DE3019474A1

DE3019474A1 - Hf-filter

Info

Publication number: DE3019474A1
Application number: DE19803019474
Authority: DE
Inventors: Jiro Inoue
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1979-05-24
Filing date: 1980-05-21
Publication date: 1980-11-27
Also published as: JPS55171121U; US4323866A

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein HF-Bandfilter mit einer gegebenen Durchlaßbandbreite entsprechend dem"Oberbegriff von Patentanspruch 1.

HF-Bandfilter dieser Art werden z.B. in einem ZF-Verstärker eines Rundfunkempfängers verwendet. So ist es etwa bei Rundfunkempfängern bekannt die Durchlaßbandbreite des ZF-Filters in Abhängigkeit von den jeweiligen Empfangsbedingungen, dem Empfangszweck oder dergleichen zu verändern. Zur besseren Trennung einer bestimmten Empfangsfrequenz oder zur Unterdrückung von Interferenzstörungen wird ein schmalbandiges Filter benötigt. Für den Empfang eines erweiterten Seitenbandes jedoch ist zur Erzielung einer guten Tonqualität ein breitbandiges Filter erforderlich.

Zur selektiven Umschaltung der Durchlaßbandbreite einer Filterschaltung auf eine schmale oder große Bandbreite sind bereits in Fig. 1 und 2 der anliegenden Zeichnung dargestellte Schaltungen benutzt worden. Nach Fig. 1 befinden sich z.B. in einem Rundfunkempfänger ein Schmalbandfilter 31 und ein Breitbandfilter 32, von denen mittels Umschaltung eines Mehrfachschalters 41/42 selektiv entweder das eine oder andere Filter zwischen eine Mischstufe 1 und einen ZF-Verstärker 2 geschaltet wird. Diese bekannte Schaltung ist aufwendig und teuer, weil sie zwei Filter 31, 32 benötigt, die außerdem so justiert werden müssen, daß beide die gleiche Mitten-

frequenz f_n haben.

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Die bekannte Filterschaltung van Fig. 2 enthält per se bekannte Dreipnl-Keramikfilter 51, 52, die nach dem bekannten Prinzip der Dehnungsschwingung oder Expansionsschwingung arbeiten können. Ein derartiges Filter ist z.B. auf der einen Hauptoberflache einer PZT-Keramik enthaltenden Keramikplatte 51a bzuj. 52a mit zujei separaten Elektroden, won denen die eine als Eingangselektrode 51in (52in) und die andere als Ausgangselektrode 51out (52out) benutzt uiird, und auf der anderen Hauptoberf lache mit einer geerdeten

1ü gemeinsamen Elektrode 51c (52c) belegt. Die AusgangselektrodeVcTes einen Keramikfilters 51 ist mit der Eingangselektrode 52in des anderen Keramikfilters 52 durch einen Koppelkondensatar 61 verbunden, dem durch Schließen eines Mehrfachschalters 71/72 ein zweiter Koppelkondensator 62 pa-

Vj rallulnchalbbar iut. Bei dieser FiIterschalLung kann durch Ein- oder Ausschaltung des Mehrfachschalters 71/72 das Durchlaßband selektiv, wie in Fig. 3 grafisch dargestellt, verändert werden: Bei Stellung "Aus" von Schalter 71/72 hat die Filterschaltung eine schmale Durchlaßkennlinie A, dagegen bei Schalterstellung "Ein" eine breite Durchlaßkennlinie.

Die Änderungsmöglichkeit des gesamten Durchlaßbandes durch Veränderung der Kapazität eines zwischen zwei Keramikfiltern angeordneten kapazitiven Gliedes ist z.B. in dem am 20./23. März 1961 in IRE International Convention Record PART 6 veröffentlichten Aufsatz von A. Lungo und F. Sauerland, Clevite Corp., beschrieben worden.

Die bekannte Schaltung gemäß Fig. 2 hat den Nachteil, daß mit der Erhöhung der Koppelkapazität durch Schließen des Mehrfachschalters 71/72 eine Erhöhung der Durchlaßbandbreite nur auf der niederfrequenten Seite eintritt,

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wie Fig. 3 zeigt, so daß zwangsläufig eine Verschiebung der Mittenfrequenz in Richtung auf die unteren Frequenzen erfolgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Filterschaltung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß bei relativ geringem Schalbungsaufwand eine Änderung der Durchlaßbandbreite ohne Verschiebung der Mittenfrequenz möglich ist.

Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe ist kurzgefaßt im Patentanspruch 1 angegeben.

1D Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in den Unteransprüchen enthalten.

