JPH0344208A

JPH0344208A - 水晶ノッチ・フィルタ

Info

Publication number: JPH0344208A
Application number: JP2176515A
Authority: JP
Inventors: Robert G Kinsman; ロバート・ジー・キンズマン
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1989-07-05
Filing date: 1990-07-05
Publication date: 1991-02-26
Also published as: US5030934A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、停止帯域フィルタまたはノッチ・フィルタに
関し、ざらに詳しくは、個別水晶デバイスによって実現
されるノッチ・フィルタに関する。

（従来技術）通信業界では、狭い周波数帯の信号を実質的に除去また
はトラップする一方で、広い周波数帯の情報または信号
を伝送する必要性のある用途が多くある。この目的のた
めに使用される種類のフィルタは停止帯域フィルタとし
て知られる。このフィルタは、周知の「高原部と谷部」
を有する伝達特性のためにノッチ・フィルタとしても知
られる。

むろん、前記特性では一般に、伝送されるすべての周波
数にわたり平坦（高原部）であるが、除去される狭域周
波数帯は例外であり、この周波数帯では、伝達特性は、
停止帯域またはノツチの中心を識別する中心周波数（ｆ
ｃ）の両端で急激に低下する（谷部）。

この種類のフィルタは、非常に広い通過帯域が必要なビ
デオ信号またはテレビ放送信号に関する用途では特に注
目すべきものである。これらのビデオ・チャンネルは、
ビデオのひずみを防ぐために除去しなければならない狭
帯域変調搬送信号を含むことがある。さらに、隣接チャ
ンネルの搬送周波数または狭帯域通信信号によって干渉
が引き起こされる状況があるかもしれない。このような
トラップ・フィルタの通常の用途はＣＡＴＶシステムで
あり、このシステムではしばしば、干渉信号など狭帯域
ノイズが存在する中で多くの放送チャンネルを伝送（ま
たは分配）する必要がある。

ノッチ・フィルタのもう１つの用途は、テレビ信号をス
クランブルするのに用いられる搬送周波数信号を除去す
ることである。搬送波は、搬送波から１５，７５０ロ２
の倍数のところに位置する通常の放送テレビ・ビデオ信
号の側波帯の間に挿入される。このフィルタは隣接する
側波帯での損失が最小でなければならず、Ｖ日Ｆ放送帯
域にわたって通過域が広がっているべきである。

このようなノッチ・フィルタの品質の１つの尺度は、通
過帯域（伝送される信号の周波数範囲または帯域）の停
止帯域（フィルタによって停止またはトラップされる信
号の周波数帯域〉に対する比率であることが知られてい
る。

（発明が解決しようとする課題）さらに、水晶は、サイズが小さいこと、周波数安定度が
優れていること、および製造コストが低いことのために
前記フィルタを実現するのに非常に適していることが知
られている。これらの水晶は受動部品であり、このため
電力が不要である。

さらに、通過帯域・停止帯域比が高い水晶ノッチ・フィ
ルタは通信用途にとって非常に望ましい。

従来まで、直列アーム内にインダクタを、および並列ア
ーム内に水晶を使用したラダー回路が前記フィルタに使
用されてきた。しかし、これらのラダー形回路は、必要
な広い通過帯域を提供しない。

その結果、改良された水晶ノッチ・フィルタに対するニ
ーズがある。

通過帯域対停止帯域比が大きい改良された水晶ノッチ・
フィルタを提供することが本発明の目的である。従って
、個別水晶デバイスを使用した水晶ノッチ・フィルタが
開示される。５５ＭＨ７をトラップした１つの特定の実
施例では、水晶ノツチ・フィルりは、約５０Ｍ口２ない
し２１２Ｍ目２の通過帯域を有すると共にレーザー・ト
リミングを施したブリッジ抵抗によって同調される５５
ＭＨ２の中心周波数の周囲でＩＫＫ２Ｏ停止帯域を有す
る。

