DE515702C - Piezoelectric wave filter - Google Patents

Piezoelectric wave filter

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DE515702C DER74421D DER0074421D DE515702C DE 515702 C DE515702 C DE 515702C DE R74421 D DER74421 D DE R74421D DE R0074421 D DER0074421 D DE R0074421D DE 515702 C DE515702 C DE 515702C
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Description

Die Erfindung betrifft einen piezoelektrischen Wellenfilter. Solche Filter sind z. B. von Wichtigkeit, wenn man nach der Modulation eine Trägerwelle unterdrücken und nur eins der S beiden Seitenbänder benutzen will, die sich aus der Modulierung des Trägers ergeben. Bei sehr hohen Trägerfrequenzen ist der prozentuale Unterschied zwischen den beiden Seitenbändern überaus klein., und die Aussiebung wird schwierig. Wellenfilter mit einem piezoelektrischen Kristall, dessen Resonanzfrequenz gleich der gewünschten Frequenz ist, sind als hochselektive Filter bekannt.
Wegen der Tatsache, daß der Kristall und sein Halter einen Kondensator bilden, durch dessen Kapazitanz Frequenzen übertragen werden können, die sich von der Resonanzfrequenz des Kristalles unterscheiden, ist es zweckmäßig, diese Kapazitanz auszugleichen. Es ist bereits vorgeschlagen worden, zu diesem Zweck Spulen anzuordnen; jedoch konnte der Durchgang ungewünschter Frequenzen bei dieser Anordnung nicht verhindert werden.
The invention relates to a piezoelectric wave filter. Such filters are e.g. B. of importance if you want to suppress a carrier wave after the modulation and only want to use one of the S two sidebands that result from the modulation of the carrier. At very high carrier frequencies, the percentage difference between the two sidebands is extremely small, and screening becomes difficult. Wave filters having a piezoelectric crystal whose resonance frequency is equal to the desired frequency are known as highly selective filters.
Because of the fact that the crystal and its holder form a capacitor, through the capacitance of which frequencies can be transmitted which differ from the resonance frequency of the crystal, it is useful to compensate for this capacitance. It has already been proposed to arrange coils for this purpose; however, the passage of undesired frequencies could not be prevented with this arrangement.

Die Erfindung besteht darin, daß der Piezokristall in dem einen Zweig einer symmetrischen Impedanz-Brückenschaltung liegt, deren anstoßender Zweig einen die Kapazität des Kristalls in seinem Halter neutralisierenden Kondensator enthält, und deren gegenüberliegende Eckpunkte die Aus- bzw. Eingangspunkte des Wellenfilters bilden. Jede Kopplung zwischen den Ein- und Ausgangskreisen durch die Kapazitanz des Kristalls und seines Halters wird auf diese Weise vermieden.The invention consists in the fact that the piezo crystal in one branch of a symmetrical one Impedance bridge circuit, the adjacent branch of which the capacitance of the Crystal in its holder contains neutralizing capacitor, and its opposite one Corner points form the exit and entry points of the wave filter. Every coupling between the input and output circuits through the capacitance of the crystal and its holder is avoided in this way.

Ein Wellenfilter dieser Art kann, da seine Resonanzkurve ungewöhnlich scharf ist, für manche Zwecke zu selektiv sein. Vorteilhaft wird die Frequenz eines solchen Wellenfilters daher zu einem Frequenzbande unter Beibehaltung der Vorteile eines Piezokristalls verbreitert. Dies kann auf verschiedene Weise erzielt werden, z. B. dadurch, daß in an sich bekannter Weise mehrere Kristalle von verschiedenen, jedoch nahe beieinanderliegenden, über das gewünschte Frequenzband verteilten Frequenzen parallel geschaltet wird.A wave filter of this type, because its resonance curve is unusually sharp, can be used for some purposes be too selective. The frequency of such a wave filter is advantageous therefore broadened to a frequency band while maintaining the advantages of a piezo crystal. This can be achieved in a number of ways, e.g. B. by the fact that in a known manner several crystals of different, however, frequencies which are close together and which are distributed over the desired frequency band are connected in parallel.

