FI79767C - Filterkoppling. - Google Patents

Description

1 79767

Suodatinkytkentä - Filterkoppling

Keksinnön kohteena on suodatinkytkentä, jossa on useita resonanssipairejä.osätaajuusalueiden estämiseksi, vast, läpäisemiseksi, varsinkin antennipistorasioiden taajuuden jakajat taajuusalueiden jakamiseksi radioalueisiin 5 (LMKU) ja televisioalueisiin (VHF, UHF, SHF).

Tällaisissa suodattamissa tarvitaan käytännössä usein 'suuri estovaimennus ja mahdollisimman jyrkkä suoda-tusosa , pieni läpäisyvaimennus ja suuri takaisinkytken-tävaimennus. Näin on asianlaita esim. tapauksessa, jossa 10 yhteisantennilaitteiston signaalitaso jossain kohdassa tulee niin pieneksi, että moitteeton tilaajan syöttö on mahdollinen ainoastaan käyttämällä vahvistinta tai antenni-pistorasioita, joiden liitäntävaimennus on pieni. (esim.

5 dB).

15 Tällaisissa antennipistorasioissa, jotka jakavat suurtaajuisen energian esim. sovitus- ja differentiaali-välittimen avulla kantajohtolähdön ja suodattimen oton keskerf, on näiden molempien liitäntöjen välillä saavutettavissa kytkentävaimennus, joka on ainoastaan noin 20 dB 20 (UHF-alueella). Toisaalta on "Deutsche Bundepost" - mää räysten mukaan (Amtsblätt nr 125/1971 ja FTZ-Richtlinie 1R8-15) mukaan radio- ja televisioliitännän välisen ero-tuskytkennän oltava mielivaltaisissa antennipistorasioissa vähintään 50 dB, jotta tässä suhteessa saataisiin häriö-25 tön vastaanotto tilaajaliitännöissä. Tähän tarvittava suodattimien estovaimennus on täten esim. liitäntävaimen-nuksen ollessa 5 dB vähintään 25dB, eikä tätä saavuteta yksipiirisillä tai ainoastaan loisvastuksesta muodostu-. villa suodattimilla jokaista taajuusaluetta varten, kuten 30 on tunnettua esim. hakijan antennipistorasiasta Gedu 2M11, jonka kytkentäkaavio on näytetty kuviossa 1. Yksit-täisresonanssipiiriä käytettäessä on lisäksi kylkien jyrkkyys pieni ja läpäisyvaimennuksella samoin kuin takai-sinkytkentävaimennuksella on arvot, joiden takin täl-35 laiset antennipistorasiat eivät sovellu kytkettäviksi 2 79767 kantajohtoon kaskadikytkentää käyttäen. Lopuksi todettakoon, että mainitun suodattimen kelat on osittain tarvittavien suurien induktanssiarvojen. takia tehtävä ferriittisy-dänkuristimiksi, joilla on häiritseviä ominaisresonansseja 5 a suurentunut vaimennus käyttötaajuusalueilla. Lopuksi todettakoon, että näitä suodattimia kylläkin voidaan niiden pienen kömponenttimäärän takia valmistaa halpaan hintaan, mutta edellä mainitut syyt rajoittavat kuitenkin suuresti·.niiden käytännöllistä käyttökelpoisuutta.

10 On periaatteessa tunnettua koota suodatuskytkehtö- jä myös kahdesta tai useammasta toisistaan riippumattomasta resonanssipiiristä jokaista osataajuusaluetta varten, joiden resonanssipiirien sähköisten ominaisuuksien tällöin on täytettävä esitetyt ehdot. Tällaisten suodattimien rakenne-15 komponentit aiheuttavat kuitenkin suuria kustannuksia, joten niitä ei sekä kustannussyistä että myös niiden suuren tilantarpeen takia voida käyttää useimmissa käytännöllisissä sovellutustapauksissa kuten esim. antennipistorasioissa.

Keksinnön tehtävänä on aikaansaada alussa mainittua 20 tyyppiä oleva suodatinkytkentä, joka voidaan valmistaa halvalla mahdollisimman harvoja komponentteja käyttäen ja jolle on tunnusomaista mahdollisimman hyvät vaimennusar-vot, väreinkin·suuri estovaimennus.

