DE767884C

DE767884C - Filter, Phasendrehglied od. dgl. der elektrischen Nachrichtentechnik

Info

Publication number: DE767884C
Application number: DET55257D
Authority: DE
Inventors: Werner Dr Herzog
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1941-04-03
Filing date: 1941-04-03
Publication date: 1954-05-31

Description

Filter, Phasendrehglied od. dgl. der elektrischen Nachrichtentechnik Für Messungen über ein großes Frequenzband, z. B. Klirrfaktormessungen, werden eine große Anzahl von Schwingkristallfiltern benötigt, deren Durchlaßbereiche über das Frequenzband -verteilt sind. Unter Filtern sind z. B. Bandfilter, Hoch- und Tiefpässe, Bandsperren usw. zu verstehen.
Es ist bekannt, Schwingkristallfilter bei einer Harmonischen der Grundfrequenz der Schwingkristalle auszunutzen. Die Erfindung zeigt, wie ein solches Filter günstigst zu bemessen ist. Hierbei geht man von den bekannten Filtern aus, z. B. von einem Breitbandbrückenfilter mit Schwingkristallen nach Mason gemäß Abb. i. Für eine einfache Form desselben ohne Unendlichkeitsstellen gelten bekanntlich folgende Formeln, wenn die Filter auf der Grundfrequenz der Kristalle ausgenutzt werden wobei L., L3 die Induktivitäten der Schwingkristalle, C=, C3 die Serienkapazitäten der Schwingkristalle, La, L, die zur Erzeugung der gewünschten Bandbreite notwendigen Induktivitäten, Co, C, die Parallelkapazitäten, R den Abschlußwiderstand und f1 und f2 die Grenzfrequenzen darstellen.
Diese Formeln sind nicht ohne weiteres für ein Filter anwendbar, welches bei einer beliebigen Harmonischen der Schwingkristalle betrieben werden soll. Selbst wenn man die bei der Messung der Schwingkristalle erhaltenen Werte für L2, L3 und C2, C3 in diese Formeln einsetzen würde, so würden sich hieraus noch nicht die für L, = L1, Co := Cl und R erforderlichen Werte ergeben, denn es sind außer diesen drei Unbekannten noch zwei weitere Unbekannte, nämlich die Grenzfrequenzen fz und f2, in diesen Gleichungen vorhanden. Es lassen sich aber fünf Unbekannte nicht mit vier Gleichungen ermitteln.
Bei der Messung der Blindwiderstände eines Schwingkristalles (Quarzes) bei einer Harmonischen ergibt sich, daß die Induktivität L., L3 des Schwingkristalls dieselbe ist wie bei der Grundwelle, während sich die Serienkapazität C2, C; des Schwingkristalls umgekehrt proportional mit dem Quadrat der Ordnungszahl der Harmonischen ändert.
Die Erfindung, die sich auf ein Filter, Phasendrehglied o. dgl. der elektrischen Nachrichtentechnik, enthaltend Schwingkristalle, die bei einer Harmonischen der Grundfrequenz ausgenutzt werden, bezieht, besteht darin, daß die Abschlußwiderstände einen mit der Ordnungszahl der betreffenden Harmonischen vervielfachten Wert der für die Grundfrequenz bemessenen Abschlußwiderstände besitzen und alle Kapazitäten des Filters bzw. Phasendrehgliedes einen durch das Quadrat der Ordnungszahl der Harmonischen geteilten Wert erhalten, während die Induktiv itäten unverändert bleiben.
Wenn man diese Werte in die genannten Formeln einsetzt, erhält man die za-fache Bandbreite wie bei der Grundfrequenz, wenn mit n die Ordnungszahl der Harmonischen bezeichnet wird.
Die oben mit Worten angegebene erfindungsgemäße Bemessung läßt sich auch durch folgende Formeln beschreiben, in denen die neuen Werte durch einen Strich gekennzeichnet sind. Eine Anwendung der Erfindung auf das Breitbandfilter nach Abb. i ist in Abb. 2 dargestellt, in der Schalter zur Unischaltung des Filters auf eine Harmonische vorgesehen sind.
Behält man bei Filtern mit Unendlichkeitsstellen den relativen Abstand derselben vom Durchlaßmittelpunkt bei, so gelten die abgeleiteten Formeln auch hierfür. Für alle anderen als Brücke aufgebauten Schaltungen, die als Filter (Bandfilter, Hoch- und Tiefpässe, Bandsperren usw.) oder Phasendrehglieder dienen, gelten die gleichen U mrechnungsformeln. Man erhält also bei beliebigen Brückenschaltungen mit Schwingkristallen bei einer Harmonischen eine der Schaltung der Grundwelle entsprechende Schaltung, wobei die Eigenschaften der Grundschaltung relativ zum Durchlaßmittelpunkt übertragen werden, wenn man den Abschlußwiderständen den n-fachen Wert gibt und die Kapazitäten durch n2 dividiert, wobei ra die Ordnungszahl der Harmonischen bedeutet. Die Schaltungsänderung läßt sich für beliebig viele Harmonische einrichten.
Abgesehen von der Möglichkeit, durch einfache Änderung durch die erfindungsgemäße Anordnung ein Filter mit Schwingkristallen auch bei den Harmonischen benutzen zu können, bietet die Erfindung den Vorteil, bei hohen Frequenzen noch ein Filter öd. dgl. herstellen zu können, welches sonst nicht möglich wäre. Bei Schwingkristallen beträgt nämlich die Dicke der Platten bei etwa 5o MHz nur noch einige ',"""mm. Die Herstellung, der genaue Abgleich und die Halterung solcher dünnen Platten ist sehr schwierig und läßt eine wesentliche Erhöhung der Frequenz nicht mehr zu. Hier bietet die erfindungsgemäße Ausnutzung der Harmonischen eine Erweiterung des Frequenzbereiches bei derselben Plattendicke.

Claims

PATE:` TAISPRL'"CHE: i. Filter, Phasendrehglied öd. dgl. der elektrischen Nachrichtentechnik, enthaltend Schwingkristalle, die bei einer Harmonischen der Grundfrequenz ausgenutzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußwiderstände einen mit der Ordnungszahl der betreffenden Harmonischen vervielfachter. Wert der für die Grundfrequenz bemessenen Abschlußwiderstände besitzen und alle Kapazitäten des Filters bzw. Phasendrehgliedes einen durch das Quadrat der Ordnungszahl der Harmonischen geteilten Wert erhalten, während die Induktivitäten unverändert bleiben.
2. Filter, Phasendreliglied öd. dgl. nachAnspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußwiderstände und Kapazitäten für eine oder mehrere Harmonische umschaltbar sind. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik ist im Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in Betracht gezogen worden: Französische Patentschrift Nr. 820481.