DE691255C

DE691255C - Elektrisches Wellenbandfilter

Info

Publication number: DE691255C
Application number: DE1937A0083074
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Gerhard Haessler
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1937-05-26
Filing date: 1937-05-27
Publication date: 1940-05-21

Description

Elektrisches Nellenbandfilter Bei Wellenbandfiltern hat man bekanntlich die einander widersprechenden; Forderungen zu erfüllen, daß die Flankensteilheit (der Dämpfungskurve beim. Übergang vom Durchlaß- zum Sperrbereich möglichst groß ist und daß die Mindestsperrdämpfung an allen Stellen der Sperrbereiche einen vorgeschriebenen Wert nicht unterschreitet. Die erste Forderung ist am besten dadurch zu erfüllen, daß die Dämpfungspiole, 4.h. die Unendlichkeitsstellen im Sperrbereich möglichst nahe an den D urchlaßbereich gelegt wer d'en, während die zweite Forderung ein Vorhandensein von Dämpfungspolen in den dem Durchlaßbereich entfernt liegenden Bereichen erfordert. Einen optimalen Verlauf der Vierpoldämpfung eines solchen Wellenbandfilters erhält man nun, wie C a u e r gezeigt hat -(»Siebschaltungen<<, VD I-Verlag 1931), wenn man die Dämpfungspole auf ganz bestimmte Frequenzen in den Sperrbereichen legt, die so ausgewählt sind; daß die Dämpfung zwischen den Dämpfungspolen immer auf denselben der Rechnung zugrunde gelegten Minimalwert absinkt.
Praktisch liegen nun die Verhältnisse so, daß, wenn man nach C a u e r ein Filter ein--fachster Wellenwiderstandsklasse mit optimaler Vierp.oldämpfung berechnet hat, diese so berechnete Vierpoldämpfung, abgesehen von dem Einfluß der Verluste, schon deshalb einen von .der Betriebsdämpfung des eingeschalteten -Filters abweichenden Verlauf aufweiset, weil bei dem Wellenwiderstandsverlauf, -beispielsweise der Klasse z, mit dem die üblichen Filter in den meisten Fällen ausgeführt werden können, bei betriebsmäßiger Einschaltung des Filters eine nach den Frequenzen Null und Unendlich stetig anwachsende Stoßdämpfung entsteht, die ;sich zu der Vierpoldämpfung der Filter addiert, während:. in der Nähe der Grenzfrequenzen die- StoA-i.

dämpfung negativ wird (maximal - o,7

Ein nach C a u e r berechnetes Filter isf

ner in den dem Durchlaßbereich entferntef'

