DE3015919A1

DE3015919A1 - Filterschaltung

Info

Publication number: DE3015919A1
Application number: DE19803015919
Authority: DE
Inventors: Kenneth William Moulding; Gordon Arthur Wilson
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1979-04-30
Filing date: 1980-04-25
Publication date: 1980-11-13
Also published as: FR2455816A1; JPS55156415A; FR2455816B1; US4290036A; GB2049332B; GB2049332A

Description

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"Filterschaltung".

Die Erfindung bezieht sich auf eine Filterschaltung mit einem reaktiven Element und einer elektronischen Reaktanzschaltung, wobei die genannte elektronische Reak— tanzschaltung einen Verstärker enthält, wobei ein Eingang dieses Verstärkers mit dem genannten reaktiven Element gekoppelt ist und wobei ein Ausgang mit dem genannten reaktiven Element gekoppelt ist.

Es ist bekannt (siehe beispielsweise das Buch: "Radio Designers¹ Handbook" (iliffe), 4. Auflage, Seiten 1156-1160), dass der Effektivwert eines reaktiven Elements, beispielsweise einer Induktivität, dadurch geändert werden kann, dass die Anode-Kathodenstrecke einer Röhre dem Element parallelgeschaltet wird und die Spannung an dem reaktiven Element dem Steuergitter der Röhre über ein 90°-phasendrehendes Netzwerk zugeführt wird, so dass die Anode-Kathodenstrecke der Röhre einen Signalstrom führt, der zu dem Strom durch das reaktive Element gleich - oder gegenphasig ist (wenn das reaktive Element eine reine Kapazität oder eine reine Induktivität ist). Die Röhre ar— beitet deswegen wie eine weitere Reaktanz (entweder kapazitiv oder induktiv, abhängig von der Richtung, in der die Verschiebung in dem phasendrehenden Netzwerk auftritt) parallel zu dem reaktiven Elementin dem Videokanal eines Fernsehempfängers wird meistens ein sogenanntes Tonunterdrückungsfilter verwendet um zu vermeiden, dass Tonsignale die Bildwiedergabe beeinträchtigen. Diese Tonsignale werden meistens auf einem in der Frequenz gerade über der höchsten übertragenen Video-Modulationsfrequenz liegenden Hilfsträger frequenzmoduliert übertragen. Dieses Tonunterdrückungsfilter hat meistens die Form eines sogenannten Kerbfilters ("notch filter"), das auf den Ton-Hilfsträger abgestimmt ist (meistens 6 MHz oder 5>5 MHz). Um dafür zu sorgen, dass

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die Frequenzdurchlasskennlinie des Videokanals für Videosignale dennoch richtig ist, ist es erwünscht, dass der Übertragungsfaktor des Kerbfilters für den ganzen Frequenzbereich der Videosignale nahezu konstant ist. Dies bedeutet, dass die Durchlasskennlinie desselben für Frequenzen bis zu einer Frequenz gerade unterhalb derjenigen, bei der die Kerbe ("notch") auftritt, nahezu flach sein muss.

Wenn das Kerbfilter durch einen Reihenresonanzkreis gebildet werden würde, der aus einer Reihenschaltung aus einer Induktivität und einem Kondensator besteht, die mit der Eingangsimpedanz der Eingangssignalquelle in Reihe geschaltet wäre, würde der Übertragungsfaktor des Filters wahrscheinlich bei Frequenzen abnehmen, die viel niedriger liegen als diejenigen, bei denen die grösste Unterdrückung bzw. Kerbe auftritt, d.h. bei Frequenzen innerhalb des Videosignalbandes. Dies würde dazu führen, dass die höheren Frequenzanteile des Video-Ausgangssignals des Filters wahrscheinlich beeinträchtigt werden würden. Ein Filter höherer Ordnung ist deswegen erwünscht.