Ein anderes Mittel zur Verbreiterung der Filtercharakteristik ist die Verwendung eines Schwingungskreises im Nebenschluß zum Ausgangskreise des Kristalls. In diesem Falle kann der Wellenfilter in seiner Wirkung mit einem einzigen Filterabschnitt eines Bandfilters verglichen werden, bei dem der Reihenresonanzkreis durch den Kristall ersetzt ist. Der piezo-Another means of broadening the filter characteristic is to use a Oscillation circuit in shunt to the output circuit of the crystal. In this case the wave filter can work with a single filter section of a band filter in which the series resonant circuit is replaced by the crystal. The piezo

Claims (4)

elektrische Wellenfilter hat den Vorteil, so scharf selektiv zu sein, daß keine weiteren Filter abschnitte erforderlich werden.electrical wave filters have the advantage of being so sharply selective that no further Filter sections are required. Die Erfindung ist auf der Zeichnung in sieben Abbildungen dargestellt.The invention is shown in the drawing in seven figures. Abb. ι ist ein Schaltbild. Abb. 2 ist eine abgeänderte Ausführungsform in Brückenschaltüng. Abb. 3 zeigt die Verwendung von mehreren Kristallen. Abb. 4 ist ein Schaltbild einer abgeänderten Äusführungsform mit einem parallelen Schwingungskreis. Abb. 5 dient zur Erläuterung der Abb. 4. Abb. 6 ist eine Resonanzkurve für die Ausführungsform gemäß Abb. 4. Abb. 7 zeigt eine Kombination der Anordnungen gemäß Abb. 3 und 4.Fig. Ι is a circuit diagram. Fig. 2 is a modified embodiment in bridge circuit. Fig. 3 shows the use of several crystals. Fig. 4 is a circuit diagram of a Modified embodiment with a parallel oscillation circuit. Fig. 5 is used for Explanation of Fig. 4. Fig. 6 is a resonance curve for the embodiment according to FIG Fig. 4. Fig. 7 shows a combination of the arrangements according to Fig. 3 and 4. Bei der Ausführungsform gemäß Abb. 1 ist ein Kristall 2 zwischen den Elektroden eines Halters 4 angeordnet, der in Reihe zwischen der Eingangsspule 6 und der Ausgangsspule 8 liegt. Zwecks Neutralisation wird entweder die Eingangs- oder die Ausgangsspule geteilt und ein Ausgleichskondensator 10 in dem anstoßenden Brückenzweig vorgesehen. Der Filter arbeitet naturgemäß gleich gut in beiden Richtungen, so daß auch die Spule 8 als Eingangs- und die Spule 6 als Ausgangsspule benutzt werden können. Im einfachsten Fall ist die Spule 6 in zwei gleiche Teile geteilt und die Kapazitanz des Kondensators 10 derjenigen des Kristalls und seines Halters gleichgemacht. Die Kreise brauchen nicht induktiv gekoppelt zu sein, in manchen Fällen arbeitet eine kapazitive Kopplung gleich gut. Abb. 2 zeigt eine Reaktanzbrücke, bestehend aus einem Kristall 2 mit Halter 4 in einem Brückenzweig, einem Kondensator 10 in dem anstoßenden Zweig und Reaktanzen 12 und 14, die die übrigen Brückenzweige bilden. Die Kreise 16 und 18 können die Eingangs- und Ausgangskreise sein oder umgekehrt. Die Reaktanzen 12 und 14 können kapazitiv oder induktiv, gleich oder ungleich sein, vorausgesetzt, daß die Brücke durch richtige Einstellung des Kondensators 10 auf Symmetrie gebracht ist. Es kann keine ungewünschte Energie vom Kreis 16 in den Kreis 18 übergehen wegen der symmetrischen Kopplung des Ein- und Ausgangskreises zu der Brücke; jedoch sind nur für kapazitiv übertragene Energie die Kreise symmetrisch. Für die durch den Kristall 2 durch Resonanz übertragene Energie besteht keine durch den Kondensator 10 übertragene entgegengesetzte Energie, und es sind daher die Kreise 16 und 18 nur für Energie von Resonanzfrequenz wirksam miteinander gekoppelt.In the embodiment according to Fig. 1, a crystal 2 is one between the electrodes Holder 4 arranged in series between the input coil 6 and the output coil 8 lies. Either the input