DE2823785A1

DE2823785A1 - Bandfilter

Info

Publication number: DE2823785A1
Application number: DE19782823785
Authority: DE
Inventors: Toshihide Tabuchi; Masakatsu Tsumura
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1977-06-03
Filing date: 1978-05-31
Publication date: 1978-12-14
Also published as: US4210884A; CA1112728A; GB1602770A

Description

Beschreibung

Die Erfindung beschäftigt sich mit einem Bandfilter mit mehreren Viertelwellen-Resonatoren und insbesondere mit einer verbesserten Art eines Bandfilters, das im Hochfrequenzbereich eine stärkere Abfall-Linie des Durchlaßbereichs hat als im niederfrequenten Bereich des Durchlaßbandes .

Das erwähnte Bandfilter wird beispielsweise in einem Fernsehempfänger als Zwischenfrequenzfilter verwendet. Im Fernsehempfänger muß eine Frequenz f ' einer Videokanalträgerwelle und eine Frequenz f ' einer benachbarten Tonkanalträgerwelle auf mehr als 5OdB im Gegensatz zu einer Zwischenfrequenz f_ gedämpft werden. Da im Fernsehsignal die Relation zwischen den Frequenzen f_n, f ' und f_p· so ist, daß f_p'<f₀<V mit ^fo~^f _p' >^fs'~^f0' ^{ist es} erforderlich, die Durchlaßbänder sehr scharf in einem Hochfrequenzbereich abzuschneiden.

Fig. 1-3 zeigen eine Anzahl von Bandfiltern in perspektivischer und teilweise aufgeschnittener Form, die zu diesem Zweck geeignet sein können.

Das in Fig. 1 und 2 dargestellte Bandfilter enthält ein abschirmendes Gehäuse 1 von langgestreckter Quaderform aus Metall, beispielsweise Aluminium, das in mehrere Kammern 3 durch Trennwände 2 unterteilt ist. Jede Trennwand 2 hat eine Kupplungsöffnung 4, die die benachbarten Kammern miteinander koppelt. In jeder Kammer 3 ist ein Viertelwellen-Resonator 5 angeordnet, der aus einer Spule

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aus elektrisch leitfähigem Material, wie etwa Kupfer, besteht und mehrere, etwa einige zehn Wicklungen aufweist. Ein Ende der Spule 5 ist mit dem Boden des Gehäuses 1 fest verbunden, während das andere Ende der Spule 5 ohne Berührung mit den Wänden frei endet. Jede der beiden an den gegenüberliegenden Enden des Gehäuses angeordneten Kammern enthält eine Zusatzspule 6 oder von ähnlicher wie vorstehend erläuterter Art, die jedoch nur einige wenige Wicklungen besitzt und zur Ein- und Auskupplung dient. Die Zusatzspule 6 in der linken Kammer 3 nimmt die Eingangssignale auf, während die Zusatzspule 7 in der rechten Kammer 3 ein gefiltertes Signal erzeugt. Wie man aus Fig. 2 sieht, hat jede der Zusatzspulen 6 und 7 ein sich aus dem Gehäuse 1 durch eine geeignete, isolierende Durchführung 8 nach außen erstreckendes Ende, und das andere Ende ist fest mit dem Boden des Gehäuses 1 in der zugehörigen Kammer 3 verbunden .

Die in Fig. 3 dargestellte Ersatzschaltung für das Bandfilter aus Fig. 2 weist Parallelschaltungen auf, die jeweils aus einer Induktion L und einem Kondensator C

a a

bestehen und den Viertelwellen-Resonatoren 5 entsprechen, während jeder der Kondensatoren C, der Kopplungskapazität entspricht, die zwischen den benachbarten Resonatoren durch die Kopplungsöffnungen 4 gebildet ist.

Wenn man nur die Ausbreitungscharakteristik einer der Parallelschaltungen aus Induktion L und Kondensator C

ei el

betrachtet, sieht man, daß die Impedanz der Resonanzschaltung (L und C) allmählicher auf Null in einem

a. a

Frequenzbereich oberhalb der Resonanzfrequenz (nachstehend als Hochfrequenzgebiet bezeichnet) abfällt als in einem Frequenzbereich unterhalb der Resonanzfrequenz (nachstehend als unterer Frequenzbereich bezeichnet),

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da der Ausbreitungsverlust in der Resonanzschaltung sich mit steigender Frequenz erhöht und da die Resonanzschaltung einen definierten Gütefaktor Q besitzt. Wenn eine Anzahl von Resonanzschaltungen durch die Kopplungsöffnungen 4 wie erläutert in Reihe geschaltet ist, ergibt sich, daß der Abfall der Charakteristik im hochfrequenten Bereich mehr und mehr reduziert wird, wenn die Koppelkapazität des Kondensators C, zunimmt, d.h. wenn der Abstand zwischen den benachbarten Resonatoren kleiner wird oder die Kopplungsöffnung 4 größer wird.

