NL2001658C2

NL2001658C2 - Passive radio frequency filter, has circuit comprising passive filter components such as resistor, capacitors and transformers, where filter components are provided between input and output of filter

Info

Publication number: NL2001658C2
Application number: NL2001658A
Authority: NL
Inventors: Sumit Bagga; Wouter Anton Serdijn
Original assignee: Univ Delft Tech
Priority date: 2008-06-09
Filing date: 2008-06-09
Publication date: 2009-12-10

Abstract

The filter (1) has a circuit comprising passive filter components such as a resistor (2), capacitors (3-5) and transformers (6, 7), where the filter components are provided between an input and an output of the filter. The circuit includes readout units (8-12) for determining voltages at predetermined locations within the circuit.

Description

Passief RF-filterPassive RF filter

De uitvinding heeft betrekking op een passief RF-filter met een ingang en een uitgang omvattende in een schakeling opgenomen passieve filtercomponenten, zodanig dat het filter een tussen de ingang en de uitgang vooraf bepaalde overdrachtskarak-5 teristiek bezit.The invention relates to a passive RF filter with an input and an output comprising passive filter components included in a circuit, such that the filter has a transfer characteristic predetermined between the input and the output.

Het ontwerpen van een dergelijk passief RF-filter behoort tot het standaard repertoire van de elektrotechnisch ingenieur. Dergelijke filters worden in de regel gebaseerd op ont-werpregels zoals gegeven door Butterworth, Chebyshev, Bessel, 10 Cauer en dergelijke.Designing such a passive RF filter is part of the standard repertoire of the electrical engineer. Such filters are generally based on design rules as given by Butterworth, Chebyshev, Bessel, Cauer and the like.

Het bekende passieve RF-filter is met de opkomst van integrated circuits verdrongen door actieve filters die op zichzelf meer mogelijkheden bieden om specifieke filterfuncties nauwkeurig te realiseren. Nadelig aan dergelijke actieve filters 15 is echter het energieverbruik dat relatief hoog is. Dit hoge energieverbruik wordt echter op de koop toegenomen vanwege de voordelen die actieve filters bieden ten aanzien van de nauwkeurigheid van de overdracht.With the rise of integrated circuits, the well-known passive RF filter has been supplanted by active filters that in themselves offer more possibilities to accurately realize specific filter functions. However, a disadvantage of such active filters is the energy consumption that is relatively high. However, this high energy consumption is increased because of the advantages that active filters offer with regard to the accuracy of the transfer.

Met de uitvinding is beoogd een passief RF-filter te 20 verschaffen waarmee op nauwkeurige wijze een gewenste overdracht skarakteristiek kan worden verschaft onder vermijding van het hoge energieverbruik dat inherent is aan actieve RF-filters.It is an object of the invention to provide a passive RF filter with which a desired transmission characteristic can be accurately provided while avoiding the high energy consumption that is inherent to active RF filters.

Het passieve RF-filter dat daartoe volgens de uitvinding wordt voorgesteld, bezit het kenmerk dat de schakeling 25 waarin de passieve filtercomponenten zijn opgenomen, voorzien is van uitleesmiddelen voor toestand bepalende spanningen en/of stromen op vooraf bepaalde plaatsen binnen deze schakeling, en dat deze uitleesmiddelen voedend aansluiten op een sommatie- en weegorgaan voor het in een vooraf bepaalde verhouding superpone-30 ren van de met de uitleesmiddelen gemeten toestanden, en dat het sommatie- en weegorgaan de uitgang van het filter verschaft waarop deze gesuperponeerde toestanden verschijnen.The passive RF filter proposed for this purpose according to the invention is characterized in that the circuit 25 in which the passive filter components are included is provided with read-out means for state-determining voltages and / or currents at predetermined places within this circuit, and that these feeding means connect to a summation and weighing means for superimposing the states measured with the reading means in a predetermined ratio, and that the summation and weighing means provides the output of the filter on which these superimposed states appear.

Met deze volgens de uitvinding voorgestelde maatregelen is het voor het eerst mogelijk gebleken om met passieve compo-35 nenten zeer nauwkeurige overdrachtskarakteristieken te kunnen realiseren, welke voorheen slechts met actieve RF-filters konden worden gerealiseerd.With these measures proposed according to the invention it has for the first time been possible to realize very accurate transmission characteristics with passive components, which previously could only be realized with active RF filters.