Ein wesentliches Merkmal der zwei Dreipol-Keramikfilter enthaltenden erfindungsgemäßen Filterschaltung besteht darin, daß bei der Umschaltung van einer schmalen Bandbreite, wo die beiden Keramikfilter nur durch einen ersten Kondensator miteinander verbunden sind, auf eine große Bandbreite ein zweiter Kondensator parallel zu dem ersten Kondensator geschaltet und außerdem die Eingangselektrode des zweiten Dreipol-Keramikfilters durch ein induktives

2Ü Glied mit dem Oezugspotential verbunden werden.

Erfindungsgemäß wird durch Zuschaltung des zweiten Kondensators in Parallelschaltung zu dem die beiden Dreipol-Keramikfilter verbindenden ersten Kondensator die Durchlaßkennlinie von "schmal" auf "breit" erweitert, und gleichzeitig wird durch Anlegen eines induktiven Gliedes zwischen der Eingangselektrode des zweiten Dreipol-Keramikfilters und dem Bezugspotential die mit der Kapazitätserhöhung zwangsläufig verbundene Verschiebung der Mittenfrequenz

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in einen tieferliegenden Frequenzbereich wieder korrigiert.

Die erfindungsgemäße Filterschaltung bietet so den Warteil, mit relativ einfachen Mitteln eine Erweiterung oder Verengung der Durchlaßbandbreite vornehmen und dabei eine Ver-Schiebung der Mittenfrsquenz vermeiden zu -können.

Nachstehend tüird ein die Merkmale der Erfindung aufweisendes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf eine.auch den bereits vorstehend gewürdigten Stand der Technik enthaltende Zeichnung näher Erläutert. Es zeigen:

1D Fig. 1 ein Blockschaltbild einer ersten bekannten

Filter se haltung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer zweiten bekannten FiIterschaltunq mit variabeler Bandbreite,

Fig. 3 Durchlaßkennlinien zu der Schaltung von Fig. 2, Fig. k ein schematisches Schaltbild des nachstehend

erläuterten Ausführungsbeispiels der Erfindung, und

Fig. 5 Durchlaßkennlinien zu der Ausführung von Fig. k,

Das in Fig. k schematisch dargestellte Ausführungsbeispiel kann z.B. als ZF-Filterschaltung in einem Rundfunkempfänger verwendet werden, um ein Zwischenfrequenzsignal von Einer Mischstufe 1 über zwei mittels eines ersten Hoppelkondensators 61 in Serie geschaltete Dreipol-Keramikfilter 51 und 52 zu einem ZF-Verstärker 2 zu übertragen. Der an diE Ausgangselektrode 51out des ersten Keramikfilter 51 angeschlossene Anschluß des Koppelkondensators 61 ist mit der einen Elektrode eines zweiten Koppelkündensators 62, und der an der Eingangselektrode 52in des zweiten Keramikfilters 52 liegende andere Anschluß van Koppelkon-3D densator 61 mit dem Emitteranschluß eines npn-Schalttransistnrs 8 verbunden. Dieser Transistor kann ggf. auch ein

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ρπμ-Typ nein. Die andere Elektrode des zweiten Koppelkondensatcro G2 ist mit der flasis des Transistors 8 und ferner über einen passenden Vorwiderstand 10 mit einem Schalter 11 verbunden. In Fig. k erhält die Basis des Transistors 8 über den eingeschalteten Schalter 11 eine gegebene positive (wnnen πρπ-Typ) Spannung, der Kollektor des Transistars ά ist über ein induktives Glied 9 mit Erdpotential verbunden. Nachstehend wird die Funktion dieser Schaltung erläuter t.

1Q iiienn der Schalter 11 auf die geerdete Stellung umgelegt
ist, dann sperrt der Transistor B, und die dann nur das
Keramikfilter 51, den Koppelkondensator 61 und das zweite Keramikfilter umfassende Schaltung bildet ein Schmalbandfilter mit einer in Fig. 5 durch die Kurve A dargestellten Durchlaßkennlinie.

Wenn jedoch gemäß Fig. k hei eingeschaltetem Schalter 11 die Basis des Transistors 8 über den Uoruiiderstand 1D eine positive Spannung erhält, ist der Transistor 8 durchgeschaltet. Folglich ist damit der zweite Koppelkondensator

2G 62 mit dem ersten Koppelkondensator 61 parallelgeschaltet und das induktive Glied 9 mit der Eingangselektrode 52in des zweiten Keramikfilters 52 verbunden. .Durch die Parallelschaltung der beiden Koppelkondensatoren 61 und 62 wird, wie einleitend beschrieben, die Durchlaßbandbreite im

Frequenzgang der Filterschaltung in Richtung auf den unteren Frequenzbereich erweitert. Gleichzeitig bewirkt aber das zugeschaltete induktive Glied 9 bei ordnungsgemäßer
Bemessung seines Induktivitätswertes eine Erweiterung der Durchlaßbandbreite in Rich'tung auf den oberen Frequenz-

3G bereich, und damit bleibt die Durchlaß-Mittenfrequenz f_Q erhalten.

