ) within the meaning of the invention is then available in such a way that these values are all as close as possible to odd multiples of 900, then the required quartz inductances L follow from equation (7) and from equation ( 9) the quartz resonance frequencies ## µ. The switching elements of the phase shifter (all-pass or low-pass or high-pass element) are determined from the b (## µ) according to known formulas of wave parameter theory.

Durch die Parallelschaltung von 2 oder mehreren Quarzen wird bei breiten Sperren das Kapazitätsverhältnis v der Quarze immer kritischer.By connecting 2 or more crystals in parallel, wide Block the capacity ratio v of the crystals more and more critical.

Man wird deshalb insbesondere derjenigen Sperre, bei der das Produkt aus dem realisierbaren Kapazitätsverhältnis v# des Quarzes, der relativen Sperrbandbreite ####/### und dem Abstand zur Allpaßresonanz bzw. Grenzfrequenz am größten ist, die optimale Phase b# #(2k-1)#90° (mit k=1,2,3....) zur Verfügung stellen müssen. Wegen des flachen Maximums der Funktion sin b kann bei einer Einbuße bis 10,' (20") der erreichbaren Sperrbreite ein Winkelbereich b = 900 + 26°(+ 379 ausgenützt werden. Phasendreher, die nur einen Winkelbereich von 1800 überstreichen, werden zweckmäßig nur für eine Gruppe von nicht zu weit auseinanderliegenden Sperrfrequenzen (etwa m,,/ ##min < 2) ausgenützt.One is therefore particularly the one where the product from the realizable capacity ratio v # of the crystal, the relative stop bandwidth #### / ### and the distance to the all-pass resonance or cut-off frequency is greatest, which must provide optimal phase b # # (2k-1) # 90 ° (with k = 1,2,3 ....). Because of the flat maximum of the function sin b can with a loss of up to 10, '(20 ") the achievable blocking width an angular range b = 900 + 26 ° (+ 379 can be used. Phase rotators that only cover an angular range of 1800 are useful only for a group of blocking frequencies that are not too far apart (e.g. m ,, / ## min <2) used.

Phasendreher in Form von Allpaßgliedern 2. Ordnung, die einen Winkelbereich von 3600 überstreichen, können prinzipiell für zwei beliebig weit auseinanderliegende Frequenzgruppen ## 1 und woo2 mit maximalen Bandbreiten realisiert werden (b1#90° und bz»270°); dann ist allerdings die sogenannte Allpaßresonanz festgelegt und kann nicht mehr zur Steuerung des Kapazitätsverhältnisses v oder der Quarzübersetzung verwendet werden! In den Fig. 2 bis 12 sind mögliche Schaltungsatrukturen dargestellt, bei deren Bemessung von den vorstehenden Überlegungen Gebrauch gemacht wird. Bei der praktischen Realisierung wird man an Stelle von Kreuzgliedern natürlich erdunsymmetrische Schaltungen in Form von überbrückten Schaltungen bevorzugen, d.h.Phase shifters in the form of all-pass elements of the 2nd order, which cover an angular range of 3600, can in principle be implemented for any two frequency groups ## 1 and woo2 with maximum bandwidths (b1 # 90 ° and bz »270 °); then, however, there is the so-called all-pass resonance and can no longer be used to control the capacity ratio v or the quartz translation! In FIGS. 2 to 12 possible circuit structures are shown, in the dimensioning of which use is made of the above considerations. In practical implementation, instead of cross members, circuits which are unbalanced to earth will of course be preferred in the form of bridged circuits, ie

also Schaltungen, die gemäß der in Fig. 1 links dargestellten Schaltung aufgebaut sind.that is, circuits according to the circuit shown on the left in FIG are constructed.

Bei den Schaltungen nach den Fig. 2 bis 8 sind als Phasendreher Allpaßglieder 2. Ordnung zugrunde gelegt, wobei in den Fig. 2 bis 4 eine zweifache Quarzstörung" im Parallelresonanzkreis ausgenutzt wird, während bei den Schaltungen von Fig. 5 bis 8 die Quarzstörung auf Längs- und Querzweig verteilt bzw. zweifach im Querzweig liegt.In the circuits according to FIGS. 2 to 8, all-pass elements are used as phase rotators 2nd order based, with a double quartz disturbance in FIGS. 2 to 4 " is used in the parallel resonance circuit, while in the circuits of FIG up to 8 the quartz disturbance distributed on the longitudinal and transverse branch or twice in the transverse branch lies.