liegenden Teilen der Sperrbereiche in Wirklichkeit zu günstig dimensioniert; an den Grenzen hingegen wird die zulässige Mindestdämpfung unterschritten. Da aber gerade in diesen Gebieten die Mindestsperrdämpfung besonders wichtig ist, so ist die Folge davon, daß man von vornherein die Vierpoldämpfung höher wählen muß, was gleichbedeutend mit einem größeren Aufwand an Elementen des Filters ist. Außerdem macht sich insbesondere hier der Einfluß der in den verwendeten Schaltelementen, insbesondere in den Spulen, auftretenden Verluste durch ein Absinken der Dämpfung bemerkbar.
Die Erfindung beruht nun auf einer ganz bestimmten Ausnutzung der Stoßdämpfung bei den bekannten Wellenbandfiltern einfachster Wellenwiderstandsklasse mit mehreren Dämpfungspolen im Sperrbereich. Erfindungsgemäß erhält man trotz der Verwendung von in üblichen Grenzen mit Verlusten behafteten Reaktanzen einen dem als optimal bekannten Verlauf der reinen Vierpoldämpfung mit gleichen Minimalwerten der Sperrdämpfung entsprechenden gleichmäßigen Verlauf der Betriebsdämpfung ,durch eine Verschiebung besonders der äußeren Dämpfungspole nach innen, d. h. in der Richtung des Durchlaßbereiches unter Berücksichtigung des Verlaufes der Stoßdämpfung im ganzen Sperrbereich. Dadurch erhält man in den inneren Teilen der Sperrbereiche eine höhere und in den äußeren Teilen der Sperrbereiche eine niedrigere Vierpoldämpfung, als ursprünglich gefozdert war. Schaltet man ein solches Filter dann ein, so ergibt sich zuzüglich der Stoßdämpfung eine Betriebsdämpfung, die den geforderten Mindestwert nicht mehr unterschreitet und die eine größere Flankensteilheit an den irbergangsstellen besitzt, als sie mit der für die Vierpiolldämpfung optimalen Polverteilung erreichbar ist. Zweckmäßiglegt man die Dämpfungspole dann so, daß die Unterschreitung der Vierpoldämpfung in den äußeren Teilen der Sperrbereiche und die in diesen Teilen herrschende Stoßdämpfung sich etwa aufheben, so daß die Minima der Betriebsdämpfung im ganzen Sperrbereich'praktisch gleich sind. Bei einer solchen Bemessung erhält man die optimale Betriebsdämpfung. Um den Einfluß der Verluste zu berücksichtigen, muß die Vierpoldämpfung in clen Außenbereichen sogar noch stärker gesenkt werden, während in den Innenbereichen ein entsprechend erhöhter Wert angenommen werden muß.
In der Zeichnung ist der Einfluß der er-:findungsgemäßen Bemessung der Schalt-:elemente auf die Betriebsdämpfung an einem -Beispiel erläutert.
Abb. i zeigt die Schaltung des Filters, das den Messungen zugrunde gelegt war. Das Filter ist berechnet für eine Bandbreite von r7ooHz. Die mittlere Durchlaßfrequenz beträgt, 19 i i o Hz und die minimale Sperrdämpfung r3 Neper. Die tote Zone, d. h. der Bereich zwischen der letzten ungeschwächt durchgelassenen Frequenz und der ersten völlig unterdrückten Frequenz., beträgt i3oo Hz.
Abb.2 zeigt den Verlauf der Vierpoldämpfung (ohne Berücksichtigung der Verluste) dieses Filters, wenn es nach C a u e r berechnet ist (Kurve i ). Gleichzeitig ist in dieser Abbildung der Verlauf :der Stoßdämpfung (Kurve 2) und die sich aus der Summe der Stoßdämpfung und der Vierpoldämpfung ergebende Betriebsdämpfung (Kurve 3) eingetragen. Das Filter besitzt vier Dämpfungspole in jedem Sperrbereich, denen Lage durch Pfeile in der Frequenzskala gekennzeichnet ist.
Die Frequenzskala ist @ so gewählt, daß sie den .ganzen Bereich von Null bis Unendlich umfaßt; zu diesem' Zweck ist links von der mittleren Frequenz /o das Verhältnis ///o aufgetragen und rechts davon /o//.
Abb. 3 zeigt die Kurven des gemäß der Erfindung berechneten Filters.. Die Dämpfungspole, insbesondere die äußeren, sind hier nach innen verschoben, wodurch eine größere Flankensteilheit erreicht wurde. Die damit verbundene -geringe Minimalsperrdämpfung in den äußeren Teilen des Sperrbereiches ist durch die Stoßdämpfung wieder aufgehoben.
Abb. q. berücksichtigt den Einfluß der Verluste und zeigt den tatsächlich gemessenen Verlauf des Filters.
Die Anwendung des Prinzips gemäß der Erfindung ist im. übrigen nicht auf Bandfilter beschränkt, sondern auch bei Hoch- und Tiefpässen möglich, wenn auch der Grad der erzielbaren Verbesserung bei diesen Schaltungen nicht so groß ist wie bei den Bandpässen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrisches Wellenbandfilter einfachster Wellenwiderstandsklasse mit mehreren Dämpfangspolen im Sperrbereich, dadurch gekennzeichnet, daß es trotz der Verwendung von in üblichen Grenzen-mit Verlusten behafteten Real,-tanzen einen dem als optimal bekannten Verlauf der reinen Vierpoldäm,pfung mit gleichen Minimalwerten der Sperrdämpfung entsprechenden gleichmäßigen Verlauf der Betriebsdämpfung besitzt, welcher durch eine Verschiebung besonders der äußeren Dämpfungspole gegenüber der durch die optimale Vierpoldämpfung festgelegten Lage nach innen, d. h. in Richtung des, Durchlaßbereiches unter Berücksichtigung des Verlaufes der Stoßdämpfung im ganzen Sperrbereich erzielt wird.
2. Wellenbandfilter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungspole derart angeordnet sind, daß die Minimalsperrdämpfung der Vierpoldämp-` fung vom Durchlaßbereich an nach beiden Seiten etwa in der gleichen Weise abnimmt, wie die Stoßdämpfung zunimmt.