Eine bestimmte Ausführungsform eines derartigen Filters höherer Ordnung ist in Figur 1 auf schematische Weise dargestellt, wobei eine zweite Induktivität L_ in die Eingangssignalstrecke für einen Reihenresonanzkreis aufgenommen ist, der durch eine erste Induktivität L₁ und einen Kondensator C gebildet wird. Die Werte der Induktivität L₁ und des Kondensators C sind derart gewählt worden, dass der dadurch gebildete Resonanzkreis bei der Ton-Hilfsträgerfrequenz schwingt und bei dieser Frequenz einen Nullpunkt in dem Übertragungsfaktor des Filters herbeiführt.

^O Der Wert der Induktivität Lo ist derart gewählt worden, dass ein "Pol" bei einer gerade unterhalb dieser Frequenz liegenden Frequenz auftritt. Dies führt dazu, dass der Übertragungsfaktor V/E des Filters um die Frequenz f_ auf eine in Figur 2 dargestellte Art und Weise ändert, wobei

durch f die Ton—Hilfsträgerfrequenz bezeichnet ist und wo—

bei die Durchlasskennlinie, die bei Frequenzen unterhalb f erhalten werden würde, wenn die Induktivität L„ durch einen einfachen Widerstand ersetzt werden würde, durch eine

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gestrichelte Linie angegeben ist. Die Höhe der in der Durchlasskennlinie auftretenden Spitze gerade unterhalb f und die Frequenz derselben können selbstverständlich dadurch eingestellt werden, dass der Wert der Induktivität L und der Qualitätsfaktor der Schaltungsanordnung geändert wird um die beste Annäherung einer idealen Durchlasskennlinie zu erhalten.

Zur Zeit ist es aus Zuverlässigkeits-, Reproduzierbarkeits- und wirtschaftlichen Gründen sehr erwünscht, dass die Schaltungsanordnungen in einem Fernsehempfänger möglichst als integrierte Schaltungen ausgebildet sind.

Es ist bekannt, dass eine Induktivität durch eine Eingangsimpedanz einer kapazitiv belasteten Gryratorschaltung ersetzt werden kann, d.h. durch die Eingangsimpedanz eines kapazitiv belasteten Vierpols, wofür die Admittanzmatrix in dem idealen Fall

0 -g

+ g O

is t.

Eine Gyratorschaltung kann beispielsweise dadurch gebildet werden, dass ein Paar spannungsgesteuerter Stromquellen, von denen die eine von dem Eingang zu dem Ausgang invertierend und die andere von dem Eingang zu dem Ausgang nicht-invertierend ist, derart miteinander verbunden werden, dass der Eingang jeder Stromquelle zu dem Ausgang der anderen Stromquelle parallelgeschaltet ist, wobei jede Kombination des Einganges der einen Quelle mit dem Ausgang der anderen Quelle ein Tor des Gyrators bildet. Weiterhin kann beispielsweise die Gyratorschaltung dadurch gebildet werden, dass ein Paar stromgesteuerter Spannungsquellen, von denen die eine von dem Eingang zu dem Ausgang invertierend und die andere von dem Eingang zu dem Ausgang nichtinvertierend ist, derart miteinander verbunden werden, dass der Eingang jeder Quelle mit dem Ausgang der anderen Quelle in Reihe geschaltet ist, wobei jede Reihenschaltung aus dem Eingang der einen Spannungsquelle und dem Ausgang der anderen Spannungsquelle ein Tor des Gyrators bildet.

So könnten die Induktivitäten L und L₀ nach Figur 1

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durch, je eine Eingangsimpedanz eines betreffenden kapazitiven belasteten Gyrators ersetzt werden, wodurch die FiIterschaltung zum Gebrauch als integrierte Schaltung geeignet wäre.

Jeder Gyrator würde dann ein grosses G_ebiet auf einer Halbleiterplatte beanspruchen. Dies kann dazu führen, dass eine grössere Platte gebraucht wird als aus dem Gesichtspunkt der zuverlässigen Herstellung erwünscht ist, oder dass auf dieser Platte andere Teile der Schaltungsanordnung des Fernsehempfängers fortgelassen werden müssen, die sonst darauf platzfinden könnten. Die Erfindung hat nun zur Aufgabe, diesen Nachteil auszuschalten.