Im besonderen ist in der Schaltung nach Fig. 2 zu erkennen, daß dort eine angezapfte Spule im Längszweig einer überbrückten Schaltung liegt, der Querzweig wird von einem Serienresonanzkreis gebildet. Im Überbrückungszweig liegen die beiden Quarze und Q2 und es läßt sich durch unterschiedliche Anzapfungen erreichen, daß eine Anpassung der Quarzimpedanzen an das Impedanzniveau der Schaltung und an die benötigten Bandbreiten möglich ist. Auch in der Schaltung nach Fig. 3 sind im Überbrückungszweig die Quarze Q1 und Q2 an unterschiedliche Anzapfungen einer Spule angeschaltet, deren innerste Anzapfung auf den Eingangs- bzw.In particular, it can be seen in the circuit of FIG. 2 that there a tapped coil is located in the series branch of a bridged circuit, the shunt branch is formed by a series resonance circuit. The two are in the bridging branch Crystals and Q2 and it can be achieved through different taps that an adaptation of the crystal impedances to the impedance level of the circuit and to the required bandwidths is possible. Also in the circuit according to FIG. 3 are in the bridging branch the crystals Q1 and Q2 are connected to different taps of a coil, whose innermost tap on the input resp.

Ausgangslängszweig einer kopplungfflfreien T-Schaltung führen. Die T-Schaltung selbst besteht aus zwei im Längs zweig, zwischen denen im Querzweig ein Kondensator geschaltet ist. Die Schaltung von Fig. 4 ist analog zu der in Fig. 3 aufgebaut, nur mit dem Unterschied, daß das kopplungsfreie T-Glied aus Kondensatoren im Längszweig und einer Spule im Querzweig besteht.Lead output branch of a coupling-free T-circuit. the T-circuit itself consists of two in the longitudinal branch, between which in the transverse branch a capacitor is connected. The circuit of FIG. 4 is analogous to that in FIG. 3, only with the difference that the coupling-free T-element consists of capacitors consists in the longitudinal branch and a coil in the transverse branch.

Die Schaltungen nach den Fig. 5 bis 7 lassen erkennen, daß dort jeweils ein Quarz Q1 im Überbrückungszweig liegt, während der zweite Quarz parallel zu einem Teil des Querzweigs liegt. Durch Anwendung einer bekannten Zweipoläquivalenz ist aber zu erkennen, daß auch diese Schaltungen zu dem durch Fig. 1 definierten Typ gehören. Hinsichtlich der Grundstruktur ist Fig. 5 unmittelbar vergleichbar mit Fig. 2, jedoch liegt der Quarz Q2 parallel zum Kondensator des im Querzweig liegenden Serienresonanzkreises, so daß also auch für den Quarz Q2 die vorgegebenen statischen Kapazitäten durch einen parallelgeschalteten Kondensator berücksichtigt werden können. Auch gilt dies bei einem Vergleich der Schaltungen nach den Fig. 3 und 6, die in ihrer Grundstruktur miteinander übereinstimmen, jedoch liegt bei der Schaltung von Fig. 6 der Quarz Q2 parallel zum Kondensator des Querzweiges.The circuits according to FIGS. 5 to 7 show that there in each case one quartz Q1 lies in the bridging branch, while the second quartz is parallel to one Part of the cross branch lies. By Use of a known two-pole equivalence it can be seen, however, that these circuits are also related to that defined by FIG Type belong. With regard to the basic structure, FIG. 5 is directly comparable with Fig. 2, but the quartz Q2 is parallel to the capacitor in the shunt arm lying series resonance circuit, so that the given values for the quartz Q2 static capacities are taken into account by a capacitor connected in parallel can be. This also applies to a comparison of the circuits according to FIGS. 3 and 6, which have the same basic structure, are included In the circuit of FIG. 6, the quartz Q2 is parallel to the capacitor of the shunt arm.

Die vorstehenden Ausfürrungen lassen sich analog auch anwenden auf einen Vergleich der Schaltungen von Fig. 4 und Fig. 7 in Verbindung mit der in Fig. 5 besprochenen Struktur, so daß also auch die in Fig. 7 gezeigte Schaltung dem Grundkonzept nach aus einem kopplungsfreien T-Glied besteht, dessen Längszweige von zwei Kondensatoren gebildet sind, während der Querzweig aus einem Serienresonanzkreis besteht. Die Längszweige sind ein- und ausgangsseitig an die Anzapfungen einer Spule geschaltet, zu der der Quarz Q1 und ein Kondensator parallelgeschaltet sind. Der Quarz Q2 liegt parallel zum Kondensator des Quer-Serienresonanzkreises.The above statements can also be applied analogously to a comparison of the circuits of Fig. 4 and Fig. 7 in connection with that in Fig. 5 discussed structure, so that the circuit shown in Fig. 7 also corresponds to the basic concept after consists of a coupling-free T-link, whose series branches are made up of two capacitors are formed, while the shunt branch consists of a series resonant circuit. the Series branches are connected on the input and output side to the taps of a coil, to which the quartz Q1 and a capacitor are connected in parallel. The quartz Q2 lies parallel to the capacitor of the transverse series resonant circuit.