Man sieht daher aus der Kurve, die in Fig. 9 gestrichelt dargestellt ist, diese Eigenschaft des Bandfilters der vorstehend beschriebenen Art mit Viertelwellen-Resonatoren, welche im Hochfrequenzbereich weniger steil abfallen als im niederfrequenten Bereich.

Es ist daher ein wesentliches Anliegen der Erfindung, einen verbesserten Bandfilter mit Viertelwellen-Resonatoren zu schaffen, der die Signale im höheren Frequenzbereich scharf abschneidet. Darüber hinaus soll das zu schaffende Bandfilter von einfachem Aufbau sein und sich leicht und preiswert herstellen lassen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Bandfilter aus einem metallischen Abschirmgehäuse gebildet, in welchem wenigstens zwei von einer metallischen Trennwand getrennte Kammern vorgesehen sind, und wobei in jeder Kammer ein Viertelwellen-Resonator gegenüber dem Gehäuse isoliert angeordnet ist. Ein Ende des Viertelwellen-Resonators wird in dem Gehäuse elektrisch isoliert gegen das Gehäuse gehalten und sein anderes Ende liegt gegenüber dem Gehäuse frei. Das eine Ende des in einer Kammer beherbergten Viertelwellen-Resonators ist über eine Drahtleitung gegenüber dem Abschirmgehäuse

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ORIGfNAL INSPECTED

isoliert mit dem in der anderen Kammer angeordneten Resonator verbunden. Das erfindungsgemäße Bandfilter weist ferner eine Einspeiseinrichtung zur Zuführung von Eingangssignalen in eine Kammer auf, welche in einem speziellen Frequenzbereich durch die Viertelwellen-Resonatoren in den beiden Kammern gefiltert werden sollen, und besitzt eine Auskopplungseinrichtung für die gefilterten Signale aus der anderen Kammer.

Die vorstehenden Merkmale der Erfindung sowie weitere Vorteile und bemerkenswerte Besonderheiten derselben gehen aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen der Erfindung hervor. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 die bereits erläuterten Ausführungsformen bis 3 von Bandfiltern mit zugehöriger Ersatzschaltung;

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines

Bandfilters mit teilweise weggeschnittenem Gehäuse, in welchem die Merkmale der Erfindung verkörpert sind;

Fig. 5 eine schematische Seitenansicht des Bandfilters aus Fig. 4;

Fig. 6 eine elektrische Ersatzschaltung des Bandfilters aus den Fig. 4 und 5;

Fig. 7A weitere Ersatzschaltbilder zur Erläutebis 7C rung der in Fig. 6 angegebenen Schaltung;

Fig. 8A eine grafische Darstellung zur Erläuterung des Impedanzverlaufs der schaltungen aus Fig. 7A bis 7C;

Fig. 8B eine grafische Darstellung der Dämpfungskurve der Schaltung aus Fig. 7A;

Fig. 9 eine Dämpfungskurve der Schaltung aus Fig. 4 und 5;

Fig. 10 eine schematische Seitenansicht eines Bandfilters gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

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Fig. 11 der Fig. 5 ähnliche Darstellungen weiterer bis 14 Ausführungsformen der Erfindung; und

Fig. 15 eine Dämpfungskurve der Schaltung aus Fig. 14.

Von den Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile bezeichnen, zeigen Fig. 4 und 5 ein Bandfilter gemäß der Erfindung, das ein Abschirmgehäuse 9 von langgestreckter Quaderform aus Metall, beispielsweise Aluminium, aufweist. Der Deckel und der Boden des Abschirmgehäuses sind mit 9a und 9b bezeichnet, während die gegenüberliegenden Seitenwände 9c und 9d und die Rückwände 9e und 9f sind. Das Abschirmgehäuse 9 ist in mehrere, im dargestellten Beispiel vier, Kammern 13, 14, 15 und 16 durch sich parallel erstreckende Trennwände 10-12 unterteilt, die ebenfalls aus Metall, also etwa Aluminium, gefertigt sind. Die zwischen den Kammern 13 und 14 angeordnete Trennwand 10 und die zwischen den Kammern 15 und 16 angeordnete Trennwand 12 weist jeweils eine Koppelöffnung 21 auf, mit der benachbarte Kammern verbunden sind. Dagegen trennt die Trennwand 11 zwischen den Kammern 14 und 15 die benachbarten Kammern vollständig.