or output coil is split for neutralization and a compensation capacitor 10 is provided in the abutting bridge arm. Of the Naturally, the filter works equally well in both directions, so that the coil 8 as an input and the coil 6 can be used as an output coil. In the simplest case is the coil 6 divided into two equal parts and the The capacitance of the capacitor 10 is made equal to that of the crystal and its holder. The circuits do not need to be inductively coupled, in some cases a capacitive one works Coupling equally good. Fig. 2 shows a reactance bridge consisting of a crystal 2 with a holder 4 in one Bridge branch, a capacitor 10 in the adjoining branch and reactances 12 and 14, which form the remaining bridge branches. The circles 16 and 18 can be the input and Output circuits or vice versa. The reactances 12 and 14 can be capacitive or inductive, equal or unequal, provided that the bridge is set by proper adjustment of the capacitor 10 for symmetry is brought. No undesired energy can pass from circle 16 to circle 18 because of the symmetrical coupling of the input and output circuit to the bridge; however, the circles are only symmetrical for capacitively transmitted energy. For the There is no energy transmitted through the crystal 2 by resonance Capacitor 10 transferred opposite energy and it is therefore circles 16 and 18 effectively coupled with each other only for energy of resonance frequency. Bei der Anordnung nach Abb. 3 sind in weiterer Ausbildung des Wellensiebes gemäß Abb. ι und 2 mehrere KristaEe 2-2-2 zwischen den Elektroden des Halters 4 angeordnet. Hier können, wie schematisch angedeutet, mehrere Kristalle zwischen einem einzigen Elektrodenpaar des Kristallhalters angeordnet sein, oder man kann auch mehrere getrennte Kristallhalter verwenden, wie Abb. 7 zeigt.In the arrangement according to Fig. 3 are in a further development of the wave screen according to Fig. Ι and 2 several crystals 2-2-2 between the electrodes of the holder 4 arranged. here can, as indicated schematically, several crystals between a single pair of electrodes of the crystal holder, or several separate crystal holders can be used as shown in Fig. 7. Die Anordnung gemäß Abb. 4 zeigt einen Kristall 2 mit Halter 4, eine geteilte Eingangsspule 6, einen Ausgleiehskondensator 10 und einen Schwingungskreis 20 parallel zum Ausgangskreis. Der Ausgangskreis enthält hier Gitter und Kathode einer Verstärkerröhre 22, um zu zeigen, daß der Ausgangskreis nicht notwendigerweise mit einem darauffolgenden Kreis durch einen Transformator gekoppelt zu sein braucht. Der Schwingungskreis 20 dient zur Verbreiterung der Resonanzkurve des Filters.The arrangement according to Fig. 4 shows a crystal 2 with holder 4, a divided input coil 6, a balancing capacitor 10 and an oscillation circuit 20 in parallel with the output circuit. The output circuit here contains the grid and cathode of an amplifier tube 22 to show that the output circuit is not necessarily coupled to a subsequent circuit through a transformer needs to be. The oscillating circuit 20 serves to broaden the resonance curve of the Filters. Die Wirkung des Kreises 20 in Abb. 4 kann mit Hilfe des Kreises in Abb. 5 erklärt werden, wo ein Reihenkreis C1-L1 an Stelle des Kristalls 2 gesetzt ist. Für die Resonanzfrequenz geht die Energie frei durch den Reihenkreis C1-L1 und wird blockiert durch den Parallel· kreis C2-L2. Für eine Frequenz etwas oberhalb der Resonanz wird der Reihenkreis vorherrschend induktiv und der Parallelkreis vorherrschend kapazitiv, wodurch eine Reihenresonanz in C1-Z1, Cg-L2 geschaffen wird, begleitet von einem Strom, der die Spannung an dem Verbindungspunkt beider Kreise zu erhöhen sucht. Andererseits wird für eine Frequenz etwas unterhalb der