Eine Filtersehaltung der eingangs erwähnten Art weist dazu das Kennzeichen auf, dass die Verstärkerschaltung eine Spannungsverstärkerschaltung ist und dass der Ausgang derselben mit einer Signalstrecke über das genannte reaktive Element in Reihe geschaltet ist. Auf die angegebene Art und Weise kann eine Reaktanz nachgeahmt werden und zwar mit Hilfe eines Spannungsverstärkers. ¥enn der Spannungsverstärker ideal ist, d.h. wenn er eine Ausgangsimpedanz gleich Null hat, kann die Spannung an den Ausgangsklemmen mit der an dem reaktiven Element genau gleichphasig sein, was dazu führt, dass die Reihenschaltung aus dem Ausgang und dem reaktiven Element sich als Reihenschaltung aus zwei Reaktanzen von selben Typ verhält (induktanzen, Kapazitäten, Parallel- oder Reihenresonanzkreise usw., abhängig von dem Charakter des reaktiven Elements), von denen eine positiv oder negativ sein kann, abhängig von der Richtung, in der der Verstärkerausgang in der Signalstrecke

³" über das reaktive Element angeordnet ist. Es kann nützlich sein, auf diese Weise gleichsam zwei Reaktanzen desselben Typs zu bilden, beispielsweise eine Reihenschaltung aus den Induktivitäten L und' L_? in einer Filterschaltung, deren Durchlasskennlinie der der Schaltungsanordnung nach Figur 1 annähert. Ausserdem kann unter bestimmten Umständen die Möglichkeit, eine negative Reaktanz nachzuahmen, nützlich sein.

Das genannte reaktive Element kann ein induktives

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Element sein, das durch ein erstes Tor der Gyratorschaltung gebildet wird, deren zweites Tor kapazitiv belastet ist, wobei die Reihenschaltung aus dem ersten und dem zweiten induktiven Element gleichsam durch die Kombination dieser Gyratorschaltung und der genannten Reaktanzschaltung gebildet wird. Diese Schaltungsanordnung kann einfacher sein als wenn die zwei induk.tiven Elemente durch einzelne kapazitiv belastete Gyratorschaltungen gebildet werden wurden.

Wenn nach einer weiteren Ausarbeitung der Erfindung, wobei das reaktive Element ein derartiges induktives Element ist, ein kapaztives Element in Reihe in die genannte Signalstrecke über dieses Induktivelement aufgenommen ist, können erste Mittel vorhanden sein zum Liefern einer Ein gangssignalsρannung über die Reihenschaltung aus dem induk-

^ tiven Element, dem kapazitiven Element und dem Verstärkerausgang und können zweite Mittel vorhanden sein zum Entnehmen einer Ausgangssignalspannung über eine Reihenschaltung aus dem genannten kapazitiven Element und/oder dem genannten induktiven Element oder dem Verstärkerausgang,

²^ während der Verstärkerausgang in der erstgenannten Reihenschaltung in einer derartigen Richtung geschaltet sein kann, dass innerhalb dieser Reihenschaltung die Signalspannung, die an dem genannten Ausgang auftritt, wenn eine genannte Eingangssignalspannung vorhanden ist, mit der Signalspannung, die an dem genannten induktiven Element auftritt, gleichphasig sein wird. Eine FiIterschaltung entsprechend der nach Figur 1 kann auf diese Art und Weise erhalten werden und kann zum Gebrauch als Tonunterdrückungsfilter in einem Fernsehempfänger interessant sein.