Tämä tehtävä on ratkaistu siten, että resonanssi-25 piiri on muodostettu ja mitoitettu siten, että jokaisen re-sonanssipiirin vähintään yksi rakenne-elementti samalla on . vähintään yhden muun osataajuusalueen toisen resonnanssi-piirin komponentti. Kaikkien rakenne-elementtien tämän kaksinkertaisen hyödyksikäytön ansiosta saavutetaan mahdolli-30 simman pienellä lukumäärällä kytkentäkonponenteeja, joka lukumäärä suunnilleen vastaan tunnetun yksittäispi ir irat.kai-sun komponenttien lukumäärää, sellaisten kytkentöjen sähköiset arvot, joissa kytkennöissä jokaista taajuusaluetta varten on olemass a erillinen kaksipiirisuodatin. Tämän 35 suodatinkytkennän estovaimennus on niin suuri, että esim. vähintään,.50 dB suuruinen vaadittu erotuskytkentä viereisten antennipistorasioiden radio- ja televisioiiitäntöjen

II

3 79767 välillä kai.killa hyötytaajuusalueilla on varmistettu jopa siinäkin tapauksessa., että ääritapauksessa toisen antenni-pistorasian (läpikytkentärasian) liitäntävaimennus on 3 d3 ja toisen an.tennipistorasian (ilman jakolaitetta olevan 5 pääterasian) liitäntä vaimennus on noir) 1 dB. Lisäksi saavutetaan läpimenovaimennus, joka on enintään 1 dB, suuri takaisinkytkehtävaimenrius sekä välityksen erittäin tasainen taajuuskäyrä kaikilla osataajuusalueilla. Täten keksinnön mukainen suodatinkytkentä soveltuu esim,, sangen 10 hyvin käytettävksi peräkkäin kytketyissä antennipistorasi-oissa, joiden liitäntävaimennus on pieni'.

Lisäksi ovat keksinnön mukaisessa suodatinkytken-nassu .kelojen induktanssiarvot niin 1 edullisia, että nämä kelat' voidaan tehdä.painettuina piireinä jopa hyvin pienil-15 le pinnoille kuten uppoasennusta varten käytettävän 55 mn:n antennipistorasian piirilevylle. Tällä tavoin mahdollistetaan suodatinkytkennän erittäin yksinkertainen, halpa ja tarkka rakenne mahdollisimman pieneen tilaan, ja tämä kytkentä soveltuu erikoisen hyvin sarjavalmistukseen.

20 '* Tätä etua suurentaa vielä keksinnön vaatimuksen 2 : - mukainen rakenne, joka ilman lisäkustannuksia mahdollistaa tilantarpeen lisäpienetämisen.

•Seiisuurentuneen induktanssin takia, joka saavutetaan kokoamalla useita osakeloja yhdeksi ainoaksi kelaksi ja 25 käyttämällä tiivistä rakennetta, voi . kelojen ominaistaajuus joutua hyötytaajuusalueelle. Täten tapahtuva ominaistaajuuden sijoittuminen liitäntävaimennuksen taajuuskäyräl-le voidaan yksinkertaisesti välttää patenttivaatimuksessa 3 mainittua raVennetta väyttäen.' .*»· 30 Kuviot 2...U esittävät keksinnön mukaisen suodatin kytkennän erästä suoritusesimerkkiä antennipistorasiassa käytettynä. Kuvio 2 esittää kytkentäkaaviota ja kuviot 3 ja 4 toisaalta päältäpäin täydellistä antennipistorasiaa liitäntäsivua vastapäätä olevalta sivulta katsottuna ja 35 toisaalta piirilevyn komponenttiosan puolelta katsottuna.

