DE865922C - Filter fuer ultrakurze Wellen - Google Patents

Description

• Filter für ultrakurze Wellen Im Gebiet ultrahoher Frequenzen ist es sehr schwierig, Breitbandfilter mit großem Wellenwiderstand herzustellen. Man wählt in diesem Frequenzbereich meistens Filter aus z-Gliedern, bei denen die Röhrenkapazitäten in die Querelemente des Filters mit eingehen bzw. dieselben darstellen. Im Interesse eines guten Verstärkungsgrades ist es erforderlich, den Wellenwiderstand des Filters möglichst groß zu machen.
• Abb. x zeigt ein derartiges Filter in n-Schaltung. Die Querzweige bestehen je aus der Kapazität , welche im wesentlichen durch eine Röhrenkapazität dargestellt sein kann, und der Induktivität 2M, welche dieser Kapazität parallel geschaltet ist. Der Längszweig ist aus der Reihenschaltung der Kapazität C mit der Induktivität L gebildet. Diese Kreise sind auf die Frequenz der Bandmitte co" abgestimmt. Der Wellenwiderstand für die Bandmitte ist durch die Gleichung gegeben: Um einen möglichst großen Wellenwiderstand zu erhalten, kommt es also darauf an, die Kapazität C des Längszweiges möglichst klein zu machen. Dem ist jedoch bei der praktischen Ausführung eine Grenze gesetzt.
• Ein weiterer prinzipieller Nachteil, welcher bei einem solchen Filter auftritt, besteht bei sehr hohen Frequenzen darin, daß die Eigenkapazität der Spule L eine wesentliche Rolle zu spielen beginnt. Bei der durch die Forderung nach großem Wellenwiderstand entsprechend dem kleinen Wert von C zu errechnenden Induktivität L kommt man zu einer Spule, deren Eigenkapazität Cy an die der Reihenkapazität C heranreicht oder sogar größer wird als diese. Es ergibt sich dadurch für den Längszweig in Abhängigkeit von der Frequenz ein völlig anderer Scheinwiderstandsverlauf, als er bei vorgegebenem c0" für ein nach der Thomsonschen Formel zu errechnendes L und C sein müßte. Der Scheinwiderstand der Spule nimmt nämlich bei einer Frequenz co, = - den Wert J- oo an. Je nachdem, ob CL größer oder kleiner als C ist; liegt der Wert von cop unterhalb oder oberhalb der gewünschten Frequenz der Bandmitte c0, Der Scheinwiderstand X = O des Längszweiges wird bei einer Frequenz, die kleiner als co, ist, erreicht, und die auf jeden Fall stets kleiner als a)" ist. Man sieht, daß der Längszweig durch die Parallelkapazität Cl; auf jeden Fall die gewünschten und geforderten Eigenschaften verliert.
• Gemäß der Erfindung wird bei dem beschriebenen Filter zur Vermeidung der obigen Nachteile die Induktivität des Längszweiges in mindestens 2 Teile so aufgeteilt, daß zwischen ihren Teilen i Teil der gegebenenfalls ebenfalls aufgeteilten Kapazität liegt und daß die Aufeinanderfolge der Teilreaktanzen bezüglich der Querzweige symmetrisch ist. Dabei wählt man die gesamte Reihenkapazität C so, daß der Scheinwiderstand bei der gewünschten Frequenz coo den Wert Null hat. Durch die Aufteilung wird die Querkapazität der Spule wesentlich herabgesetzt, und je öfter man die Spule unterteilt, desto mehr nähert man sich mit der Größe C der notwendigen Reihenkapazität dem Wert C, der bei völligem Fehlen von Spulenkapazitäten erforderlich wäre.
• Abb. 2 zeigt ein derartig gemäß der Erfindung ausgebildetes Filter, bei dem die Reiheninduktivität aus n Spulen von der Induktivität besteht und die Kapazität aus x - i in Reihe zwischen die einzelnen Spulen geschalteten Kondensatoren vom Kapazitätswert (n-i)C. Durch die mehrfache Unterteilung der Spule und die Dazwischenschaltung der einzelnen Kondensatoren ist also noch ein weiterer Vorteil erzielt, daß die Einzelkondensatoren wesentlich größere Kapazitätswerte annehmen, wodurch die untere Grenze der erreichbaren Gesamtlängskapazität herabgesetzt wird. Beginnt und endet der Längszweig mit einer Teilspule, so erhalten die Einzelkapazitäten je den Wert (n-i)C. Beginnt und endet er mit einer Reihenkapazität, so erhalten sie den Wert (n -[- i)C'. Hierbei ist n die Anzahl der Spulenteile und C die bei Vorhandensein der Spuleneigenkapazitäten CL tatsächlich in den Längszweig zu legende, rechnerisch zu ermittelnde Kapazität. C ist, wie bereits oben ausgeführt, stets kleiner als C, kann jedoch durch genügend hohe Unterteilung der Spule dem Wert C beliebig angenähert werden.
• Die symmetrische Anordnung der Längsreaktanzen bezüglich der Querzweige bedingt noch einen sehr wesentlichen Vorteil der Schaltung. Bei einer Schaltung nach Abb. x, bei der der Längszweig nicht symmetrisch ist, bewirken nämlich die bei hohen Frequenzen ins Gewicht fallenden Streukapazitäten CS der Spule L eine Unsymmetrie des Filters. Diese Unsymmetrie wird durch die symmetrische Aufteilung der Reihenreaktanzen gemäß der Erfindung vermieden. Abb. 3 zeigt, wie sich diese Unsymmetrie des Filters auf die Filterübertragungskurve auswirkt. In der Abb. 3 ist das Verhältnis von Ausgangsspannung U" zu Eingangsspannung U, gegen die Frequenz aufgetragen. Je nach der Reihenfolge von L und C in Abb. i erhält man die Filterübertragungskurven a bzw. b in Abb. 3. Durch den symmetrischen Aufbau gemäß der Erfindung erreicht man eine Übertragungskurve, die einen symmetrischen Frequenzverlauf wie die Kurve c in Abb. 3 zeigt.
• Die praktische Ausführung eines Filters gemäß der Erfindung kann vorteilhaft nach Abb. q. geschehen. Hierin sind die einzelnen Teilinduktivitäten des Längszweiges übereinander auf einen gemeinsamen Kern gewickelt. Nur die innerste und äußerste Wicklung besitzen einen Anschluß. Die zwischen den Teilspulen liegenden Teilkapazitäten werden durch die degenseitigen Kapazitäten der einzelnen Spulenwingungen gebildet.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Filter für ultrakurze Wellen in n-Schaltung mit einander gleichen, je aus einer Parallelschaltung einer Kapazität und einer Induktivität bestehenden Querzweigen, dessen Längszweig aus einer Reihenschaltung von Induktivität und Kapazität besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktivität des Längszweiges in mindestens 2 Teile so aufgeteilt ist, daß zwischen ihren Teilen i Teil der gegebenenfalls ebenfalls aufgeteilten Kapazität liegt und daß die Aufeinanferfolge der Teilreaktanzen bezüglich der Querzweige symmetrisch ist.
2. 2. Filter nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilinduktivitäten des Längszweiges auf einen gemeinsamen Spulenkern gewickelt sind und daß die dazwischenliegenden Teilkapazitäten durch die gegenseitige Kapazität der einzelnen Spulenwindungen gebildet sind. Angezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 410 499