（実施例）第１Ａ図は、本発明による改良された水晶ノッチ・フィ
ルタの第１実施例を示す回路図である。

第１Ａ図はただ１つのフィルタ・セクションを有するフ
ィルタを示しているが、性能の向上のため複数のセクシ
ョンを縦続できることが望ましい。

このような縦続構成では、各セクションは第１Ａ図に記
載されたセクションと同様のものとなる。

図に示す通り、基本的フィルタ・セクションは、入力端
子１５と出力端子１７との間に直列に接続された２つの
同一の個別水晶１１および１３によって構成される。結
合コンデンサ１９は、２つの水晶の接合点２１をアース
２３に接続する。また、ブリッジ・コンデンサ２９は入
力１５を出力１７に接続する。当業者は、水晶１１と１
３が接合点２１によって互いに電気的に結合されている
ことを理解する。ざらに、水晶１１および１３は（モノ
リシック水晶フィルタ素子と異なり〉個別的ユニットで
あるため、これらの間の音響結合がゼロであることが理
解できる。モノリシック水晶フィルタ素子を使用するフ
ィルタの例については、１９８３年１２月２７日に付与
され、本発明の譲受人であるモトローラに譲渡された先
行米国特許第４．４２３．３９４号を参照されたい。

このフィルタ・セクションには下記の関係が存在する：入力インピーダンス（２ｉｎ）　２５および出力インピ
ーダンス（Ｚｏｕｔ））　２７は設計帯域幅および水晶
のインピーダンスによって設定される；ノツチの周波数
は水晶の周波数によって決定される；ノツチの深さはブリッジ・コンデンサ２９の値および水
晶１１および１３のＱ値によって決定される；ノツチの帯域幅は結合コンデンサ１９の値によって決定
される：および水晶の共振と離れた周波数では、回路は本質的にコンデ
ンサ分周器回路で、あり、そのため低周波端部にロール
オフを有する非常に広い通過帯域を与える。

５５Ｍｔ−１ｚの中心周波数を有するノッチ・フィルタ
としての１つの特定の実施例では、フィルタは、それぞ
れ５４．９９７５ＭＨｚの共振周波数、０．６ｘ１０−
１５Ｆの動キャパシタンス、１．５ｐＦの分路キャパシ
タンス、４０，０００のＱ値を有する第３のオーバトー
ン水晶を使用して作ることができる。この実施例では、
結合コンデンサ１９は６．６ｐＦ、ブリッジ・コンデン
サ２９は５．６ｐＦとすることができる。これは約３２
０オームの入出力インピーダンスを与える。その結果得
られるフィルタ・セクションは２．７ｄＢの公称通過帯
域挿入損を有し、３．１ｋＨｚの３ｄＢ帯域および６０
０Ｈ２の２０ｄＢ帯域を有するノツチを与える。３ｄＢ
の通過帯域は２７Ｍ１−１ｚの低周波数から約７００Ｍ
Ｈ２の高周波数まで広がっている。これに対し、直列ア
ーム内でインダクタを使用する従来技術のラダー形水晶
フィルタでは、同様のフィルタの３ｄＢの通過帯域は約
８５ＭＨ２までしか広がっていない。

本発明による改良された水晶ノッチ・フィルタは、非常
に狭いノツチ帯域を与えるため、周波数によって生じる
水晶の許容誤差を補償することのできるノツチ周波数の
トリミング法を提供することも望ましい。これは、ブリ
ッジ・コンデンサ２９に可変ブリッジ抵抗を結合するこ
とによって達成できる。下記の第１Ｂ図および第１Ｃ図
に示すように、これを行う方法は少なくとも２つある。

（第１Ａ図、第１Ｂ図、および第１Ｃ図において、破線
Ａ−Ａ’は基準線であり、線へ〜へ′の下にあるものは
すべて、３つの図の各々で同一であるものとする。）第１Ｂ図に関して、ブリッジ抵抗３１はブリッジ・コン
デンサ２９と直列に接続される。以前の５５Ｍ１−１ｚ
のノッチ・フィルタの実施例の場合には、抵抗３１の値
は約１００オームとなる。

第１Ｃ図に関して、ブリッジ抵抗３１はブリッジ・コン
デンサ２９と並列に接続される。この構成において、以
前の５５ＭＨｚのトラップ・フィルタでは約１０００オ
ームの値を有する抵抗３１を使用する。

製造する場合、ブリッジ抵抗はレーザー・トリミングに
よって変更または調節できる。たとえば、第１Ｂ図の直
列抵抗構成において、ノツチにおける約４００Ｈ２の周
波数のシフトは抵抗を１０オームから１００オームに変
更することによって得られる。第１Ｃ図の並列抵抗構成
の場合、１キロオームから１０キロオームに抵抗を変更
することによって、ノツチは約８００日２シフトする。