Een geschikte uitvoering van het passieve RF-filter volgens de uitvinding is die waarin de schakeling een ladder-40 schakeling van passieve filtercomponenten is, die geselecteerd 2 zijn uit de groep omvattende weerstanden, spoelen, condensatoren, transformatoren.A suitable embodiment of the passive RF filter according to the invention is that in which the circuit is a ladder-40 circuit of passive filter components selected from the group comprising resistors, coils, capacitors, transformers.

De spanningen en stromen die zich in de schakeling voordoen en die bepalend zijn voor de toestand van de schake-5 ling, laten zich effectief en zuiver bepalen door een uitvoering van het passief RF-filter waarin de schakeling ten minste een primaire zijde van ten minste één transformator bezit, van welke ten minste ene transformator een secundaire zijde is aangesloten op het sommatie- en weegorgaan.The voltages and currents which occur in the circuit and which determine the condition of the circuit can be determined effectively and purely by an embodiment of the passive RF filter in which the circuit comprises at least one primary side of at least one has one transformer, of which at least one transformer a secondary side is connected to the summation and weighing member.

10 De uitvinding zal in het navolgende verder worden toe gelicht onder verwijzing naar een niet-beperkend uitvoerings-voorbeeld en de tekening.The invention will be explained in more detail below with reference to a non-limiting exemplary embodiment and the drawing.

In de tekening toont: - figuur 1 een schematische weergave van een passief 15 RF-filter volgens de uitvinding; - figuur 2 een zevende orde orthonomaal bandsperfilter volgens de uitvinding, en - figuur 3 een weergave van de overdrachtskarakteris-tiek van het in figuur 2 getoonde bandsperfilter.In the drawing: figure 1 shows a schematic representation of a passive RF filter according to the invention; - figure 2 shows a seventh-order orthonomic belt barrier filter according to the invention, and - figure 3 shows the transfer characteristic of the belt barrier filter shown in figure 2.

20 In de figuren gebruikte gelijke verwijzingscijfers ver wijzen naar dezelfde onderdelen.Identical reference numbers used in the figures refer to the same parts.

Verwijzend nu eerst naar figuur 1 wordt het algemene schakelschema getoond van het passieve RF-filter 1 volgens de uitvinding. Dit passieve RF-filter 1 omvat passieve componenten 25 2,3,4,5,6,7 die in een schakeling zijn opgenomen. Deze passieve filtercomponenten 2,3,4,5,6,7 zijn geselecteerd uit de groep omvattende weerstanden 2, spoelen, bijvoorbeeld in de vorm van de spoelen van een transformator 6,7 en condensatoren 3,4,5. Hierbij kan worden opgemerkt dat het gebruik van weerstanden, spoe-30 len en condensatoren uit de bekende passieve RF-filtertechniek op zichzelf wel bekend is.Referring first to Figure 1, the general circuit diagram of the passive RF filter 1 according to the invention is shown. This passive RF filter 1 comprises passive components 2,3,4,5,6,7 which are included in a circuit. These passive filter components 2,3,4,5,6,7 are selected from the group comprising resistors 2, coils, for example in the form of the coils of a transformer 6,7 and capacitors 3,4,5. It can be noted here that the use of resistors, coils and capacitors from the known passive RF filtering technique is known per se.

De schakeling waarin de filtercomponenten 2,3,4,5,6,7 zijn opgenomen, is verder voorzien van uitleesmiddelen 8,9,10,11,12 voor het meten van spanningen en/of stromen die op 35 vooraf bepaalde plaatsen in de schakeling aanwezig zijn. Deze uitleesmiddelen zijn vervolgens voedend aangesloten op een sommatie- en weegorgaan 13 voor het in een vooraf bepaalde verhouding superponeren van de met de uitleesmiddelen 8,9,10,11 of 12 gemeten toestanden. Dit sommatie- en weegorgaan 13 verschaft 40 vervolgens de uitgang 14 van het filter 1, op welke uitgang 14 een van het op de ingang 15 van het filter 1 afhankelijk signaal verschijnt dat gebaseerd is op de met de uitleesmiddelen 3 8,9,10,11 of 12 gemeten toestanden.The circuit in which the filter components 2,3,4,5,6,7 are included is further provided with read-out means 8,9,10,11,12 for measuring voltages and / or currents that are present in predetermined places in the circuit. These read-out means are subsequently fed to a summation and weighing means 13 for superimposing the states measured with the read-out means 8, 9, 10, 11 or 12 in a predetermined ratio. This summation and weighing device 13 then provides 40 with the output 14 of the filter 1, on which output 14 a signal appears which is dependent on the input 15 of the filter 1 and which is based on the signal 8, 10, 10 11 or 12 measured states.