In den Kammern 13-16 sind Viertelwellen-Resonatoren 17a, 17b, 17c und 17d beherbergt, von denen jeder aus einer zweckmäßig aus Kupferdraht gewickelten elektrisch leitfähigen Spule mit rund 2Q Windungen besteht. Ein Ende jeder Spule ist mit dem Boden 9b des Abschirmgehäuses in der zugehörigen Kammer verbunden, und das gegenüberliegende Ende der Spule endet frei in der Kammer ohne Verbindung zu den Wänden. Man bemerke, daß die Resonatorspulen 17a und 17d in den Kammern 13 und 16, die an den gegenüberliegenden Enden des Abschirmgehäuses angeordnet sind, mit ihrem mit dem Boden 9b befestigten Ende mit dem Abschirmgehäuse elektrisch verbunden sind, während die

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Spulen der Resonatoren 17b und 17c in den Kammern 14 und 15 mehr in der Mitte des Abschirmgehäuses angeordnet sind und mit dem Boden 9b des Abschirmgehäuses in einem in dem Boden 9b eingesetzten Lager 18 elektrisch isoliert verbunden sind. Die Wicklungen der Resonatoren 17b und 17c sind miteinander elektrisch über einen Leiterdraht 22 verbunden, der sich längs des Bodens des Gehäuses erstreckt und dessen gegenüberliegenden Enden mit denjenigen Enden der Resonatorspulen 17b und 17c verbunden sind, die am Boden 9b befestigt sind. Der Leiterdraht 22 ist gegenüber dem Abschirmgehäuse 9 isoliert.

Jede der Kammern 13 und 16 an den gegenüberliegenden Enden des Abschirmgehäuses 9 enthält eine Zusatzspule von einer jeder Resonatorspule ähnlichen Art, die jedoch nur wenige Windungen hat und so angeordnet ist, daß eine induktive Kopplung mit den Resonatorspulen stattfinden kann. Die Zusatzspule 19 in der linken Kammer 13 nimmt die Eingangssignale auf, während die in der rechten Kammer 16 angeordnete Zusatzspule 20 das gefilterte Signal abgeben kann. Jede Zusatzspule erstreckt sich mit einem Ende aus dem Gehäuse 9 durch eine geeignete isolierende Durchführung 18 zu einer elektrischen Anschlußschaltung und das andere Ende der Zusatzspule ist mit dem Boden 9b der zugehörigen Kanuner fest elektrisch leitend verbunden.

Man sieht, daß das aus den Viertelwellen-Resonatoren 17a und 17c erzeugte Resonanzsignal durch die Koppelöffnung

21 auf die benachbarten Vierteiwellen-Resonatoren 17b und 17d übertragen wird, während das Resonanzsignal aus dem Viertelwellen-Resonator 17b zum benachbarten Viertelwellen-Resonator 17c hauptsächlich durch den Leiterdraht

22 übertragen wird, wo das elektrische Feld am schwächsten ist, da die Kammern 14 und 15 für das elektrische Feld vollständig gegeneinander isoliert sind. Eine derartige

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Resonanzsignal-übertragung durch das Bandfilter gemäß der Erfindung wird weiter unten im Zusammenhang mit Fig. 6 bis 9 beschrieben.

Fig. 6 zeigt die Ersatzschaltung des oben beschriebenen Bandfilters. Die Ersatzschaltung weist eine Induktion L_Q mit einer Induktivität auf, die der der Spule 17a entspricht, besitzt ferner eine Kapazität C« , die parallel zur Induktion L_n zwischen den Verbindungspunkten J.. und J₂ geschaltet ist und eine Kapazität hat, die der der Spule 17a entspricht. In gleicher Weise ist die Parallelschaltung aus Induktion L_n, und Kapazität C_Q, äquivalent der Spule 17d, die zwischen den Verbindungspunkten J.., und J₂, eingeschaltet ist. Eine Induktion L_Q, mit einer der Spule 17b äquivalenten Induktion ist zwischen Verknüpfungspunkte J₁, und J-, geschaltet und eine zur Induktion L_n, parallelgeschaltete Kapazität C_2b hat eine der verteilten Kapazität der Spule 17b äquivalente Kapazität. In ähnlicher Weise sind eine Induktion L₀ mit einer der Spule 17c äquivalenten Induktivität und eine Kapazität C- mit einer der verteilten Kapazität der Spule 17c äquivalenten Kapazität parallel zueinander zwischen den Verknüpfungspunkten J₁ und J₂ geschaltet. Die Verknüpfungspunkte J_2a und J_2d sind mit einer gemeinsamen Leitung A₁ verbunden, c}ie dem Abschirmgehäuse 9 entspricht, während die Verbindungspunkte J₃, und J₂ miteinander sowie mit der gemeinsamen Leitung A₁ über Kapazitäten C₄, und C₄ verbunden sind.