水晶ユニット自体は公称周波数許容誤差±１０ｐｐｍで
製造することができる。１年間のエージングによる許容
誤差は±２ｐｐｍを超えないであろう。摂氏１５°〜４
５°の温度範囲における周波数のドリフトは、温度の極
値において±３ｐｐｍを超えないであろう。トリミング
抵抗３１を適当にトリミングすることによって、フィル
タ応答は、温度とエージングのすべての条件で所望の周
波数において最低２０ｄＢの減衰を保持するように中心
を定めることができる。

本発明による改良された水晶ノッチ・フィルタの種々の
実施例について上で説明したが、本発明の適用範囲は前
記の請求範囲によって規定される。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は、本発明による改良された水晶ノッチ・フィ
ルタの第１実施例を示す回路図である。第１Ｂ図は、第１実施例の同調オプションを示す。第１Ｃ図は第１実施例の別の同調オプションを示す。１１．１７゜２１゜２５゜２９゜３１゜３１１．水晶、１５．、、入力１、出力、１９．、、結合コンデンサ１、結合部、２３．、、アース１、入力インピーダンス１、ブリッジ・コンデンサ１、トリミング抵抗

Claims

【特許請求の範囲】

１．中心周波数、通過帯域、停止帯域、通過帯域挿入損
、停止帯域挿入損、フィルタ入力、フィルタ出力、入力
インピーダンス、出力インピーダンスを有すると共に少
なくとも１つのフィルタ・セクションを有するノッチ・
フィルタであり、各フィルタ・セクションが、共通アー
ス端子、前記フィルタ入力と直列に結合された入力端子
および前記フィルタ出力と直列に結合された出力端子に
よって構成されるところのノッチ・フィルタであって：第１端子および第２端子を有する第１水晶、第１端子お
よび第２端子を有する第２水晶、第１端子および第２端
子を有するブリッジ・ネットワーク、第１端子および第２端子を有する結合コンデンサによっ
て構成され、前記結合コンデンサの第１端子は前記共通アース端子に
結合され、前記第１水晶の第１端子は前記入力端子に結合され、前記第２水晶の第１端子は前記出力端子に結合され、前記結合コンデンサの第２端子は前記第１水晶の第２端
子と前記第２水晶の第２端子とに結合され、前記ブリッジ・ネットワークの第１端子は前記入力端子
に結合され、前記ブリッジ・ネットワークの第２端子は前記出力端子
に結合される、ことを特徴とするノッチ・フィルタ。
２．前記ブリッジ・ネットワークはコンデンサを有する
ことを特徴とする請求項１記載のノッチ・フィルタ。
３．前記ブリッジ・ネットワーはコンデンサおよび抵抗
を有し、前記抵抗はトリミングが可能であることを特徴
とする請求項１記載のノッチ・フィルタ。
４．前記コンデンサは前記抵抗と直列に結合されること
を特徴とする請求項３記載のノッチ・フィルタ。
５．前記コンデンサは前記抵抗と並列に結合されること
を特徴とする請求項３記載のノッチ・フィルタ。
６．少なくとも１つのフィルタ・セクションを有する停
止帯域フィルタにおいて、前記セクションは、入力、出
力、前記入力と前記出力との間に結合されたブリッジ・
ネットワーク、結合コンデンサ、接地された前記結合コ
ンデンサの一方の端子、第１水晶の一方の端子と第２水
晶の一方の端子に結合された前記結合コンデンサの他方
の端子、前記入力に結合された前記第１水晶の他方の端
子、および前記出力に結合された前記第２の水晶の他方
の端子によって構成されることを特徴とする停止帯域フ
ィルタ。
７．前記ブリッジ・ネットワーはコンデンサによって構
成されることを特徴とする請求項６記載の停止帯域フィ
ルタ。
８．前記ブリッジ・ネットワーはコンデンサおよびトリ
ム可能な抵抗によって構成されることを特徴とする請求
項６記載の停止帯域フィルタ。
９．前記コンデンサは前記トリム可能な抵抗と直列に結
合されることを特徴とする請求項８記載の停止帯域フィ
ルタ。
１０．前記コンデンサは前記トリム可能な抵抗と並列に
結合されることを特徴とする請求項８記載の停止帯域フ
ィルタ。