Die Ausbildung einer derartigen Filterschaltung in Form einer integrierten Schaltung kann erleichtert werden, wenn die Gyratorschaltung eine erste und eine zweite spannungsgesteuerte Stromquelle enthält, von denen die eine invertierend und die andere nicht invertierend ist, wobei der Eingang jeder dieser Quellen mit dem Ausgang der anderen genannten Quelle verbunden ist, wenn eine der genannten Quellen mit einem weiteren Ausgang versehen und derart ausgewählt ist, dass sie einen Ausgangsstrom daran erzeugt,

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der zu dem dadurch erzeugten Strom an dem erstgenannten Ausgang in Gegenphase ist, wenn der genannte Ausgangsstrom von einem Widerstand gesteuert wird und wenn die an dem genannten Widerstand auftretende Spannung mit der genannten Eingangssignalspannung kombiniert wird, wobei dann der genannte Verstärker die genannte eine Quelle und den genannten Widerstand enthält. Weil es erwünscht ist, dass eine in Form einer integrierten Schaltung ausgebildete Schaltung derart entworfen ist, dass die Eigenschaften derselben als Ganze möglichst wenig empfindlich sind für Herstellungstoleranzen, die bei der Herstellung der Schaltungsanordnung auftreten, ist es oft erwünscht^ einen gegebenenfalls vorhandenen Verstärker balanziert auszubilden, beispielsweise derart, dass er ein sogenanntes "long-tailed"-Transistorpaar enthält. Im allgemeinen hat ein derartiger Verstärker' zwei Ausgänge in Gegenphase. Wenn die obengenannten spannungsgesteuerten Stromquellen auf diese Art und Weise ausgebildet sind, ist der genannte weitere Ausgang jedenfalls vorhanden, so dass die elektronische Reaktanzschaltung unter Verwendung einer äusserst geringen Anzahl zusätzlicher Einzelteile gebildet werden kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

^ Figur 1 die obengenannte Filterschaltung mit diskreten induktiven Elementen,

Figur 2 die obengenannte mögliche Ubertragungsfaktor Frequenzkennlinie der Schaltungsanordnung nach Figur 1, Figur 3 die allgemeine Form eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Figur h die allgemeine Form eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Figur 5 eine detaillierte Darstellung einer Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach Figur k,

Figur 6 eine detaillierte Darstellung einer praktischen Ausführungsform des Ausführungsbeispiels nach Figur 5·

In Figur 3 enthält eine Filteranordnung ein Paar Eingangsklemmen 1, 2, denen ein Eingangssignal zugeführt wird;

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ein Paar Ausgangsklemmen 3> ^> denen ein Ausgangssignal entnommen wird und eine Gyratorschaltung 5» wobei über ein Tor derselben ein Kondensator 7 angeordnet ist und wobei über das andere Tor 8 der Eingang eines Spannungsverstär-

S kers 9 angeordnet ist. Der Ausgang des Verstärkers 9 liegt in Reihe mit einer Signalstrecke zwischen den Eingangsklemmen 1 und 2, wobei diese Signalstrecke sich über das Tor 8 des Gyrators 5 und über einen Reihenkondensator 11 erstreckt. Die Polaritäten der Ein- und Ausgangssignale des Verstärkers 9 gegenüber einander sich auf übliche Weise durch Plus-und Minuszeichen neben den betreffenden Ein- und Ausgangsklemmen bezeichnet. Daraus ist ersich.tlich, dass der Ausgang des Verstärkers 9 in der Reihenschaltung aus dem genannten Ausgang, dem Tor 8 und dem Kondensator 11 in einer derartigen Richtung geschaltet ist, dass innerhalb dieser Reihenschaltung die Signalspannung, die an diesem Ausgang auftritt, wenn eine Eingangssignalspannung an die Klemmen 1 und 2 angelegt wird, mit der Spannung, die an dem Tor 8 auftritt, gleichphasig sein wird.

Die Reihenschaltung aus dem Tor 8 und dem Kondensator 11 ist über die Ausgangklemmen 3 und h angeordnet.

