DE687088C

DE687088C - Method to compensate for the losses in pieen wave filters with cross members

Info

Publication number: DE687088C
Application number: DE1934I0054054
Authority: DE
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1933-06-23
Filing date: 1934-03-15
Publication date: 1940-01-22
Also published as: FR772135A; US2037171A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Kompensation derjenigen Verluste in aus piezoelektrischen Kristallen und Reaktanzen aufgebauten Wellenfiltern mit S Kreuzgliedern, welche von den Ohmschen Widerständen der Reaktanzen hervorgerufen werden. Es ist bekannt, daß man zu den piezoelektrischen Kristallen eines Filters Induktivitäten und Kapazitäten hinzuschalten muß, um einen Durchlaßbereich von genügender Breite zu erhalten.The invention relates to a method for compensating for those losses in wave filters made of piezoelectric crystals and reactances S cross links, which are caused by the ohmic resistances of the reactances will. It is known that inductances are added to the piezoelectric crystals of a filter and must add capacities in order to obtain a passband of sufficient width.

Gemäß der Erfindung wird die an die Pole des Kreuzgliedes angeschlossene Belastungsimpedanz zwecks Anpassung an den Wellen- widerstand des Filters so dimensioniert, als wenn das Filter aus einem idealen Kreuzglied von widerstandsfreien Reaktanzen mit außen zugefügten, in Reihe oder parallel zu den Eingangs- und Ausgangsklemmen des Kreuzgliedes liegenden, den Reaktanzen entsprechenden Ohmschen Widerständen bestünde, und daß der von der Belastungsimpedanz und diesen Widerständen bewirkte Gesamtwellenwiderstand gleich dem idealen Wellenwiderstand der rein reaktiven Komponente des Kreuzgliedfilters ist.According to the invention, the load impedance connected to the poles of the cross member is used to adapt to the wave Resistance of the filter is dimensioned as if the filter consists of an ideal cross member of resistance-free reactances with externally added, in series or parallel to the input and output terminals of the cross member, corresponding to the reactances Ohmic resistances would exist, and that of the load impedance and these resistances caused the total wave resistance equal to the ideal wave resistance of the purely reactive component of the cross member filter is.

Wenn man nach diesem Verfahren arbeitet, kann die Filtercharakteristik berechnet werden, als wenn es nur aus reinen Reaktanzen, die keine Verluste aufweisen, bestünde. Die erhaltenen Kurven brauchen auch nicht mehr korrigiert zu werden. Ferner wird die Flankensteilheit des Filters nicht herabgesetzt, wie es bei der Gegenwart von unkompensierten Widerständen in den Reaktanzelementen der Fall ist.If one works according to this procedure, the filter characteristic can be calculated, as if it consisted only of pure reactances that show no losses. the obtained curves also no longer need to be corrected. Furthermore, the The slope of the filter is not reduced as it is in the presence of uncompensated Resistances in the reactance elements is the case.

Die Abb. 1 zeigt einen Filterabschnitt mit piezoelektrischen Kristallen und Impedanzen und die Abb. 2 ein äquivalentes Filter.Fig. 1 shows a filter section with piezoelectric crystals and impedances and Fig. 2 shows an equivalent filter.

Bei dem symmetrischen Kreuzglied der Abb. ι liegt in jedem Leitungszweige ein piezoelektrischer Kristall X₁ mit einer parallel geschalteten Kapazität C₁, während in Reihe mit dieser Kombination die Induktivität L₀₁ geschaltet ist. Jeder Kreuzzweig enthält einen piezoelektrischen Kristall X₂ mit parallel liegender Kapazität C₂, während in Reihe mit dieser Kombination die Induktivität L₀₂ geschaltet ist. Jeder Zweig gibt zwei Resonanzfrequenzen und eine Sperrfrequenz. Durch geeignete Anordnung der Resonanz- und Sperrfrequenzen der beiden Zweigarten kann man einen Filterabschnitt bauen, welcher einen einzigen Durchlässigkeitsbereich zeigt, welcher sich zwischen zwei endlichen Grenzfrequenzen erstreckt.In the symmetrical cross member of Fig. Ι a piezoelectric crystal X ₁ with a capacitance C ₁ connected in parallel is located in each line branch, _{while the inductance L 01 is} connected in series with this combination. Each cross branch contains a piezoelectric crystal X ₂ with a parallel capacitance C ₂ , while the inductance L _{02 is} connected in series with this combination. Each branch gives two resonance frequencies and a blocking frequency. By suitably arranging the resonance and blocking frequencies of the two types of branch, one can build a filter section which shows a single permeability range which extends between two finite cut-off frequencies.

Wenn man die Induktivitäten L₀₁ und L₀₂ gleichmacht, so daß sie den Wert L₀ haben, und wenn die parallele Kapazität C₂ kleiner ist als C₁, kann das Filterglied der Abb. ι durch das Netzwerk der Abb. 2 ersetzt werden. Bei diesem Netzwerk ist in jedem Leitungszweig außerhalb des Kreuzgliedes und auf jeder Seite desselben die Induktivität ¹Z₂ L₀ eingeschaltet. Parallel zu dem Kreuzgliede liegen auf der Eingangs- und Ausgangsseite die Kapazitäten C₂. Die Zweige des Kreuzgliedes bestehen also nur mehr aus Kristallen und Kapazitäten. Die zu den Kristallen X₁ parallel liegende Kapazität in den Leitungszweigen ist auf den. Wert C₁ bis C₂ verkleinert, während in den Kreuzzweigen nur mehr Kristalle ohne besondere Kapazitäten enthalten sind.If the inductances L ₀₁ and L _{02 are} equalized so that they have the value L ₀ , and if the parallel capacitance C _{2 is} less than C ₁ , the filter element in FIG. 1 can be replaced by the network in FIG. ^{In this network, the inductance 1} Z ₂ L _{0 is} switched on in each branch of the line outside the cross member and on each side thereof. _{The capacitors C 2} are parallel to the cross member on the input and output side. The branches of the cross link therefore only consist of crystals and capacities. The capacitance in the line branches, which is parallel to the crystals X _{1, is on the.} Value C ₁ to C ₂ decreased, while the cross branches only contain crystals without special capacities.