Resonanz der Reihenkreis vorherrschend kapazitiv und der Parallelkreis vorherrschend induktiv, wiederum mit der Tendenz, eine Reihenresonanz zu schaffen 9£ und die Spannung am Verbindungspunkt zu erhöhen. Infolgedessen wird die Resonanzkurve 22 in Abb. 6 in die Kurve 24 verändert. In Abb. 7 ist ein Kristallfilter angenommen zur Selektion eines Frequenzbandes unter Ver-Wendung mehrerer parallel geschalteter Kristalle und eines parallelen Ausgangskreises. Dieser Wellenfilter hat mehrere Vorteile, die seine beiden Einzelteile nicht aufweisen. Wenngleich einer der wichtigen Vorteile des Wellen- ic filters gemäß der Erfindung in der großen Selektivität schon eines einzigen Aggregates besteht, kann man auch notwendigenfalls mehrere solcher Aggregate verwenden, und zwar kann der Kreis gemäß Abb. 1 parallel zu einem anderen Kreis oder in Reihe damit geschaltet werden.The effect of the circle 20 in Fig. 4 can be explained with the aid of the circle in Fig. 5, where a series circle C 1 -L 1 is set in place of the crystal 2. For the resonance frequency, the energy passes freely through the series circuit C 1 -L 1 and is blocked by the parallel circuit C 2 -L 2 . For a frequency slightly above resonance, the series circuit becomes predominantly inductive and the parallel circuit predominantly capacitive, creating a series resonance in C 1 -Z 1 , Cg-L 2 , accompanied by a current that increases the voltage at the junction of both circuits seeks. On the other hand, for a frequency slightly below resonance, the series circuit becomes predominantly capacitive and the parallel circuit predominantly inductive, again with a tendency to create a series resonance and increase the voltage at the junction. As a result, the resonance curve 22 in FIG. 6 is changed to curve 24. In Fig. 7 a crystal filter is assumed to select a frequency band using several parallel-connected crystals and a parallel output circuit. This wave filter has several advantages that its two individual parts do not have. Although one of the important advantages of the wave ic filter according to the invention is the high selectivity of a single unit, you can also use several such units if necessary, namely the circuit according to Fig. 1 can be parallel to another circuit or in series with it be switched. PATliNTANSl'RÜCHE:PATINTANSl'RÜCHE: I. Piezoelektrischer Wellenfilter, dadurch gekennzeichnet, daß der Piezokristall in dem einen Zweig einer symmetrischen Impedanz-Brückenschaltung liegt, deren anstoßender Zweig einen die Kapazität des 1 Kristalls in seinem Halter neutralisierenden Kondensator enthält und deren gegenüber-I. Piezoelectric wave filter, characterized in that the piezo crystal in one branch of a symmetrical impedance bridge circuit, the adjacent one Branch one neutralizing the capacity of the 1 crystal in its holder Contains capacitor and their opposite liegende Eckpunkte die Aus- bzw. Eingangspunkte des Wellenfilters bilden.lying corner points form the exit and entry points of the wave filter. 2. Filter nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Verwendung mehrerer parallel geschalteter Kristalle von verschiedenen, jedoch nahe beieinanderliegenden Resonanzfrequenzen. 2. Filter according to claim i, characterized by the use of several in parallel switched crystals of different, but closely spaced resonance frequencies. 3. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Nebenschluß zum Kristall ein Schwingungskreis angeordnet ist.3. Filter according to claim 1, characterized in that in shunt to Crystal an oscillation circuit is arranged. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
DER74421D 1927-07-07 1928-04-27 Piezoelectric wave filter Expired DE515702C (en)

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