Wie obenstehend erwähnt, ist, weil das Tor 6 der Gyratorschaltung 5 durch den Kondensator 7 belastet ist, die Impedanz des Tores 8 des Gyrators 5 induktiv und entspricht

^⁵ auf die Weise der Induktivität L aus Figur 1, wobei der Kondensator 11 dem Kondensator C in Figur 1 entspricht. Weil die Ausgangsspannung des Verstärkers 9 einer etwaigen Spannung an dem (induktiven) Tor 8 des Gyrators 5 proportional und gleichphasig mit derselben ist und der

"^⁰ Strom durch den Ausgangskreis des Verstärkers 9 zu einem etwaigen Strom durch das induktive Tor 8 gleich und gleichphasig ist (ausgehend von dem Idealfall, in dem die Ausgangsimpedanz des Verstärkers 9 vernachlässigbar ist, ebenso wie die in jeder an den Ausgangsklemmen 3s ^- angeordneten Belastung), bildet der Ausgangskreis des Verstärkers 9 gleichsam eine Fortsetzung der Induktanz, die an dem Tor 8 vorhanden ist. Diese Fortsetzung ist wegen der Richtung, in der der Ausgang des Verstärkers 9 in der

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Schaltungsanordnung angeordnet ist, positiv und entspricht daher dem induktiven Element L_ aus Figur 1. Deswegen ist ersichtlich, dass eine Filterschaltung, deren Durchlasskennlinie der der Anordnung nach Figur 1 entspricht, unter Verwendung nur eines kapazitiv belasteten Gyrators erhalten worden ist, wobei die Induktivität L„ mit Hilfe der elektronischen Reaktanzschaltung nachgeahmt wird, die durch den Verstärker 9 gebildet wird. Selbstversta ndlich könnte der Ausgang des Verstärkers 9 in entgegengesetzter Richtung in der Schaltungsanordnung angeordnet werden, wobei eine negative Induktanz nachgeahmt werden würde. Dadurch würde eine Übertragungsfaktor-Frequenzkennlinie erhalten werden, die der aus Figur 2 entspricht, wobei aber die Spitze zur Hochfrequenzseite der Frequenz f verscho-

ben ist.

Es dürfte einleuchten, dass nach einer anderen Möglichkeit das Tor 8 der Gyratorschaltung 5 und der Ausgang des Verstärkers 9 vertauscht werden können, so dass das Tor 8 zwischen den Klemmen 1 und 3 liegt und der Verstärkerausgang zwischen der Klemme 3 und dem Kondensator 11, wobei der Eingang des Verstärkers 9 über das Tor 8 in der neuen Lage angeordnet ist.

Selbstverständlich ist es möglich, auf analoge Weise andere Reaktanzen als Induktanzen nachzuahmen. Venn beispielsweise der Eingang des Verstärkers 9 aus Figur 3 derart verschoben werden würde, dass er über den Kondensator 11 geschaltet wäre, würde der Ausgangskreis des Verstärkers gleichsam eine Kapazität bilden (positiv oder negativ) und dann würde die Anordnung der nach Figur 1 entsprechen, wobei jedoch die Induktivität L„ durch e.inen Kondensator ersetzt worden und die Übertragungsfaktor-Frequenzkennlinie auf entsprechende Weise geändert ist. Nach einem anderen Beispiel würde, wenn ein weiterer Kondensator über das Tor 8 des Gyrators 5 angeordnet wäre, der Ausgangskreis d_es Verstärkers gleichsam die Parallelschaltung einer Induktivität und eines Kondensators bilden.

Es liegt auf der Hand, dass der Wert der nachgeahmten Reaktanz von dem Wert des reaktiven Elements abhängen wird,

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über das der Verstärkereingang angeordnet ist und von dem Wert der Verstärkung des Verstärkers.