Schließlich zeigt Fig. 8 eine weitere Schaltungsstruktur unter Verwendung eines Allpaßgliedes 2. Ordnung mit zweifacher Quarz störung",bei der jedoch beide Quarze Q1 und Q2 im Querzweig der Schaltung liegen. Es wird dabei ein überbrücktes sen Längs zweige Jeweils aus einem Kondensator bestehen, die von einer Spule überbrückt sind. Im Querzweig der Schaltung liegt ein Serienresonanzkreis dessen kapazitive Komponente in die Serienschaltung zweier Kondensatoren aufgeteilt ist, so daß also gewissermaßen ein kapazitiver Spannungsteiler entsteht.Finally, Fig. 8 shows another circuit structure in use of an all-pass element of the 2nd order with double quartz interference ", in which, however, both Crystals Q1 and Q2 are in the shunt of the circuit. It becomes a bridged one sen longitudinal branches each consist of a capacitor bridged by a coil are. In the shunt of the circuit there is a series resonant circuit, its capacitive one Component is divided into the series connection of two capacitors, so that to a certain extent a capacitive voltage divider is created.

Der Quarz Q1 liegt parallel zu diesem kapazitiven Spannungsteiler und ist somit einerseits zwischen die Spule und den ersten Kondensator und andererseits an die durchgehende Leitung geschaltet. Der Quarz Q2 liegt parallel zum zweiten Kondensator, so daß er also einerseits zwischen die beiden Rondensatoren und andererseits an die durchgehende Leitung angeschlossen ist.The quartz Q1 is parallel to this capacitive voltage divider and is thus on the one hand between the coil and the first capacitor and on the other hand switched to the continuous line. The quartz Q2 is parallel to the second capacitor, so that it is on the one hand between the two round capacitors and on the other hand is connected to the continuous line.

Wie bereits erwähnt, können auch Tiefpaß- oder Hochpaßglieder als Phasendreher verwendet werden, bei denen die "Quarzstörungen" Jeweils in deren Durchlaßbereich untergebracht ist. Gegenüber Allpaßgliedern lassen sich damit Schaltelemente einsparen.As already mentioned, low-pass or high-pass elements can also be used as Phase rotators are used in which the "quartz interference" is in their pass band is housed. Switching elements can thus be saved compared to all-pass elements.

Bei den Schaltungen nach den Fig. 9 und 10 sind Tiefpaßglieder vom Grad 3 verwendet, bei denen eine zweifache "Quarzstorung" eingebaut ist. Dabei sind die Quarze Q1 und Q2 genauso geschaltet, wie anhand der Fig. 2 bereits besprochen. Unterschiedlich gegenüber der Fig. 2 ist lediglich, daß im Querzweig nicht ein Seriensonanzkreis sondern ein Kondensator liegt, wodurch auch das Tiefpaßverhalten der phasendrehenden Schaltung bedingt ist. Die in Fig. 10 gezeichnete Schaltung ist hinsichtlich der Überbrückungszweige und der Anbringung der Quarze Q1 und Q2 vergleichbar mit der Schaltung von Fig. 9. Unterschiedlich ist, daß an den beiden innersten Anzapfungen der angezapften Spule zwei Kondensatoren im Querzweig der Schaltung liegen, so daß bezüglich dieses Schaltungsabschnittes die Grundstruktur eines z-Gliedes vorliegt.In the circuits of FIGS. 9 and 10 are low-pass elements from Grade 3 used, in which a double "quartz disturbance" is built in. Are there the crystals Q1 and Q2 are connected exactly as already discussed with reference to FIG. The only difference compared to FIG. 2 is that there is not a series resonance circuit in the transverse branch but a capacitor is located, which also reduces the low-pass behavior of the phase-shifting Circuit is conditional. The circuit shown in Fig. 10 is in terms of Bridging branches and the attachment of the crystals Q1 and Q2 comparable to the The circuit of FIG. 9. What is different is that at the two innermost taps of the tapped coil are two capacitors in the shunt of the circuit, so that with regard to this circuit section, the basic structure of a z-element is present.

Die Fig. 11 bzw. 12 zeigen ein unversteilertes bzw. ein versteilertes Hochpaßglied vom Grad 3 mit zweifacher "Quarzstörung".FIGS. 11 and 12 show an undivided and a steepened one, respectively Grade 3 high-pass element with double "quartz interference".