Ottoljitännästä E jakautuu suurtaajuinen energia periaatteessa esim. DE-AS-julkaisusta 28 07 327 tunnetun, ** 79767 tässä antennipistorasian paremman kaskädiinkytkentämäh-dollisuu-den takia epäsymmetriseksi tehdyssä kaksinkertaisessa jakolaitteessa runkojohdon lähtöliitännälle A ja suoda-tinkytkennän F otolle III. Kuviossa U1 on sovitusvälitin, 5 U2 differentiaälivälitin, Rl erotuskytkentäresistanssi, AL tasausjohoto·energian pakkojakamiseksi tasaisesti, C7 kondensaattori .sovitusarvojen parantamiseksi pienillä taajuuksilla, ja C*7 kondensaattori ylärajataajuuden- suurentamiseksi, joka kondensaattori on kytketty tasaus johdon AL. ja niaa-10 ton väliin', ja joka on muodostettu kampamaisesti toisiinsa lomostuvista" metallipinnoista toispuolisesti metal'1 ipinnoit-teella varustetutlla piirilevyllä. Differentiaalivälittimen U2 epäsymmetrinen väliotto on suunniteltu siten, että jakolaitteen läpimenovaimennus antennipistorasian oton E 15 ja suodatinkytkennän F oton III välillä on noin 5 dB.

‘ Rasian" lähdön A ja suodattimen oton III välinen kyt-kentävaimennus on huomioonottaen esim. liitäntäkohdissa olevien ruuvipuristimieri aiheuttamat häiriökapasitanssit noiri'.2p dB UHF-alueella. LM-alueella vastaa sensijaan se-20 litetty kaksoisjakolaite 3 dB jakolaitetta ilman erotuskyt-kentää.

. SUodatinkytkentä“Fkoostuu kahdesta haarasta, toinen adiota varten Ja toinen televisiota varten, Joiden vastaavat liitännät RF ja EV periaatteessa toimivat seuraavalla tavalla: 25 Televisiohaarassa induktanssit L6, L7 muodostavat -MK-alueefr.jestosuodattimen (käytännöllisesti. katsoen oikosulun) L5, C9, ja L6, C10 UKV:n estokaistan, L5, C8 ja L7, C10 telvisoalueen I estokaistan, samoin kuin kapasitanssit C3,

C9 yhdessä induktanssien L6, 1,7 kanssa televisioalueen I

30 suurtaajuuspäästökaistan.

Radiohaarassa muodostavat induktanssit L8, L9 ja kapasitanssit ¢12, Cl3 LMK-alueen alipäästösuodattimen L9, C11 ja L10, C12 televisioalueen I estokaistan, sekä L8# C11 ja L10, Cl3 UKW-alueen kaistasuodattimen. Keksinnön mu-« 35 kaisen suodatinkytkennän tässä suoritusesimerkissä toimivat * t f täten tilaajataajuusaluetta varten mitoitetun resonanssi-piirin kaikki rakenne-elementit kokonaisuudessaan toisen

II

5 79767 tilaajataajuusalueen toisen resonanssipiirin suurtaajuisina rakenne-elementteinä kelat Lö, L7 jopa kahden muun osataa-juusalueen kahden muun resonanssipiirin elementteinä.

Rakenhe.-elementtien tämän moninkertaisen hyödyksikäy-5 tön ansiosta on täten saavutettu pieni läpimenoväimennus, joka; on enintään- 1 dB, ja. vastaavasti suuri takaisinkytken-tävaimennus, ja kaikilla·estettävillä osataajuusalueilla vähintään 29 dB estovamennusrakenne-elementtien pientä lukumäärää käytteen,·, jolloin mainitut 'Deutsche Bundespost" -ero-10 tuskytkentävaatimukset on täytetty myös suurimmilla käyttötaa-juuksilla ja pienimmällä liitäntävaimennuksella, joka tässä on 5 dB, ja estovaimennus pienimmillä taajuuksilla on jopa paljon suurempi.'( 70 dB LM-alueella).

Kelujen indukta'nssiarvot, jotka on saavutettu keksin-15 nön mukaisten toimenpiteiden ansiosta, ovat kaikki pienemmät kuin 0,25.pH, ja ne voidaan täten aikaansaada sillä suhteellisen pienellä piirilevyllä, joka soveltuu rakennettavaksi antennipistorasiaa varten tarkoitettuun 55 m:n uppoasen-nusra^iaan painettua piiritekniikkaa soveltan. Tällöin 20 on kelat L5, L6, L7 yhdistetty yhdeksi ainoaksi kelaksi, jossa on kaksi väliottoa V, VI, ja ne muodostavat tällä tavoin tilavuudeltaan hyvin pienen yksikön.