In figuur 2 is een specifieke uitvoeringsvorm van het algemeen in figuur 1 getoonde RF-filter 1 getoond. Het in figuur 2 getoonde RF-filter 1 betreft een zevende orde orthonomaal lad-5 derfilter dat een weerstand 2 omvat, een condensator 3, een spoel 16 en verder een condensator 4, een condensator 5 en een condensator 17, alsmede transformatoren 6 en 7.Figure 2 shows a specific embodiment of the RF filter 1 generally shown in Figure 1. The RF filter 1 shown in Figure 2 relates to a seventh-order orthonomic charger filter comprising a resistor 2, a capacitor 3, a coil 16 and furthermore a capacitor 4, a capacitor 5 and a capacitor 17, as well as transformers 6 and 7 .

In de schakeling van de zojuist genoemde weerstand 2, spoel 16 en condensatoren 4,5,17 is de primaire zijde 6',7' van 10 de transformatoren 6,7 direct opgenomen, terwijl de secundaire zijde 6", 7" van deze transformatoren 6,7 dient voor voeding van het sommatie- en weegorgaan dat. - op voor de vakman bekende wijze - wordt gevoed op basis van het potentiaalverschil tussen de zojuist bedoelde secundaire windingen 6'',7'' zoals dat ver-15 schijnt aan de uitgang 14 van het filter.In the circuit of the resistor 2, coil 16 and capacitors 4,5,17 just mentioned, the primary side 6 ', 7' of the transformers 6,7 are directly included, while the secondary side 6 ", 7" of these transformers 6.7 serves for feeding the summation and weighing device. - is fed in a manner known to those skilled in the art - on the basis of the potential difference between the aforementioned secondary windings 6 '', 7 '' as it appears at the output 14 of the filter.

In figuur 3 is de overdrachtskarakteristiek getoond van het in figuur 2 getoonde RF-filter 1.Figure 3 shows the transfer characteristic of the RF filter 1 shown in Figure 2.

De x-as van de in figuur 3 getoonde grafiek toont de frequentie in gigahertz terwijl langs de y-as de overdracht in 20 decibel is weergegeven.The x-axis of the graph shown in Figure 3 shows the frequency in gigahertz while the y-axis shows the transmission in 20 decibels.

De overdrachtskarakteristiek van het in figuur 2 getoonde RF-filter 1 is in de grafiek weergegeven als een doorgetrokken lijn waarbij een duidelijke bandsperfunctie rond een frequentie van 5 gigahertz aanwezig is. Tevens toont de grafiek 25 dat het RF-filter 1 een afvallende karakteristiek bezit boven een frequentie van 9 gigahertz.The transfer characteristic of the RF filter 1 shown in Figure 2 is shown in the graph as a solid line with a clear band-stop function around a frequency of 5 gigahertz. The graph 25 also shows that the RF filter 1 has a falling characteristic above a frequency of 9 gigahertz.

Ter vergelijking is in de figuur met een stippellijn tevens een gesimuleerde overdrachtskarakteristiek getoond, welke gebaseerd is op de theoretische overdracht die met de in figuur 30 2 getoonde schakeling verschaft kan worden. Opvallend hierbij is dat met name in het relevante spergebied de werkelijke overdrachtskarakteristiek redelijk nauwkeurig overeenstemt met de gesimuleerde theoretische overdrachtskarakteristiek.For comparison, a simulated transfer characteristic is also shown in the figure with a dotted line, which is based on the theoretical transfer that can be provided with the circuit shown in figure 2. What is striking here is that, in particular in the relevant restricted area, the actual transfer characteristic corresponds reasonably accurately to the simulated theoretical transfer characteristic.

Claims

A passive RF filter (1) with an input (15) and an output (14) comprising passive filter components (2,3,4,5,6,7) incorporated in a circuit, such that the filter has a filter between the input and the output has predetermined transmission characteristic, characterized in that the circuit in which the passive filter components (2,3,4,5,6,7) are included is provided with read-out means (8,9,10,11 12) state-determining voltages and / or currents at predetermined locations within this circuit, and that these read-out means connect power supply to a summation and weighing means (13) for superimposing the read-out means (8) in a predetermined ratio. , 9, 10, 11, 12) measured states, and that the summation and weighting means (13) provides the output (14) of the filter (1) on which these superimposed states appear.

Passive RF filter according to claim 1, characterized in that the circuit is a ladder circuit of passive filter components selected from the group comprising resistors (2), coils, capacitors (3,4,5), transformers ( 6.7).

Passive RF filter according to claim 1 or 2, characterized in that the circuit comprises at least one primary side (6 ', 7') of at least one transformer (6,7), at least one of which transformer a secondary side is connected to the summation and weighing device (13).