DE4132907A1 - FILTER ARRANGEMENT - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filteranordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a filter arrangement according to the preamble of claim 1.
Für den Empfang von Hochfrequenzsignalen, wie beispielsweise Fernsehsignalen, innerhalb eines großen Frequenzbereichs, werden neben Vorverstärkerstufen und Reglerstufen ebenfalls Filter verwendet, die einzelne Abschnitte dieses zu empfange nen Frequenzbereiches ausfiltern und weiterleiten.For the reception of high-frequency signals, such as Television signals, within a wide frequency range, are in addition to preamplifier stages and controller levels also Filter used to receive the individual sections of this NEN frequency range filter and forward.
Zur Verarbeitung von Fernsehsignalen werden heutzutage teil weise Doppelumsetzer-Konzepte verwendet. Derartige Systeme setzen das empfangene Hochfrequenz-Signal von dem empfangenen Frequenzbereich zunächst in eine erste Zwischenfrequenz um nit einer höheren Frequenz, die beispielsweise im Bereich von 2 GHz liegt.For the processing of television signals are nowadays part wise double-conversion concepts used. Such systems set the received high frequency signal from the received one Frequency range first in a first intermediate frequency with a higher frequency, for example in the range of 2 GHz.
Die Ausgestaltung dafür geeigneter Filter beeinflußt im gro ßen Ausmaße die Empfangsqualität der empfangenen Fernsehsigna le. Es ist bekannt, derartige Filter als sogenannte Oktav-Fil ter zu realisieren. Dabei werden Filterstufen parallel ange ordnet, wobei die Durchlaßbereiche des einzelnen Filterstufen sich gegenseitig ergänzen und die obere Durchlaßfrequenz eines jeden Filters angenährt doppelt so hoch ist, wie dessen untere Durchlaßfrequenz.The design of suitable filter influenced in large Sizes the reception quality of the received TV signal le. It is known, such filters as so-called octave Fil to realize. This filter levels are set in parallel orders, wherein the passages of the individual filter stages complement each other and the upper pass frequency Each filter is approximately twice as high as its lower pass frequency.
Soll beispielsweise ein Gesamtfrequenzbereich von 50 MHz bis 900 MHz überstrichen werden, so ist die letzte Filterstufe eines Oktav-Filters derart ausgebildet, daß sie den Bereich von 450 MHz bis 900 MHz durchläßt. Ein derart großer Durchlaß bereich ist für viele Empfangsverhältnisse jedoch unzurei chend groß.For example, if a total frequency range of 50 MHz to 900 MHz are swept over, that is the last filter stage of an octave filter designed to cover the range from 450 MHz to 900 MHz. Such a large passage area is for many reception conditions, however, unreasonable big.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Filteran ordnung für einen Hochfrequenzempfänger mit Doppelumsetzung derart auszubilden, daß bei geringer Einfügedämpfung Störun gen, wie insbesondere Intermodulationsstörungen, weitgehend vermieden werden.It is the object of the present invention to provide a filter order for a high frequency receiver with double conversion such form that at low insertion loss Störun gene, in particular intermodulation disorders, largely be avoided.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Anordnung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved in a generic arrangement the features of claim 1 solved.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß in der Eingangsstufe eines Doppelumsetzer-Empfängers, wie er beispielsweise für Fernsehempfänger verwendet wird, eine Filteranordnung vorgese hen ist, die aus ansteuerbaren Teilfiltern besteht. In jedem dieser Zweige ist ein Einzelfilter vorgesehen, dessen Durch laßbereich durch Kapazitätsdioden gesteuert wird.According to the invention it is proposed that in the input stage a double-conversion receiver, as for example for Television receiver is used, vorgese a filter arrangement hen, which consists of controllable subfilters. In each These branches is a single filter provided by its Laßbereich is controlled by capacitance diodes.
Durch die Anordnung von ansteuerbaren Teilfiltern können, insbesondere im Vergleich mit den genannten Oktav-Filtern, Nichtlinearitäten im großen Umfange vermieden werden, die Selektion erhöht werden, und eine kleine Einfügedämpfung realisiert werden.Due to the arrangement of controllable subfilters, especially in comparison with the mentioned octave filters, Large scale nonlinearities can be avoided, the Selection can be increased, and a small insertion loss will be realized.