. Kelat L8‘, L9 on sen sijaan tässä suoritusesimerkissä sovitettu erillisinä, koska piirilevyä on toisaalta voitava 25 käyttää myös antenriiliitäntärasioissa, joiden liitäntövai-.mennus on suuri ja joissa molemmat kelat eivät saa olla suorassa galvaanisessa yhteydessä toisiinsa, vaan RC-elemer,-tin välityksellä liitäntävaimennuksen suurentamiseksi LMK-alue'edla, ja koska toisaalta tätä rakennetta käyttäen edul-30 lisella tavalla mahdollistetaan suurilla taajuuksilla ero- tuskytkennän paranemista aikaansaavan, painetua piiritekniikkaa soveltaen muodostetun kalan LII sovittaminen piirilevyn symmetriatason luona vastakkain sijaitsevien maadoituspintojen väliin. Periaatteessa voidaan kuitenkin tietysti kelat 35 L8, L9, L10 yhdistää yhdeksi ainoaksi kelaksi, jolloin saa daan koko kytkennän 3ymmetrinenrakenne. Suorituakytkenriän loisvaetusten lukumäärä on tällöin jopa pienempi kuin tek- 6 79767 nilkan tunnetusta tasosta tunnetussa kuvion 1 mukaisessa "vksipiiriratkaisussa".

Selitetyssä antennipistorasiassa on täten aikaansaatu suodatinkytkentä, jolla saavutetaan optimaaliset suurtaa-5 juusominaisuudet sähköisiä rakenne-elementtejä minimimäärin käyttäen, ja joka soveltuu kaskadikytkentää varten, ja jolla myös pienillä 1iitäntävainennuksilla on suuri esto-vaimennus, ja joka mahdollistaa yksinkertaisen, laajalti painop'iiritekniikkana toteutettavan ja sarjavalmistukseen eri-1C koisesti soveltuvan rakenteen, joka vaatii vähän tilaa ja voidaan valmistaa halvalla.

II

Claims (3)

7 79767 1. Suodatinkytkentä, jossa 0n useita resonanssipiire-jä osataajuusalueiden estämiseksi, vast, läpäisemiseksi, varsinkin antennipistorasioiden taajuuden jakajien taajuusalueiden jakamiseksi radioalueisiin (I11KU) ja televisio-5 alueisiin (VHF, UHP, SHF), tunnettu siitä, että resonanssipiiri on muodostettu ja mitoitettu siten, että jokaisen resonanssipiirin vähintään yksi rakenne-elementti samalla on vähintään yhden muun osatsejuusalueen toisen resonanssipiirin komponentti. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen suodatinkytkentä, tunnettu siitä, että ainakin yhdellä välitys-alueella (radio- ja/tai televisioalueella) kaikki induktanssit (L5, L6, L?) on koottu yhdeksi ainoaksi kelaksi, jossa on vastaava lukumäärä väliottoja (V, VI). ‘5 3* Patenttivaatimuksen 2 mukainen suodatinkytkentä, tunnettu siitä, että erillisten kelojen (L5, L6, L7) uloin kierros (L7) kierrosväliä vastaavalla etäisyydellä on pituutensa ainakin eräältä osalta maadoituspinnan ympäröimä, jonka päät eivät ole johtavassa yhteydessä toi-20 siinsa. s 79767 PATEN-TKRAV

1. Filterkoppling med flere resonsnskretsar för sparming resp. genomg&ng av delfrekvensomr&den, särskilt frekvensdelare för antennstickdosor, for uppdelning av frekvensomrädena i radioomräden (LMKU) och televisions-5 omraden (VHF, UHF, SHF), kännetecknad där-a v, att resonanskretsima är s& uppbyggda och dimensio-nerade, att minst ett hyggelement i varje resonanskrets samtidigt utgör en bestdndsdel i minst en annan resonans-krets för ett annat delfrekvensomräde. 1'

2. Filterkoppling enligt patentkravet 1, kän netecknad därav, att ätminstone i ett trans-missionsomräde (radio- och/eller televisionsomr&de) alia induktanser (L5».L6» L7) är sammanfattade till en enda spole med ett motsvarande antal mellanuttag (V, VI). 15

3· Filterkoppling enligt patentkravet 2, k ä n - netecknad därav, att det yttersta varvet (L7) i den enda spolen (L5, L6, L7) i ett varvavst&ndet motsvarande avständ ätminstone over en del av sin längd är ömsluten av en massayta, vars änd8r inte är ledande 20 förenade med varandra. Il