Jede der Kapazitäten C-, und C₄ hat eine der verteilten Kapazitäten zwischen dem Abschirmgehäuse 9 und den jeweiligen Wicklungen sowie zwischen Abschirmgehäuse 9 und der Leitung 22 äquivalente Kapazität. Die Verbindungspunkte J_1a und J_1b sind miteinander über eine Kapazität C. verbunden, die äquivalent der Koppelkapazität zwischen

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den benachbarten Kammern 17a und 17b durch die Koppelöffnung 21 ist, und in ähnlicher Weise sind die Verbindungspunkte J₁ und J₁, miteinander durch eine Kapazität C.^ verbunden, die der Koppelkapazität zwischen den benachbarten Kammern 17c und 17d durch Koppelöffnung 21 äquivalent ist. Eine Kapazität C-., ist zwischen Verbindungspunkt J₁. und der gemeinsamen Leitung A₁ verbunden, während Kapazität C, zwischen Verbindungspunkt J₁ und der gemeinsamen Leitung A₁ verbunden ist. Jede dieser Kapazitäten C,_b und C, hat eine Kapazität, die der verteilten Kapazität zwischen den jeweiligen Wicklungen und dem Abschirmgehäuse 9 bzw. der oberen Wand 9a äquivalent ist. Die Wicklungen 19a und 2Od entsprechen den Zusatzwicklungen 19 und 20, die oben erwähnt wurden.

Da die Schaltung außerhalb der in Fig. 6 gestrichelten Linien der Schaltung aus Fig. 3 ähnlich ist, braucht auf die zugehörige Beschreibung hier nicht erneut zurückgekommen zu werden.

Die Durchlaßkurve der von der gestrichelten Linie in Fig. 6 umschlossenen Schaltung wird jetzt an theoretischen Überlegungen unter Bezugnahme auf Fig. 7A bis 7C erläutert.

Fig. 7A zeigt eine Schaltung der linken Hälfte der Schaltung im Inneren der gestrichelten Linie aus Fig. 6, wobei die Bezugszeichen in allgemeiner Form angegeben sind und den Wert der jeweiligen Elemente angeben. Fig. 7A und 7C sind Schaltungsdiagramme von'Kurzschlußimpedanzen Z und der Impedanz Z~ bei offener Schaltung zwischen den Eingangsanschlüssen T₁ und T₂ 4er in Fig. 7A dargestellten Schaltung. Anhand der Schaltungen aus Fig. 7A bis 7C kann die obere Grenz frequenz f,.. und die untere Grenzfrequenz f, ~ des Bandfilters sowie ebenfalls die

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Frequenz berechnet werden, die unendliche Dämpfung ergibt.

Da die Frequenz erhalten wird, wenn die Kurzschluß-Impedanz Z gleich der Impedanz Z₄- der offenen Schaltung ist, erhält man die folgende Gleichung:

^f. =

2n/

Da die obere Grenzfrequenz f, . erhalten wird, wenn die Impedanz Z_f der offenen Schaltung gleich Null ist, erhält man die Gleichung (2) wie folgt:

Da die untere Grenzfrequenz f,_ erhalten wird, wenn die Impedanz Z der offenen Schaltung gleich Null ist, erhält man die folgende Gleichung (3):

^fb2

^C2

Da in dem mit Viertelwellen-Resonatoren arbeitenden Bandfilter die Kapazität jeder der Kondensatoren C₁, C₃ und C. kleiner ist als die Kapazität C„, gilt

f < f ^<f

^rb2 ~ b1 2i 00

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Daher ergibt die Relation zwischen der Impedanz J und der Frequenz Kurvenzüge, wie sie in Fig. 8A gestrichelt dargestellt sind, während die Relation zwischen der Impedanz Z_f und der Frequenz Kurvenzüge gemäß ausgezogener Linie in der gleichen Darstellung ergibt, wobei auf der Abszisse die Frequenz und auf der Ordinate die Impedanz abgetragen sind. Damit ergibt die Durchlässigkeitskurve der Schaltung innerhalb der gestrichelten Linie aus Fig. eine Kurve gemäß Fig. 8B, bei der die Abszisse die Frequenz und die Ordinate die Dämpfung bedeuten. Wie sich aus der Kurve von Fig. 8B ergibt, steigt die Dämpfung in einem Frequenzbereich in der Nähe und oberhalb der Grenzfrequenz f, .. gegen eine maximale Dämpfung an, die durch den Buchstaben P angedeutet ist.