In Verbindung mit Vorverstärkerstufen und Pindioden-Reglern kann das Signal/Rausch-Verhältnis der Eingangsstufe verbes sert werden.In conjunction with preamplifier stages and Pindiode controllers can verbesch the signal / noise ratio of the input stage be sert.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß Stör strahlungen, die ein Lokaloszillator, der einem ersten Mi scher zugeordnet ist, abgibt, von dem Antenneneingang eines Empfänger ferngehalten werden.Another advantage of the invention is that sturgeon radiation, which is a local oscillator, the first Mi is assigned from the antenna input of a Receiver are kept away.
Wird das erfindungsgemäße Filter vor weiteren Stufen, wie Verstärker, Regler, usw. angeordnet, hat das insbesondere den Vorteil, daß alle nachfolgenden nichtlinearen Stufen vor Störungen geschützt werden. If the filter according to the invention before further stages, such as Amplifier, regulator, etc. arranged, in particular has the Advantage that all subsequent nonlinear stages before Disturbances are protected.
Durch eine geeignete Auswahl der verwendeten Stufen und Bau elemente ist es möglich, daß das erfindungsgemäße Filter mit lediglich zwei Stufen für den zu empfangenen Frequenzbereich von 45 MHz bis 860 MHz realisiert werden kann. Auf die Aus wahl der Kapazitätsdioden ist dabei besonders zu achten.By a suitable selection of the stages used and construction Elements, it is possible that the inventive filter with only two stages for the frequency range to be received from 45 MHz to 860 MHz. On the off It is especially important to choose the capacitance diodes.
Es ist ein weiterer Vorteil, daß bei Verwendung der erfin dungsgemäßen Anordnung die Kosten für Eingangsstufen für Doppelumsetzer reduziert werden können.It is another advantage that when using the inventions arrangement according to the invention the cost of input stages for Double converter can be reduced.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden in den folgenden Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung erläutert.Other features, advantages and details of the invention be in the following embodiments with reference to the Drawing explained.
Dabei zeigen:Showing:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines bevorzugten Ausführungs beispiels einer Eingangsstufe unter Verwendung eines Doppelfilters; Fig. 1 is a block diagram of a preferred embodiment example of an input stage using a double filter;
Fig. 2 das Schaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispie ls des in Fig. 1 verwendeten Filters. Fig. 2 shows the circuit diagram of a preferred Ausführungsbeispie ls of the filter used in Fig. 1.
Bevor auf die Beschreibung der Ausführungsbeispiele näher eingegangen wird, sei darauf hingewiesen, daß die in den Figuren einzeln dargestellten Blöcke lediglich zum besseren Verständnis der Erfindung dient. Üblicherweise sind einzelne oder mehrere dieser Blöcke zu Einheiten zusammengefaßt. Diese können in integrierter oder Hybridtechnik oder als programmge steuerter Mikrorechner bzw. als Teil eines zu seiner Steue rung geeigneten Programmes realisiert sein.Before closer to the description of the embodiments it should be noted that the Figures individually illustrated blocks only for the better Understanding the invention serves. Usually, individual or several of these blocks combined into units. These can be integrated or hybrid or as program controls microcomputer or as part of one of his Steue be implemented appropriate program.
Die in den einzelnen Stufen enthaltenen Elemente können je doch auch getrennt ausgeführt werden.The elements contained in each stage can ever but also run separately.
Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild eines bevorzugten Ausfüh rungsbeispieles. Fig. 1 shows the block diagram of a preferred Ausfüh approximately example.