Figur k zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei der einfache Spannungsverstärker 9 aus Figur 3 durch einen Spannungsverstärker ersetzt worden ist, der aus einer Kombination einer spannungsgesteuerten Stromquelle 10 und eines Belastungswiderstandes 12 besteht. Die Eingangsklemme 1 ist nun mit dem nicht invertierenden Eingang eines Differenzspannungsverstärkers 13 verbunden, dessen nicht-invertierender Ausgang mit dem Tor 8 des Gyrators 5 und mit der Ausgangskiemine 3 gekoppelt ist. Der Verbindungspunkt des nicht-invertierenden Ausganges der Quelle 10 und des Belastungswiderstandes 12 ist an den invertierenden Eingang des Verstärkers 13 angeschlossen.

Der Belastungswiderstand 12, d.h. der Ausgang der Spannungsverstärkeranordnung 10, 12 ist auf diese Weise mit einer Signalstrecke von den Eingangsklemmen 1, 2 zu dem Eingang des Verstärkers 13 in Reihe geschaltet, d.h. in Reihe mit der Eingangssignalstrecke über das (induktive) Tor 8. Ausserdem dürfte es einleuchten, dass der Ausgang der Anordnung 10, 12 in die Reihenschaltung aufgenommen ist, die aus dem genannten Ausgang, dem Tor 8 und dem Kondensator 11 in einer derartigen Richtung besteht, dass innerhalb dieser Reihenschaltung die Signalspannung, die an dem genannten Ausgang auftritt, wenn eine Signalspannung an die Klemmen 1 und 2 angelegt wird, mit der Spannung, die an diesem Tor 8 auftritt, gleichphasig sein wird. Auf diese Weise bildet wieder der Spannungsverstärker 10, 12 gleichsam eine positive Induktanz in der Eingangssignalstrecke zu dem induktiven Tor 8, d.h., dass eine Filterschaltung, deren Durchlasskennlinie der nach Figur 1 entspricht, unter Verwendung nur eines kapazitiv belasteten Gyrators wieder erhalten worden ist.

Es dürfte einleuchten, dass, wenn eine (nicht darge—

stellte) Eingangssignalquelle, die an den Klemmen 1 und 2 aus Figur k liegt, einen wesentlichen inneren Widerstand aufweist, der Belastungswiderstand 12 durch diesen Widerstand ersetzt werden kann, wobei der Differenzspannungs-

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verstärker 13 fortgelassen werden kann und wobei dann die KlemtiB 1 unmittelbar mit dem Tor 8 und mit der Ausgangsklemme 3 verbunden ist, während der Ausgang der Quelle 10 dann an den Klemmen 1 und 2 liegt und zwar derart, dass der nicht invertierende Ausgang (+) der Quelle 10 mit der Klemme 2 und der invertierende Ausgang der Quelle 10 mit der Klemme 1 verbunden ist.

Figur 5 zeigt detailliert eine geänderte Ausführungsform von der nach Figur 4. Insbesondere ist die Gyrator- schaltung 5 nach Figur h derart dargestellt, dass sie aus einem Paar spannungsgesteuerter Stromquellen 15 bzw. 16 ausgebaut ist, die je einen nicht-invertierenden (+) sowie einen invertierenden (-)-Eingang und einen nicht-invertierenden (+) und einen invertierenden (-)-Ausgang aufweisen.

Der invertierende Ausgang der Quelle 15 ist mit dem nichtinvertierenden Eingang der Quelle 16 verbunden; der nichtinvertierende Ausgang der Quelle 16 ist mit dem nicht-invertierenden Eingang der Quelle 15 verbunden und der invertierende Ausgang der Quelle 16 ist mit dem invertierenden Eingang der Quelle 15 verbunden. Deswegen wird eine Gyratorschaltung gebildet, von der ein'Tor 8 sich zwischen den nicht-invertierenden und invertierenden Eingängen der Quelle 15 und dessen anderes Tor sich zwischen den nichtinvertierenden und invertierenden Eingängen der Quelle 16 befindet. Der Kondensator 7 ist über das Tor 6 angeordnet und der Kondensator 11 liegt zwischen einer Klemme des Tores 8 und Erde, wie in Figur k dargestellt. Die Quelle aus Figur h wird in Figur 5 durch die Strecke über die Quelle 15 von den Eingangsklemmen zu der nicht invertierenden Ausgangsklemme gebildet. Selbstverständlich können das Tor 8 und der Kondensator 11, gewünschtenfalls, vertauscht werden, wie dies in den Anordnungen nach den Figuren 3 und h der Fall sein kann.