Die Durchlässigkeitskurve des erfindungsgemäßen Bandfilters ist in Fig. 9 ausgezogen dargestellt und man kann sie gegen die gestrichelt dargestellte Durchlaßkurve üblicher Bandfilter vergleichen. Man sieht, daß das erfindungsgemäße Bandfilter eine verbesserte Durchlaßkurve im oberen Frequenzbereich hat, bei dem das Signal sehr scharf abgeschnitten wird im Verhältnis zu dem unteren Frequenzbereich.

Jeder der vorstehend als Spule bezeichnete Viertelwellen-Resonator kann um einen Kern oder einen Hohlkern gewickelt sein. In diesem Falle ist die Wicklung um den Spulenkern oder den Hohlkern vorzugsweise eine Gewindewicklung oder Reihenwicklung.

Im allgemeinen wird der Viertelwellen-Resonator aus der Kupferdrahtspule bei Harmonischen mit den Frequenzen ί»·(2η+1) resonieren, wobei f_Q die Grund -Resonanzfrequenz (Eigenfrequenz) und η eine beliebige natürliche Zahl ist. Daher erzeugt der Resonator bei den Frequenzen f_Q*(2n+1) Neben-

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signale. Um diese harmonischen Nebensignale auszublenden, wird ein Draht, der hohe Frequenzen abschneiden kann, wie etwa mit Eisen plattiertes Kupfer, zur Bildung des Resonators spulenförmig gewickelt. Vorzugsweise ist die Stärke des auf das Kupfer aufplattierten Eisens zwischen 3 und 10 μπι. Bei dieser Ausbildung hat der Viertelwellen-Resonator die Eigenschaft, daß die Güte Q im Hochfrequenzbereich abfällt und damit die charakteristische Impedanz erniedrigt. Daher wirkt der Resonator so, als wenn eine Last von niedriger Impedanz in jenem hochfrequenten Bereich angeschlossen wäre und den Verlust in dem hochfrequenten Bereich erhöhte. Eine derartige Erhöhung des Verlustes unterdrückt die Nebensignale.

In ähnlicher Weise kann das aus elektrisch gut leitfähigem Material wie etwa Aluminium oder Kupfer gefertigte Abschirmgehäuse 9 mit einer Eisenschicht von 3 bis 10 μΐη Stärke plattiert werden, um Nebensignale zu unterdrücken.

Fig. 2 zeigt ein Bandfilter F₂ gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Das Bandfilter F₂ weist ein Abschirmgehäuse 29 von verlängerter Quaderform auf, das aus einer Metallplatte, wie etwa Aluminium, gefertigt ist und eine obere Wand 29a, einen Boden 29b sowie zwei gegenüberliegende Seitenwand« 29c und 29d sowie Vorder- und Rückwände aufweist, wobei nur die Rückwand 29e in Fig. 10 gezeigt ist. Das Abaqhirmgehäuse 29 ist in drei Kammern unterteilt; eine Halbkammer 10 und zwei Viertelkammern 32 und 34. Diese drei Kammern werden durch eine mittlere Trennwand 36 gebildet, die sich zwischen den Seitenwänden 29c und 29d erstreckt, sowie durch eine Trennwand 38, die sich zwischen der Mittenwand 36 und dem Boden 29b erstreckt. Man sieht, daß die mittlere Trennwand 36 zwei öffnungen 36a und 36b hat, die die

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— ι ο —

Kammern 32 und 30 verbinden, während die öffnung 36b die Kammern 30 und 34 koppelt. Eine Stützwand 40 erstreckt sich etwa in der Mitte zwischen der vorderen und hinteren Wand der Halbkammer 30 und trägt Viertelwellen-Resonatoren in noch zu beschreibender Weise.