In der Schaltung von Fig. 11 bestehen die ein- und ausgangsseitigen Querzweige aus Abschnitten von angezapften Spulen zwischen denen nach Art eines s-Gliedes ein Kondensator liegt. An einer weiteren Anzapfung der ein- und ausgangsseitigen Spulen liegt der erste Quarz Q1 und schließlich sind die beiden Spulenenden über den Quarz Q2 verbunden. Auch aus Fig. 11 ist erkennbar, daß die statischen Kapazitäten der Quarze Q1 und Q2 gegebenenfalls unter Ausnutzung der durch die Spulena=apfungen bewirkten Übersetzungen durch den im Längszweig liegenden Kondensator in der Schaltungskonfiguration berücksichtigt werden können.In the circuit of FIG. 11, there are input and output sides Cross branches from sections of tapped coils between those in the manner of a s-element is a capacitor. At another tap on the inlet and outlet Coils is the first quartz Q1 and finally the two coil ends are over connected to the quartz Q2. It can also be seen from FIG. 11 that the static capacitances of the crystals Q1 and Q2, if necessary, utilizing the capacities provided by the coil translations caused by the capacitor in the series branch in the Circuit configuration can be taken into account.

Die in Fig. 12 dargestellte Schaltung ist vergleichbar mit der Schaltung von Fig. 8. Es sind ebenfalls die Quarze Q1 und an einen kapazitiven Spannungsteiler des im Querzweig liegenden Serienresonanzkreises eines T-Gliedes geschaltet, dessen Längszweige jeweils aus einem Kondensator bestehen. Wegen des Hochpaßcharakters der Schaltung ist - abweichend von Fig. 8 -eine Überbrückung der beiden Längszweige durch eine Spule nicht erforderlich.The circuit shown in Fig. 12 is comparable to the circuit of Fig. 8. There are also the crystals Q1 and a capacitive voltage divider of the series resonant circuit of a T-link located in the shunt branch, whose Series branches each consist of a capacitor. Because of the high pass character the circuit is - different from Fig. 8 - a bridging of the two series branches not required by a coil.

Die Erfindung wurde anhand von Schaltungen beschrieben, bei denen durch Verwendung von zwei Schwingquarzen Bandsperren mit zwei Sperrbereichen realisiert werden können. Analog sind dieJe Uberlegungen auch dann anwendbar, wenn Bandsperrenschaltungen mit mehr als zwei Sperrbereichen aufgebaut werden sollen, so daß also drei oder mehrere Quarze in jedem Sperrenglied enthalten sind. In bekannter Weis e können auch mehrere solcher Einzelglieder in Kette geschal-tet werden, wenn dies auf Grwad der Anforderungen an die Sperrdämpfung nötig wird. In diesem Fall ist lediglich darauf zu achten, daß die Grenzfrequenzen aller Glieder übereinstimmen, wodurch sichergestellt ist, daß sich die Wellendampfungen der einzelnen Glieder unmittelbar addieren.The invention has been described with reference to circuits in which Realized by using two quartz oscillators, bandstop filters with two blocking areas can be. Analogously, the considerations can also be applied when band-stop circuits should be set up with more than two restricted areas, so that three or several crystals are contained in each locking member. In the known way you can several such individual links can also be connected in a chain, if this is on Grwad the requirements for the blocking attenuation becomes necessary. In this case it is only make sure that the cutoff frequencies of all members match, whereby it is ensured that the wave attenuation of the individual links is immediate add.

6 Patstansprüche 12 Figuren Leerseite6 patent claims 12 figures Blank page

Claims

Claims designed as a band-stop filter, at least two quartz oscillators containing cross circuit, the diagonal branches of which in the passbands at least are approximately reciprocal resistance reactances and those in the blocking range by at least two further reactances Zqv acting in a narrow band are disturbed, d a -d u r c h g It is not noted that in order to achieve n? 2 restricted areas, the undisturbed Reactance cross members are dimensioned so that they are at the predeterminable blocking frequencies a phase measure with an at least approximately odd multiple of 900 have, and that the longitudinal and / or diagonal reactances are a total of n narrow band acting series resonance circuits with the reactance behavior Zq / J (t1-Wq>,) p parallel are connected, where V is a running counting variable in the range 1 ... n, #qv is the series resonance frequency of the Wth crystal, Lq # the dynamic inductance of the Wth crystal and w = 2sf the mean variable frequency variable.

2. Band stop filter according to claim 1, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h their training as a circuit equivalent to the cross connection.

3. Band stop filter according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the phase-shifting members as all-passes, low-passes or high-passes are formed, in which n> 2 quartz oscillators to generate n> 2 blocking areas are included.

4. Band stop filter according to claim 2 or 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h e t that if trained as a bridged T-link either two crystals in the bridging branch or a quartz in the bridging branch and a quartz in the cross branch or two crystals are connected in the shunt arm (Figs. 2 to 9).

5. band stop filter according to claim 2 and 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that when trained as a branch circuit either two crystals in a longitudinal branch or a quartz in a longitudinal branch and a quartz in a transverse branch or two crystals are connected in a shunt arm (Fig. 10, 11, 12).