Das Netzwerk der Abb. 2 stimmt, wie vorhin erläutert worden ist, mit dem Netzwerk der Abb. 1 überein. Bei dem Netzwerk der Abb. 2 kann der zu den Induktivitäten gehörende Widerstand durch eine entsprechende Verminderung des Widerstandes der Belastung oder der Stromquelle oder eines anderen an das Filterende angeschlossenen Stromkreises kompensiert werden. Bei der Schaltung der Abb. 1 kann in ähnlicher Weise 'eine Kompensation bewirkt werden, da, wie vorhin erwähnt, die beiden Netzwerke äquivalent sind. In jedem Fall wird also durch die Kompensation der Widerstände der Filterelemente der Vorteil erreicht, daß Verzerrungen der Dämpfungscharakteristik des Filters innerhalb des Übertragungsbereiches, welche von den Widerständen der Spulen herrühren, vermieden werden. Da man annehmen kann, daß die Widerstände der Spulen in Reihe mit den Induktivitäten der Spulen liegen, besteht die einzige Wirkung der Widerstände darin, daß die Dämpfung in gleicher Weise über den ganzen Frequenzbereich des Filters erhöht wird. Diese Dämpfungserhöhung kann durch eine größere Verstärkung ausgeglichen werden.As explained earlier, the network in Fig. 2 agrees with the network corresponds to Fig. 1. In the network of Fig. 2, the one belonging to the inductors Resistance by a corresponding reduction in the resistance of the load or the power source or another circuit connected to the filter end. In the Circuit of Fig. 1 can be effected in a similar way 'a compensation, since, as mentioned earlier, the two networks are equivalent. In any case it will So by compensating the resistances of the filter elements the advantage is achieved, that distortions of the attenuation characteristics of the filter within the transmission range, which are caused by the resistances of the Coils originate, are avoided. Since one can assume that the resistances of the coils are in series with the inductances of the coils, the only effect is the resistances mean that the attenuation is the same over the entire frequency range of the filter is increased. This increase in attenuation can be compensated for by a greater gain.

Durch die Schaltung der Abb. 2 wird auch eine Vereinfachung der Herstellung der Filter erzielt, weil das Filter jetzt nur mehr Kristalle und bestimmte Kondensatoren enthält, während die Induktivitäten und die anderen Kapazitäten außerhalb der Filterglieder angeschaltet werden.The circuit of Fig. 2 also simplifies the manufacture of the Filter achieved because the filter now only contains crystals and certain capacitors, while the inductances and the other capacitances are outside the filter elements be switched on.

Die Impedanz, mit welcher das Filter abgeschlossen werden muß, wird durch die Schaltung der Erfindung beeinflußt. Diese Impedanz kann um einen Wert vermindert werden, welcher dem Widerstände der beiden Spulen ¹J₂ L₀ entspricht. Andererseits kann das Filter als Ganzes so konstruiert werden, daß es einen höheren Wellenwiderstand besitzt. Es kann dann mit den gleichen Abschlußimpedanzen wie sonst benutzt werden. Wenn zwei oder mehr Filterabschnitte der Abb. 2 verwendet werden sollen, wird ein Widerstand zwischen ihnen und parallel zu ihnen eingeschaltet. Dieser Widerstand hat einen solchen Wert, daß er in Verbindung mit den Widerständen der Spulen ¹I₂ L₀ ein Dämpfungsnetzwerk mit solcher Impedanz bildet, daß sie dem Wellenwiderstande jedes Filterabschnittes gleich ist.The impedance with which the filter must be terminated is influenced by the circuit of the invention. This impedance can be reduced by a value which corresponds to the resistance of the two coils ¹ J ₂ L ₀ . On the other hand, the filter as a whole can be constructed in such a way that it has a higher characteristic impedance. It can then be used with the same terminating impedances as usual. If two or more of the filter sections of Fig. 2 are to be used, a resistor is placed between them and in parallel with them. This resistance has such a value that, in conjunction with the resistances of the coils ¹ I ₂ L _{0, it forms} a damping network with such an impedance that it is equal to the characteristic impedance of each filter section.

Claims

Patent claims:

i. Method to compensate for those losses in piezoelectric Crystals and reactances built up wave filters with cross members, which of the ohmic resistances of the Reactances are caused, characterized in that the load impedance connected to the poles of the cross member for the purpose of adaptation to the characteristic impedance of the filter is dimensioned as if the filter from an ideal cross member of resistance-free reactances with externally added, in series or parallel to the input and output terminals of the cross member, the reactances corresponding ohmic resistances would exist, and that of the load impedance and these resistances caused total wave resistance equal to the ideal wave resistance of the is a purely reactive component of the crosslink filter.

2. Wave filter according to claim 1, which consists of a plurality of sections, characterized in that a constant resistor is connected between two filter sections, its Characteristic impedance is essentially the same as the wave impedance of the sections, and that at least one component of this resistance is due to the effective Resistance of the section elements is formed.

1 sheet of drawings