In den Kammern 30, 32 und 34 sind vier Viertelwellen-Resonatoren 17a, 17b, 17c und 17d untergebracht. Der Resonator 17a ist in der Kammer 32 und ist mit einem Ende fest elektrisch leitend mit der Trennwand 38 verbunden, und das andere Ende liegt frei ohne Kontakt zu den Wänden der Kammer 32. Auf die gleiche Weise ist der Resonator 17d in der Kammer 34 angeordnet.

Der Resonator 17b in dem linksseitigen Teil der Kammer ist mit einem Ende fest mit der Stützwand 40 verbunden, während sein anderes Ende frei von jeder Wand in der Kammer 30 endet. Der Resonator 17b erstreckt sich etwa parallel zum Resonator 17a und liegt diesem bezüglich der öffnung 36a gegenüber. Man sieht, daß der Resonator 17b elektrisch von der Stützwand 40 isoliert ist, d.h. elektrisch vom Gehäuse 29 isoliert ist. Auf die gleiche Weise ist der Resonator 17c in dem rechten Teil der Kammer 30 untergebracht. Man sieht, daß die Resonatoren 17b und 17c miteinander elektrisch durch eine geeignete Leitervorrichtung längs der Unterstützungswand 40 miteinander verbunden sind.

Jede der Viertelkammern 32 und 34 enthält eine Zusatzspule. Die Zusatzspule 19 ist in der Kammer 32 in solcher Weise beherbergt, daß sie eine induktive Kopplung mit der Resonatorspule 17a bilden kann und dient als Einkoppelstelle. Die Zusatzspule 20 ist in der Kammer 34 so positioniert, daß sie eine induktive Kopplung mit der

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Resonatorspule 17d herstellen kann und dient als Auskoppelstelle. Jede der Zusatzspulen erstreckt sich mit einem Ende aus dem Abschirmgehäuse durch eine geeignete isolierende Durchführung 18 nach außen an eine äußere elektrische Schaltung, während das andere Ende der Zusatzspule mit der Trennwand 38 fest elektrisch leitend verbunden ist.

Das Bandfilter F₂ gemäß Fig. 10 bildet einen Halbwellen-Resonator in der Kammer 30 durch eine lineare Anordnung der zwei Viertelwellen-Resonatoren 17b und 17c. Eine derartige Anordnung schneidet die Signale im Hochfrequenzbereich in ähnlicher Weise ab wie bei dem Bandfilter gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.

Das Bandfilter F₃ gemäß Fig. 11 wandelt das Bandfilter F₁ gemäß Fig. 4 und 5 insofern ab, als Zusatzspulen 42 und 43 in Kammern 14 und 15 in solcher Weise vorgesehen sind, daß eine induktive Kopplung mit den entsprechenden Viertelwellen-Resonatoren eintritt. Ein Ende der Zusatzspule 42, das in der Nähe des Endes der Spule 17b sich befindet, ist mit einem Ende der anderen Zusatzspule 44 verbunden, das in der Nähe des Endes der Spule 17c sich befindet, und zwar über einen Draht 46, der sich außerhalb des Abschirmgehäuses längs des Bodens 9b erstreckt. Der Leitungsdraht 46 ist gegenüber dem Abschirmgehäuse 9 isoliert. In ähnlicher Weise ist das andere Ende der Zusatzspule 42, das von der Spule 17b entfernt ist, mit dem anderen Ende der anderen Zusatzspule 44 verbunden, das von der Spule 17c entfernt ist, und zwar über eine Drahtleitung 48, die sich außerhalb des Abschirmgehäusas 9 längs des Bodens 9b erstreckt und gegenüber dem Absahirmgehäuse 9 isoliert ist.

Man sieht, daß die Verbindung zwischen den Zusatzspulen und 44 auch entgegengesetzt gewählt werden kann, wie das Fig. 12 zeigt.

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Die Verwendung von Zusatzspulen 42 und 44 hat den Vorteil, daß der steile Abfall der Durchlaßkurve im Hochfrequenzbereich weiter verbessert wird, und zwar aus folgendem Grunde. Die Induktivität L₁ der Zusatzspulen 42 und 44 ergibt eine Resonanzschaltung zusammen mit der Kapazität C₁, die sich aus der verteilten Kapazität längs der außen sich erstreckenden Drahtleitungen 46 und 48 bei der Resonanzfrequenz f.. = 1/2^/L₁ . resultiert. Da die Kapazität C₁ wesentlich kleiner ist als wenige pF, wird die Dämpfung im hohen Frequenzbereich bemerkt. Daher trägt diese Dämpfung zur Verbesser-ung der Dämpfung im hohen Frequenzbereich des Durchlaßbereichs des Bandfilters gemäß der Erfindung bei.

