Hochwertige elektrische Filter großer Flankensteilheit werden mit
Vorteil unter Verwendung von Quarzen, Stimmgabeln oder anderen mechanischen Schwingern
gebaut, da die Dämpfung mechanischer Schwingungen um ein Vielfaches kleiner ist
als die von elektrischen Schwingungskreisen. Der mechanische Schwinger wird mittels
eines elektrischmechanischen Energiewandlers erregt, und die mechanischen Schwingungen
des Schwingers werden wieder über einen mechanischelektrischen Wandler in elektrische
Energie umgesetzt. Dabei erweist .es sich meist als unerwünscht, daß mit wachsender
Flankensteilheit der Durchlaßkurv e ihre Bandbreite immer geringer wird. Um ein
Frequenzband :und nicht nur eine einzige Frequenz übertragen zu können, schaltet
man daher im allgemeinen zwei oder mehrere mechanische Schwinger, deren Eigenfrequenzen
um geringe Beträge voneinander abweichen, zu einem Bandfilter zusammen.High-quality electrical filters with a large edge steepness are included
Advantage when using crystals, tuning forks or other mechanical transducers
built because the damping of mechanical vibrations is many times smaller
than that of electrical oscillatory circuits. The mechanical oscillator is by means of
an electro-mechanical energy converter, and the mechanical vibrations
of the oscillator are converted back into electrical via a mechanical-electrical converter
Energy implemented. It usually turns out to be undesirable that with increasing
Edge steepness of the transmission curve e its bandwidth is getting smaller. To a
Frequency band: and not just being able to transmit a single frequency switches
one therefore generally has two or more mechanical oscillators, their natural frequencies
differ by small amounts from each other to form a band filter.
Um mechanische Bandfilter zu vereinfachen und mit einem geringeren
Aufwand auszukommen, ,ist bereits vorgeschlagen worden, bei einem Stimmgabelbandfilter
die Stimmgabel so auszubilden, daß die beiden Biegeeigenfrequenzen der Stimmgabel
einander dicht benachbart liegen und so eine gemeinsame Durchlaßkurve entsteht.
Dieser Vorschlag ging davon aus, daß jede Stimmgabel zwei Biegeeigenfrequenzen .aufweist,
von denen .die eine immer übereinstimmt mit der Eigenfrequenz, die sich für einen
einzelnen Stab errechnet, und ,die andere in ihrer Frequenzlage stark abhängig von
,der Ausbildung des Stimmgabelfußes und im allgemeinen stark gedämpft ist.To simplify mechanical band filters and with a smaller one
It has already been proposed to make ends meet in a tuning fork band filter
to train the tuning fork so that the two natural bending frequencies of the tuning fork
are close to each other and so a common transmission curve is created.
This proposal was based on the assumption that every tuning fork has two natural bending frequencies,
of which .the one always coincides with the natural frequency, which is for one
calculated individual rod, and, the other in its frequency position strongly dependent on
, the training of the tuning fork base and is generally heavily damped.
Die Erfindung geht nun davon aus, @daß jeder mechanische Schwinger
neben Biege- auch Drehschwingungen ausüben kann. Gemäß der Erfindung wird bei einem
elektrischen Filter unter Verwendung eines mechanischen Schwingers .dieser so bemessen,
.daß eine seiner Biegeeigenfrequenzen mit einer seiner Dreh.eigenfrequenzen zusammenfällt
bzw. ihr dicht benachbart ist und daß sich so eine gemeinsame Durchlaßkurve ergibt.
Die Verwendung mehrerer mechanischer Systeme wird .also durch die Erfindung dadurch
vermieden, daß Drehschwingung und Biegeschwingung ein und desselben Schwingers so
gelegt sind, daß ein Bandfilter entsteht. Um zu vermeiden, @daß auch noch andere
unerwünschte Eigenschwingungen erregt werden, können dabei außerdem zusätzliche
elektrische Filter einfachster Art verwendet werden.The invention now assumes that every mechanical oscillator
can also exert torsional vibrations in addition to bending. According to the invention in a
electrical filter using a mechanical oscillator.
.that one of its natural bending frequencies coincides with one of its natural rotational frequencies
or it is closely adjacent and that this results in a common transmission curve.
The use of several mechanical systems is .so by the invention
avoided that torsional vibration and bending vibration of one and the same oscillator in this way
are placed that a band filter is created. To avoid @that others too
unwanted natural vibrations are excited, can also additional
electrical filters of the simplest type can be used.
Ein Ausführungsbeispiel eines elektromechanischen Filters gemäß der
Erfindung zeigt die Fig. i im Aufriß und Grundriß. Als mechanischer Schwinger ist
eine abgestimmte Stahlzunge i benutzt, die an einem Ende zwischen vorzugsweise verschiebbar
an der Grundplatte 2 befestigten Backen 3 fest eingespannt ist. Die auf dem Magnet
4 aufgebrachte Filtereingangserregerspule 5 und die auf dem Magnet 6 aufgebrachte
Filterausgangsspule 7 sind auf entgegengesetzten Seiten des freien Endes der Stahlzunge,
und zwar in Richtung der Länge und der Breite der Stahlzunge, gegeneinander versetzt
angeordnet. Sie sind zweckmäßig auf der Grundplatte verschiebbar befestigt. Beispielsweise
Abmessungen (in Millimetern) des Filters und seiner Elemente sind in der Figur eingetragen.
Der Schwinger ist so bemessen, daß sowohl die .erste Drehschwingung als auch die
zweite Biegungsschwingung z. B. bei 2ooo Hz liegen. Man erhält so die Filterkurve
der Fig. 2, die den Spannungsverlauf am Filterausgang bei konstanter Eingangsspannung
zeigt. Die Schwingungsform der ersten Drehschwingung und der zweiten Biegungsschwingung
sind in Fig. 3 gestrichelt eingezeichnet.An embodiment of an electromechanical filter according to FIG
Invention shows the Fig. I in elevation and plan. As a mechanical transducer is
a coordinated steel tongue i used, which is preferably slidable at one end between
on the base plate 2 attached jaws 3 is firmly clamped. The one on the magnet
4 applied filter input excitation coil 5 and applied to the magnet 6
Filter output coil 7 are on opposite sides of the free end of the steel tongue,
namely in the direction of the length and the width of the steel tongue, offset from one another
arranged. They are expediently slidably attached to the base plate. For example
Dimensions (in millimeters) of the filter and its elements are entered in the figure.
The oscillator is dimensioned in such a way that both the .first torsional oscillation and the
second bending oscillation z. B. be at 2ooo Hz. The filter curve is thus obtained
of Fig. 2, which shows the voltage curve at the filter output with a constant input voltage
shows. The waveform of the first torsional vibration and the second bending vibration
are shown in dashed lines in FIG. 3.