Über eine Antenne 10 wird ein Hochfrequenzsignal, beispiels weise ein Fernsehsignal, empfangen und dem Eingang 20 eines Filters 11 zugeführt. Dieses besteht aus einem ersten Teilfil ter 11a mit einem nachgeschalteten ersten Schalter 11b und einem zweiten Teilfilter 11c mit einem nachgeschalteten zwei ten Schalter 11d. Das erste Teilfilter 11a ist in diesem Ausführungsbeispiel für den Frequenzbereich von ca. 45 MHz bis 230 MHz und das zweite Teilfilter 11c für den Frequenzbe reich von ca. 230 MHz bis 560 MHz vorgesehen.About an antenna 10 is a high-frequency signal, example, a television signal, received and the input 20 of a filter 11 is supplied. This consists of a first Teilfil ter 11 a with a downstream first switch 11 b and a second sub-filter 11 c with a downstream two-th switch 11 d. The first sub-filter 11 a is provided in this embodiment for the frequency range of about 45 MHz to 230 MHz and the second sub-filter 11 c for the Frequenzbe range of about 230 MHz to 560 MHz.
Der Ausgang 40 des Filters 11 ist mit dem Eingang eines Vor verstärkers 12 verbunden, der sein Ausgangssignal an den Eingang eines Pindiodenreglers 13 abgibt. Dieser Regler 13 kann sowohl in T- als auch in Pi-Anordnung realisiert sein. Die Pi-Anordnung wird jedoch bevorzugt, um den Serienwider stand zu reduzieren.The output 40 of the filter 11 is connected to the input of a pre-amplifier 12 , which outputs its output signal to the input of a Pindiodenreglers 13 . This controller 13 can be realized both in T and in Pi arrangement. However, the Pi arrangement is preferred in order to reduce the series resistance.
Der Ausgang des Reglers 13 ist verbunden mit weiteren, an sich bekannten Stufen eines Doppelumsetzer-Empfangsgerätes, wie beispielsweise einem Mischer 14 für die erste Zwischenfre quenz, einem weiteren Filter 15 sowie einem zweiten Mischer 16 für die zweite Zwischenfrequenz. Das von diesen Stufen 14, ... 16 abgegebene Signal wird durch nicht dargestellte Stufen verarbeitet. Auf diese Stufen soll an dieser Stelle nicht weiter eingegangen werden, weil sie an sich bekannt sind.The output of the controller 13 is connected to other, known per se stages of a double conversion receiver, such as a mixer 14 for the first Zwischenfre frequency, another filter 15 and a second mixer 16 for the second intermediate frequency. The signal delivered by these stages 14 ,... 16 is processed by stages not shown. These stages should not be discussed further here because they are known per se.
Das erste Filter 11a wird von einem Steuergerät 17 mittels eines Steuersignales A angesteuert und verändert daraufhin seine Filtercharakteristik. Weiterhin steuert das Steuergerät 17 mittels eines Steuersignales B den ersten Schalter 11b an.The first filter 11 a is controlled by a control unit 17 by means of a control signal A and then changes its filter characteristic. Furthermore, the control unit 17 controls the first switch 11 b by means of a control signal B.
Analog werden das zweite Filter 11c und der zweite Schalter 11d mittels Steuersignale A′ bzw. B′ durch das Steuergerät 17 angesteuert. Das Steuergerät 17 selbst ist mit nicht darge stellten Mitteln verbunden, über die der zu selektierende Frequenzbereich, beispielsweise durch einen Fernsehzuschauer, bestimmt werden kann. Similarly, the second filter 11 c and the second switch 11 d are controlled by the control unit 17 by means of control signals A 'and B'. The control unit 17 itself is connected with not presented Darge means over which the frequency range to be selected, for example by a television viewer, can be determined.
Die Filterwirkung wird durch das Steuergerät 17 gesteuert, das sowohl die Einzelfilter 11a, 11c ansteuert und damit deren Durchlaßbereich bestimmt, als auch die Schalter 11b, 11d ansteuert, dessen Stellungen das jeweils erforderliche Einzelfilter 11a bzw. 11c mit dem Ausgang des Filters 11 verbindet.The filtering effect is controlled by the control unit 17 , which controls both the individual filters 11 a, 11 c and thus determines their passband, as well as the switch 11 b, 11 d drives whose positions the respective required individual filter 11 a and 11 c with the Output of the filter 11 connects.