Fig. 13 zeigt ein Bandfilter F₅, bei dem die Zusatzspulen 42 und 44 in Reihe mit den Resonatorspulen 17b und 17c geschaltet sind und mit diesen Verbindungsstellen J₁ und J₂ ergeben. Die Verbindungsstellen J₁ und J₂ sind miteinander durch einen äußeren Leiterdraht 22 verbunden. Die Enden der Zusatzspulen 42 und 44, die entfernt zu den Verbindungsstellen J₁ und J₂ liegen, sind miteinander durch einen sich außen erstreckenden Leiterdraht 48 verbunden. Mit anderen Worten, das Bandfilter F₅ besitzt im Gegensatz zum Bandfilter F₃ den Leiterdraht 46 gemeinsam mit dem Leiterdraht 22.

Das Bandfilter F₅ hat den Vorteil, daß es die in dem Durchlaßband erzeugte Welligkeit reduziert und somit ein phasenmäßig weniger gestörtes Signal erzeugt.

Man sieht, daß die sich außen erstreckenden Leiterdrähte die verteilte Kapazität erzeugen, die mit einem Kondensator 50 gemäß Fig. 14 geschaffen werden kann. Wie erläutert, bildet die Induktivität L₁ der Zusatzwicklungen 42 und 44

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zusammen mit der Kapazität C₁ des Kondensators 50 die

Resonanzschaltung mit der Resonanzfrequenz f.. = 1/2D'/ ^ C-.

Wenn die Induktivität L. einen Wert von 1,6 μΗ und die Kapazität C₁ einen Wert von 6 pF haben, läge die Resonanzfrequenz f₁ bei 72,6 MHz, so daß die Dämpfung im hochfrequenten Bereich sich sehr schnell verändert, wie das die Durchlaßkurve gemäß Fig. 15 erläutert.

Das in Fig. 14 dargestellte Bandfilter F, besitzt zwei Zusatzspulen 42 und 44. Jedoch ist es möglich, eine der Spulen 42 und 44 dadurch zu eliminieren, daß die Kapazität des Kondensators 50 verdoppelt wird, wobei die gleiche Resonanzfrequenz f.. erhalten bleibt. Da der Kondensator zur Bildung der Resonanzschaltung mit der zusätzlichen Spule vorgesehen ist, kann die Kapazität zwischen der zusätzlichen Spule und dem Gehäuse durch Einfügen eines oder mehrerer geeigneter Kondensatoren zwischen ihnen erreicht wer-den.

Der Kondensator 50, der in Fig. 14 zwischen den Leiterdrähten 48 und 22 verbunden ist, kann durch einen variablen Kondensator für exakten Abgleich des Abfalls der Durchlaßkurve im hochfrequenten Bereich wie auch für den niederfrequenten Bereich ersetzt werden.

Da das Bandfilter gemäß der ERIfindung keine Koppelöffnung in der Trennwand aufweist, die die in der Mitte positionierten Viertelwellen-Resonatoren zwischen dem ersten Resonator mit der Einkoppelspule und dem letzten Resonator mit der Auskoppelspule trennt, wird keine verteilte Kapazität zwischen den mittleren Resonatoren erzeugt.

Um das Durchlaßband des Bandfilters gemäß der Erfindung allmählich abfallen zu lassen, ist es möglich, eine

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geeignete öffnung in der Trennwand 11 in bekannter Weise vorzusehen.

Da das Bandfilter gemäß der Erfindung im hochfrequenten Bereich einen derart steilen Abfall der Durchlaßkurve besitzt, können Sperrkreise in den Fernsehempfängern zum Sperren benachbarter Tonsignal-Trägerwellen mit Frequenz f * und zum Aussperren benachbarter Video-Trägerwellen mit der Frequenz f ' in einfacher Weise in hoher Güte durch Verwendung des Bandfilters gemäß der Erfindung als Zwischenfrequenzf ilter vorgesehen sein. Weiter trennt die Verwendung des Bandfilters als Zwischenfrequenzfilter die Zwischenfrequenz sehr scharf und hält dennoch die Dämpfung der tonfrequenten Eigenträgerwelle, der Video-Trägerwellensignale und der Videosub-Trägerwellensignale in geeigneten Ausmaßen.