Die Schaltungsanordnung nach Figur 5 kann in der Praxis auf eine Art und Weise ausgebildet sein, die in Figur 6 detailliert dargestellt ist. Xn Figur 6 wird die Quelle 15 aus Figur 5 durch ein "long-tailed"-Transistorpaar 17 bzw. 18 gebildet, wobei die Kollektorelektroden aus einer posi-

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tiven Spannungsquelle 18 über die Stromquellen 20 bzw. gespeist werden und wobei die Emitterelektroden Reihenwiderstände 22 bzw. 23 enthalten. Der Verbindungspunkt dieser Widerstände ist über eine Stromquelle Zk mit Erde verbunden. Auf gleiche Weise wird in Figur 6 die Quelle aus Figur 5 durch ein "long-tailed"-Transistorpaar 25 bzw. 26 gebildet, wobei die Kollektorelektroden über die Stromquellen 27 bzw. 28 aus der Spannungsquelle 19 gespeist werden und wobei die Emitterelektroden Reihenwiderstände 29 bzw. 30 enthalten. Der Verbindungspunkt dieser Widerstände ist über eine Stromquelle 31 mit Erde verbunden. Die Basis des Transistors I7 ist mit Kollektor des Transistors 26 und mit der Ausgangsklemme 3 verbunden. Die Basis des Transistors 18 ist über den Kondensator 11 mit Erde und mit dem Kollektor des Transistors 25 verbunden. Die Basis des Transistors 25 ist über den Kondensator 7 mit Erde und auch mit dem Kollektor des Transistors 17 verbunden. Die Basis des Transistors 2.6 ist mit Erde verbunden. Der Kollektor des Transistors 18 ist über den Widerstand 12 mit Erde und auch mit dem invertierenden Eingang des Differenzspannungsverstärkers 13 verbunden.

In der Praxis kann die Basis jedes Transistors über einen eigenen (nicht dargestellten) Emitterfolger mit einem Emitterbelastungswiderstand, dessen Wert in der Grössen-Ordnung von beispielsweise 10 kOhm liegt, gespeist werden. Derartige Emitterfolger können Gleichstrompegelverschiebungen herbeiführen, wo dies wegen der angewendeten Gleichstromkopplungen notwendig ist. Die Werte jedes der Widerstände 22, 23, 29 und 30 können beispielsweise in der Grössenordnung von 1 kOhm liegen. Die jeweiligen "konstanten" Stromquellen können beispielsweise durch Widerstände hohen Wertes, durch geeignet vorgespannte Transistoren in gemeinsamer Emitterschaltung (ppn-Transistören für die Quellen 20, 21, 27 und 28 und npn-Transistoren für die Quellen 2k und 31) oder durch Verarmungsfeldeffekttransistoren gebildet werden, deren Torelektroden mit ihren Source-Elektroden verbunden sind (p-Kanal-Feldeffekttransistoren für die Quellen 21, 22, 27 und 28) und n-Kanal-α U U 4 b / U i A &

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Feldeffekttransistoren für die Quellen 2k und 31.

Der Wert des Widerstandes 12 bestimmt die Verstärkung der Spannungsverstärkeranordnung, die durch die Signalstrecke über die spannungsgesteuerte Stromquelle I5 zu dem nicht invertierenden Ausgang (Kollektor des Transistors 18) und den Widerstand 12 gebildet ist, d.h. dass er die relativen Werte der durch die kapazitiv belastete Gyratorschaltung 15» 16 gebildeten Induktanz und der durch die Spannungsverstärkeranordnung nachgeahmten Induktanz bestimmt.