Das Schaltbild der Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungs form des Filters 11. Das empfangene Hochfrequenzsignal wird über den Eingang 20 zum einen über eine Spule 21, die ge dämpft ist durch einen Widerstand 22, und einen Koppelkonden sator 23 einem Abgriff einer Spule 24 zugeführt. Diese liegt mit ihrem einen Ende an Masse und deren anderes Ende ist verbunden mit der Anode einer ersten Kapazitätsdiode 25, deren Kathode verbunden ist mit der Kathode einer zweiten Kapazitätsdiode 26 und der Kathode einer dritten Kapazitätsdi ode 27. Die Anode der zweiten Kapazitätsdiode 26 ist gegen Masse geschaltet.The circuit diagram of Fig. 2 shows a preferred embodiment of the embodiment of the filter 11th The received high-frequency signal is fed via the input 20 to a coil 21 , which is attenuated by a resistor 22 ge, and a Koppelkonden capacitor 23 a tap of a coil 24 is supplied. This is connected at one end to ground and the other end is connected to the anode of a first capacitance diode 25 , whose cathode is connected to the cathode of a second capacitance diode 26 and the cathode of a third Kapazitätsdi ode 27th The anode of the second capacitance diode 26 is connected to ground.
Die Anode der dritten Kapazitätsdiode 27 ist über einen weite ren Koppelkondensator mit dem Schalteingang des Schalters 11b verbunden, der in diesem Ausführungsbeispiel als Diodenschal ter ausgebildet ist und die erste Schaltdiode 29 aufweist. Dieser Schalter 11b wird gesteuert durch das Steuersignal B, das hier als Gleichspannungsignal ausgebildet ist.The anode of the third capacitance diode 27 is connected via a wide ren coupling capacitor with the switching input of the switch 11 b, which is formed ter in this embodiment as Diodenschal and the first switching diode 29 has. This switch 11 b is controlled by the control signal B, which is designed here as a DC voltage signal.
Zum anderen wird das am Eingang 20 anliegende Hochfrequenzsi gnal über einen Koppelkondensator 30 einer vierten Kapazitäts diode 31 zugeführt, deren Anode mit einem Abgriff einer Spule 32 verbunden ist, deren erstes Ende gegen Masse geschaltet ist und deren zweites Ende mit der Anode einer fünften Kapazi tätsdiode 33 verbunden ist, deren Kathode zu der Kathode einer sechsten Kapazitätsdiode 34 und zu dem ersten Ende einer Spule 35 geführt wird. Diese Spule 35 ist über einen Dämpfungswiderstand 35a gedämpft. Das an dem zweiten Ende der Spule 35 anliegende Signal wird über einen weiteren Koppelkon densator dem Schalteingang des Schalters 11d zugeführt, der ebenfalls als Diodenschalter ausgebildet ist und die beiden Dioden 36 und 37 aufweist. Der Schalter 11d wird mittels des Signales B′ durch das Steuergerät 17 angesteuert.On the other hand, the voltage applied to the input 20 Hochfrequenzsi signal is supplied via a coupling capacitor 30 of a fourth capacitance diode 31 whose anode is connected to a tap of a coil 32 , the first end is connected to ground and the second end of the anode of a fifth capaci tätsdiode 33 , the cathode of which is led to the cathode of a sixth varactor diode 34 and to the first end of a coil 35 . This coil 35 is attenuated via a damping resistor 35 a. The voltage applied to the second end of the coil 35 signal is supplied via a further Koppelkon capacitor to the switching input of the switch 11 d, which is also designed as a diode switch and the two diodes 36 and 37 has. The switch 11 d is controlled by the control unit 17 by means of the signal B '.
Die Realisierung des Schalters 11d durch die beiden Schaltdi oden 37, 38 ist sinnvoll, da die Störeinflüsse bei Verwendung einer einzigen Schaltdiode bei zu sperrenden Signalen mit hohen Frequenzen zu unerwünschten Effekten führen kann.The realization of the switch 11 d through the two Schaltdi oden 37 , 38 is useful because the interference can lead to unwanted effects when using a single switching diode to be blocked signals with high frequencies.
Die Steuersignale A, A′ für die Filtercharakteristika werden über eine gemeinsame Leitung den beteiligten Kapazitätsdioden zugeführt.The control signals A, A 'for the filter characteristics become via a common line the participating capacitance diodes fed.