Die Erfindung ist auf Einzelheiten der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele natürlich nicht beschränkt; so können die Viertelwellen-Resonatoren vorgefertigt sein und auf einem Kunstharz montiert sein, das in den Kammern beherbergt ist. Diese und ähnliche Abänderungen liegen selbstverständlich voll im Rahmen der Erfindung. Im Ganzen wurde ein Bandfilter mit mehreren Viertelwellenlängen-Resonatoren beschrieben, von denen wenigstens zwei durch eine Trennwand im wesentlichen gegeneinander abgeschirmt sind, jedoch elektrisch miteinander durch einen Leiterdraht elektrisch verbunden sind, der gegenüber einem Abschirmgehäuse isoliert ist, wodurch der Abfall der Durchlaßkurve des Filters so steil gemacht werden kann, daß das eingegebene Signal in einem hochfrequenten Bereich des Durchlaßbandes stärker gefiltert wird als in einem niederfrequenten Bereich des Durchlaßbandes.

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Claims

Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., 1006, Oaza Kadoma, Kadoma-shi, Osaka-fu (Japan) Bandfilter Ansprüche

1. Bandfilter mit einem metallischen Abschirmgehäuse (9), mit wenigstens einer metallischen Trennwand (11), die das Abschirmgehäuse (9) in wenigstens zwei gegeneinander abgeschirmte Kammern (14,15) unterteilt, mit Viertelwellen-Resonatoren, von denen in jeder Kammer einer gegenüber dem Abschirmgehäuse isoliert angeordnet ist, mit einer ersten gegenüber dem Abschirmgehäuse elektrisch isolierten elektrischen Verbindung (22), die den in einer Kammer beherbergten Resonator (17b) mit dem anderen in der anderen Kammer beherbergten Resonator (17c) verbindet, mit einer Einkoppeleinrichtung (19) für zu filternde Signale sowie mit einer Auskuppeleinrichtung (20) zur Entnahme der gefilterten Signale, wobei die Einkoppeleinrichtung und die Auskoppeleinrichtung in unterschiedlichen Kammern angeordnet sind.

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ORIGINAL INSPECTED

-O-

2. Bandfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Viertelwellen-Resonator in jeder Kammer mit einem Ende elektrisch isoliert befestigt ist und mit dem anderen Ende frei in den Raum der zugehörigen Kammer ragt.

3. Bandfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Kammern angeordneten Viertelwellen-Resonatoren schraubenförmige Spulen sind.

4. Bandfilter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Kammer eine Zusatzspule (19,42,44,20) angeordnet ist, die mit dem zugehörigen Viertelwellen-Resonator induktiv gekoppelt ist; daß eine zweite elektrische Verbindung gegenüber dem Abschirmgehäuse elektrisch isoliert ein Ende der Zusatzspule in einer Kammer mit einem Ende der Zusatzspule in einer anderen Kammer verbindet, und daß eine dritte elektrische Verbindung (48) das andere Ende der in einer Kammer beherbergten Zusatzspule mit dem anderen Ende der in der anderen Kammer beherbergten Zusatzspule verbindet, wodurch eine Resonanzschaltung zwischen den Induktivitäten der Zusatzspulen und der verteilten Kapazität zwischen der zweiten und dritten elektrischen Verbindung gebildet ist.

5. Bandfilter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator (50) zwischen der zweiten und dritten elektrischen Verbindung eingeschaltet ist.

6. Bandfilter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (50) variabel ist.

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7. Bandfilter nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das dem benachbarten Viertelwellen-Resonator benachbarte Ende der Zusatzspule mit dem Ende des Viertelwellen-Resonators verbunden ist.

8. Bandfilter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirmgehäuse eine Eingangskammer aufweist, in der ein Eingangs-Viertelwellen-Resonator an einem Ende elektrisch mit dem Abschirmgehäuse (9) verbunden ist und mit seinem anderen Ende frei in der Eingangskammer endet; und daß eine Einkoppelspule (19) mit dem Eingangs-Viertelwellen-Resonator induktiv gekoppelt ist und mit einem Ende durch das Abschirmgehäuse elektrisch isoliert herausgeführt ist.

9. Bandfilter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Abschirmgehäuse eine Ausgangskammer vorgesehen ist,in welcher ein Ausgangs-Viertelwellen-Resonator an einem Ende elektrisch mit dem Abschirmgehäuse verbunden ist und am anderen Ende in der Ausgangskammer frei endet; und daß eine Auskoppelspule

(20) mit dem Ausgangs-Viertelwellen-Resonator induktiv gekoppelt ist und mit einem Ende isoliert aus dem Abschirmgehäuse herausgeführt ist.

10. Bandfilter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand eine Koppel-Öffnung aufweist.

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