Es liegt auf der Hand, dass der Wert diese Widerstandes derart gewählt werden muss, dass die Spitze in der Durchlasskennlinie nach Figur 2 bei der richtigen Frequenz gegenüber der Kerbfrequenz f liegt.

Die Kerbfrequenz f wird auf bekannte Weise durch die Werte des Kondensators 11 und der Induktanz bestimmt, die durch die kapazitiv belastete Gyratorschaltung gebildet wird. Diese Frequenz wird im Idealfall gegeben durch:

1
^fs - 2-nre «VW"²'

wobei C und C₁₁ die Werte der Kondensatoren 7 bzw. 11 sind und g die Grosse der Steilheit jeder spannungsgesteuerten

Stromquelle 15» 16 wobei vorausgesetzt ist, dass jede Quelle dieselbe Steilheit aufweist, was ideal wäre, nicht aber notwendig. Bei hohen Frequenzen kann der obenstehende ideale Ausdruck für f durch das Vorhandensein von parasi-

" tären Reaktanzen geändert werden.

Die Qualitätsfaktoren der Anordnungen der Figuren 3-6 können gewünschtenfalls verringert werden indem in Reihe mit dem Ausgangskreis des Verstärkers 9 aus Figur 3 oder in Reihe mit dem Ausgang des Verstärkers 13 in den Figuren h

^ bis 6 ein Widerstand angeordnet wird, wodurch die Breite der Kerbe in der Durchlasskennlinie der Anordnung auf den erforderlichen Wert eingestellt wird.

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Claims

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1., Filterschaltung mit einem reaktiven Element und einer elektronischen Reaktanzschaltung, wobei die genannte elektronische Reaktanzschaltung eine Verstärkerschaltung enthält, mit deren Eingang das genannte reaktive Element gekoppelt ist und deren Ausgang mit dem genannten reaktiven Element gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkerschaltung eine Spannungsverstärkerschaltung ist und dass der Ausgang derselben mit einer Signalstrecke über das genannte reaktive Element in Reihe geschaltet ist.

2. Filterschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte reaktive Element ein induktives Element ist, das durch ein erstes Tor einer Gyratorschaltung gebildet wird, deren zweites Tor kapazitiv belastet wird.

3. Filterschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in die genannte Signalstrecke ein kapazitives Element in Reihe aufgenommen ist; dass erste Mittel vorhanden sind zum Liefern einer Eingangssignalspannung an der Reihenschaltung aus dem induktiven Element, einem kapazitiven Element und dem genannten Ausgang; dass zweite Mittel vorhanden sind zum Entnehmen einer Ausgangssignalspannung an einer Reihenschaltung, die durch das genannte kapazirive Element und/oder das genannte induktive Element oder aber den genannten Ausgang gebildet wird, und dass der genannte Ausgang in der erstgenannten Reihenschaltung in einer derartigen Richtung- liegt, dass innerhalb diesel· fieilienschal tung die Signa L spannung, die an dem genannten Ausgang auftritt, wenn die genannte Eingangssignalspannung vorhanden ist, mit der Signalspannung, die an dem genannten induktiven Element auftritt, gleichphasig sein wird.

'+. Filterschaltung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Gyratorschaltung eine erste und eine zweite spannungsgesteuerte Stromquelle enthält,

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von denen die eine invertierend und die andere nicht- invertierend ist, wobei der Eingang jeder genannten Quelle mit dem Ausgang der anderen genannten Quelle verbunden ist; dass eine der genannten Quellen mit einem weiteren Ausgang versehen und derart ausgebildet ist, dass sie einen Ausgangsstrom daran erzeugt, der zu dem Strom, der dadurch an dem erstgenannten Ausgang erzeugt wird, gegenphasig ist; dass der genannte Ausgangsstrom durch einen Widerstand gesteuert wird und dass die Spannung, die an dem genannten Widerstand auftritt, mit der genannten Eingangssignalspannung kombiniert wird, so dass die genannte Verstärkerschaltung die genannte eine Quelle und den genannten Widerstand enthält.

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