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ülenn bei der Schaltung gemäß Fig. h bei einer ZF-Signal-Mittenfrequenz von k55 kHz die Kapazitätswerte für den ersten KDppelkandensatar 61 mit 22pF und den zweiten Kappelkandensator 62 mit 6SpF, und der Induk tivitätsuiert für das Glied 3 mit 3 mH gewählt werden, dann ist damit eine durchschnittliche Erweiterung des Durchlaßbandes um jeweils 2 kHz nach dem tieferen und dem höheren Frequenzbereich hin beiderseits der Mittenfrequenz f möglich. Das st) erweiterte Durchlaßband ist in Fig. 5 durch die ID Kurve B dargestellt.

Dagegen würde bei der bekannten Schaltung gemäß Fig. 2 mit einem Koppelkcndensator 61 van 22 pF und einem zweiten KanpelkandensatDr 62 von 70 pF bei der Umschaltung van einer schmalen auf eine breite Durchlaßbandbreite eine Verlagerung der Mittenfrequenz f_n um etwa 1 kHz in Richtung auf den unteren Frequenzbereich eintreten.

Erfindungsgemäß wird die durch Zusatz des zweiten Koppelkondensators 62 verursachte Erweiterung der Durchlaßbandbreite im Frequenzgang der Filterschaltung in Richtung auf

2G die tieferen Frequenzen ergänzt durch eine entsprechende BandbreitEnerweiterung in Richtung auf die höheren Frequen zen mit Hilfe des zugeschalteten induktiven Elementes 9. Durch entsprechende tiemessung des Induktivitätsuiertes bleibt die Mittenfrequenz f„ beim Umschalten auf eine breitere oder schmalere Durchlaßbandbreite konstant.

Der Induktivitätswert ist keinesfalls auf den oben angegebenen Wert beschränkt.

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Claims

PAT E N TA N WA LTE

TER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER

Beim Europäischen Patentamt zugelassene Vertreter — Professional Representatives before the European Patent Office Mandataires agrees pres !'Office europeen des brevets

Dipl.-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl.-lng. H. Steinmeister

Sassen ^MÜ"^er SiekerwaU 7,

D-8OOO MÜNCHEN 22 D-4800 BIELEFELD 1

Case: FP-01032 21. Mai 1980

Mü/Gdt/hm

MURATA MANUFACTURING COMPANY, LTD. 26-10, Tenj in 2-chome, Nagaokakyo-shi,

Kyoto-fu,Japan

HF-Filter

Priorität: 24. Mai 1979 - Japan - No. 69747/1979

PATENTANSPRÜCHE

1.JHF-Filter mit bestimmter Durchlaßbandbreite und mit

- zwei je eine Eingangselektrode, eine Ausgangselektrode und eine gemeinsame Elektrode aufweisenden Dreipol-Keramikfiltern, bei denen jeweils die gemeinsame Elektrode an ein Bezugspotential angeschlossen, die Eingangselektrode des ersten Keramikfilters mit dem Eingang und die Ausgangselektrode

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des zweiten Keramikfilters mit dem Ausgang verbunden ist,

- einem zwischen der Ausgangselektrade des ersten Dreipal-Keramikfilters und der Eingangselektrode des ziueiten Dreipol-Keramikfilters angeschlossenen ersten Kondensator, und

- einem mittels eines Schalters mit dem ersten Kondensator parallelschaltbaren zweiten Kondensator,

dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (ü) durch ein Steuersignal einer Steuereinrichtung (11) einschaltbar ist und in seinem eingeschalteten Zustand den zweiten Kondensator (62) zwischen der Ausgangselektrade (51aut) des ersten Dreipal-Keramikfilters (51) und der Eingangselektrode (52in) des zweiten Dreipol-Kerarnikfilters (52), und ferner ein induktives Glied (9) zwischen der Eingangselektrode des zweiten Keramikfilters (52) und dem Bezugspotential anschließt.

HF-Filter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß

- der Schalter ein Transistor (B) mit einer ersten und zweiten Elektrode sowie einer Steuerelektrode ist, dessen Steuerelektrode mit dem zweiten Anschluß des zweiten Kondensators (62), dessen erste Elektrode mit der EingangselektrDde (52in) des zweiten Keramikfilters (52) und dessen zweite Elektrode mit dem seinerseits an das Bezugspotential angeschlossenen induktiven Glied (9) verbunden ist, und daß

- die Steuereinrichtung (11) den Transistor (B) durch Zuführen ihres Steuersignals an die Steuerelektrode des Transistors in den leitenden Zustand versetzt.

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3. HF-Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Transistor (8) ein npn-Typ ist.

4. HF-Filter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen die Steuerelektrode des Transistors (8) und die Steuereinrichtung (11) ein Widerstand (10) gelegt ist.

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