Um den zu empfangenen Frequenzbereich (45 MHz-860 MHz) mit dem zweistufigen Filter 11 verarbeiten zu können, ist beson derer Wert auf die verwendeten Kapazitätsdioden 25-27, 31, 33, 34 zu legen.To be able to process the frequency range to be received (45 MHz-860 MHz) with the two-stage filter 11 , special value is to be placed on the capacitance diodes 25-27, 31, 33, 34 used .
Es hat sich herausgestellt, daß Kapazitätsdioden mit folgen den Werten für ihr C1/C28-Verhältnis besonders geeignet sind:It has been found that capacitance diodes with following values for their C 1 / C 28 ratio are particularly suitable:
Das C1/C28-Verhältnis ist dabei definiert als der Kapazitäts wert bei 1 Volt im Verhältnis zu dem bei 28 Volt Sperrspan nung.The C 1 / C 28 ratio is defined as the capacitance value at 1 volt in relation to the voltage at 28 volts Sperrspan.
Die in Klammern angegeben Dioden-Typen sind in einer bevorzug ten Ausführungsform verwendet worden.The parenthesized diode types are in a preferred th embodiment have been used.
Die sonstigen verwendeten Bauelementen können von einem Fach mann leicht bestimmt werden. The other components used can from a tray be easily determined.
Im folgenden seien noch einige Gleichspannungswerte der Signa le A, A′ und die dazugehörenden Filterfrequenzwerte angege ben, wie sie in der bevorzugten Ausführungsform bestimmt wurden:Below are some DC values of the Signa le A, A 'and the associated filter frequency values angege as determined in the preferred embodiment were:
Weitere Versionen der genannten Ausführungsbeispiele können noch mindestens eine der folgenden Varianten aufweisen:Other versions of the aforementioned embodiments may still have at least one of the following variants:
- - das Filter 11 kann nach dem Vorverstärker 12 oder nach dem Pindioden-Regler 13 angeordnet sein;- The filter 11 may be arranged after the preamplifier 12 or after the Pindioden controller 13 ;
- - anstelle einer Antenne kann eine sonstige Hochfrequenzsi gnal-Quelle, wie beispielsweise ein Breitbandkabel, vorgesehen sein;- Instead of an antenna, another Hochfrequenzsi gnal source, such as a broadband cable, be provided;
- - zusätzlich oder anstelle der Schalter 11b, 11d können Schalter vor den Einzelfiltern 11a, 11c angeordnet sein.- In addition to or instead of the switches 11 b, 11 d switches can be arranged in front of the individual filters 11 a, 11 c.
Somit wird insgesamt eine Filteranordnung für einen Empfänger mit Doppelumsetzung vorgestellt, die aus parallelgeschalteten Einzelkreisen besteht. Bei Verwendung geeigneter Bauelemente, beispielsweise von Kapazitätsdioden, wird es ermöglicht, einen weiten Frequenzbereich, beispielsweise von 45 MHz-860 MHz mit nur zwei parallelgeschalteten Einzelkreise zu verar beiten.Thus, a total filter arrangement for a receiver presented with double conversion, consisting of parallel Individual circuits exists. When using suitable components, for example, capacitance diodes, it is possible a wide frequency range, for example from 45 MHz-860 MHz with only two individual circuits connected in parallel BEITEN.
Es ist ein besonderer Vorteil der Erfindung, daß Intermo dulationsprodukte zweiter und auch dritter Ordnung, sowie Nichtlinearitäten bei einem nachgeschalteten Mischer vermie den werden können, der Teil einer Doppelumsetzer-Stufe ist.It is a particular advantage of the invention that Intermo Dul- sion products of the second and third order, as well Avoid nonlinearities in a downstream mixer which can be part of a double-conversion stage.
Es sei besonders darauf hingewiesen, daß, obwohl die erfin dungsgemäße Filteranordnung bevorzugt für einen Empfänger, beispielsweise für ein Fernsehgerät, mit Doppelumsetzung geeignet ist, die Erfindung nicht auf eine derartige Verwen dung beschränkt ist.It should be noted that although the invent the filter arrangement according to the invention is preferred for a receiver, for example, for a TV, with double conversion is suitable, the invention does not use such a Verwen is limited.
Claims (6)
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