NO147357B - Elektrisk filterkobling med ctd-ledninger bestaaende av enkelte ctd-elementer - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en elektrisk filterkobling med CTD-ledninger bestående av enkelte CTD-elementer, hvor der anvendes firepolresonatorer som hver for seg er utført som sluttet led-ningssløyfe, og som bestemmer filterkoblingens frekvensavhengige overføringskarakteristikk, samt hvor på hinannen følgende firepolresonatorer er forbundet innbyrdes via en koblingskrets,

hvis langsledninger har ensrettet overføringsfunksjon.

Filterkoblinger av denne art er med hensyn til sitt prinsipielle opplegg allerede kjent, f.eks. fra DE-PS 24 53 669. Spesielle utformninger av slike koblinger er videre beskrevet i DE-AS 25 34 319 og også i DE-AS 26 08 582. I disse skrifter er det bl.a. også

henvist til at der ved CTD-ledninger skal forstås dels såkalte BBD-anordninger (Bucked Brigade Devices), med andre ord såkalte paternosterkoblinger, og dels også såkalte CCD-anordninger (Charged Coupled Devices). CCD-koblinger er slike innretninger som arbeider etter prinsippet med koblede ladninger. For disse to koblingsarter har også betegnelsen CTD-innretninger" (Charged Transfer Device) funnet innpass i fagspråket, og det er karakteristisk for denne form for overføringsinnretninger at de har ensrettet overførings-karakter. CTD-innretninger består av et større like antall, f.eks.

n enkelte CTD-elementer, som kan realiseres som helintegrerbare totalanordninger. Som bekjent må slike CTD-anordninger drives via et taktsignal som har en foreskrivbar taktfrekvens fT, og som tilføres BBD-anordningenes enkelte omladningskondensatorer resp.

CCD-ledningenes omladningskapasiteter. I praksis foretrekkes i den forbindelse såkalte flerfasede CTD-anordninger hvis taktsignaler er faseforskjøvet i forhold til hverandre, og det slik at på hinannen følgende omladningskapasiteter blir drevet med faseforskjøvne takter. Anvender man en såkalt p-faset taktsystem (p=2,3,4....), består et CTD-element således av p suksessive omladningskapasiteter. Ytterligere enkeltheter om dette er å finne f.eks. i boken

"Charged Transfer Devices", Academic Press Inc., New York,

San Francisco, London 1975.

Filterkoblinger i henhold til DE-PS 24 53 669 resp. til

DE-AS 25 34 319 resp. også til DE-AS 26 08 582 anvender som resonansdyktige strukturer i seg selv sluttede ledningssløyfer som i det følgende blir betegnet som firpolresonatorer. I DE-AS 25 34 319 er dessuten vist på- og avkoblingskretser som er utformet i henhold til geometrien for kryssleddkoblinger, samtidig som der for oppbygningen av kretsene må tas hensyn til CTD-anordningenes egenskaper. Ved de på- og avkoblingskretser som er vist i DE-AS 26 08 582, gjør man med hensyn til koblingsstruktur bruk av geometrien for Tr-ledd. Som det i det følgende også vil bli vist under henvisning til fig. 1, egner slike på- resp. avkoblingskretser seg også som mellomkoblingskretser, nemlig når det gjelder å realisere en flerledds filterstruktur hvor to eller flere firepol-resonatorer er anordnet i kjede via egnede koblingskretser. Med-bestemmende for filterkarakteristikken er i den forbindelse forholdet mellom omladningskapasitetene for de i tilførselsledningene benyttede CTD-anordninger og omladningskapasiteten i den sluttede lednings-sløyf e, altså den i firepolresonatoren anvendte CTD-anordning.

Skjønt de kjente filterkoblinger pga. sin integrerte opp-- bygning bare legger beslag på forholdsvis liten plass, viser det seg likevel at der særlig for koblingskretsene kreves forholdsvis mange CTD-elementer. Dette gjelder også filterkoblinger av den innledningsvis angitte art som er kjent fra DE-AS 26 08 582.

Til grunn for oppfinnelsen ligger den oppgave å gi anvisning på filterkoblinger som består av flere CTD-firepol-resonatorer koblet i kjede, og hvor de koblingskretser som ligger mellom de enkelte firepolresonatorer, har enklest mulig struktur så der altså behøves et minimalt antall av CTD-elementer resp. CTD-ledninger resp. forsterkere.

Med utgangspunkt i de innledningsvis angitte filterkoblinger blir denne oppgave ifølge oppfinnelsen løst ved at der parallelt med den enkelte firespolresonators inn- og/eller utgang er koblet forsterkere hvis signalstrømretning stemmer overens med de paralleltliggende CTD-ledningers, at på hinannen følgende firepolresonatorer er direkte forbundet via langsledningene, og at der i minst.en av disse langsledninger inneholdes en inverterende forsterker .

Ytterligere gunstige trekk er angitt i underkravene.

Oppfinnelsen vil i det følgende bli belyst nærmere ved utførelseseksempler.

Fig. 1 anskueliggjør skjematisk hovedopplegget for filterkoblinger slik de er kjent fra DE-PS 24 53 669, DE-AS 25 34 319

og DE-AS 27 08 582. Fig. 2 viser grunnprinsippet for en koblingskrets i samsvar med oppfinnelsen, hvor der anvendes fire forsterkere. Fig. 3 viser en ytterligere utformning av en koblingskrets hvor suksessive firepolresonatorer er forbundet innbyrdes via en CTD-langsledning hvorfra signalet for en forsterker i tverrgrenen blir avkoblet direkte.

Fig. 4 viser en ytterligere koblingsmulighet hvor signalet

for forsterkeren i tverrgrenen blir avkoblet fra den paralleltliggende ledningsgren hos den forkoblede firepolresonator.

Som allerede nevnt viser fig. 1 for å gi en bedre forståelse av oppfinnelsesgjenstanden en kjent koblingsstruktur hvis prinsipielle opplegg er belyst i DE-AS 26 08 582. Tykke linjer betegner CTD-ledninger, hvis ensrettede overføringskarakteristikk er tilkjennegjort ved de tilføyde piler i de enkelte ledningsavsnitt. Også kapasitetsverdiene av omladningskapasitetenes Cl, C2, osv.

er angitt direkte ved de enkelte CTD-ledningsavsnitt. Tynne linjer på figuren betegner galvaniske ledningsforbindelser, hvis ensrettede overføringsfunksjon er bestemt ved signalstrømningsretningene i forsterkere innkoblet i disse ledninger. Som eksempel er vist et tokretsfilter hvis firepolresonatorer 6 og 6' er forbundet innbyrdes via en koblingskrets. For enkelhets skyld skal det antas at firepolresonatorene 6 og 6<1> har samme oppbygning, så der i koblingen fremkommer avsnitt 3/ 4 og 3. I koblingen ses videre en inngangstilslutning 1 og en utgangsslutning 2 samt ytterligere en utgangsslutning 2" og en inngangstilslutning 1'. Til inn- resp. utgangstilslutningene kan der slutte seg i og for seg kjente foranliggende eller etterfølgende koblinger som egner seg til å omforme et anlogsignal til et signal egnet for CTD-ledninger, resp. omvendt å omforme et signal overført på CTD-ledninger, til et analogsignal. Mulige koblinger til dette formål er f.eks. beskrevet i den tidligere nevnte bok "Charged Transfer Devices", særlig på side 47-61. I koblingsavsnittene 3 har CTD-langsledningene omladningskapasiteten Cl, mens CTD-tverrledningene har omlednings-kapasiteten C2. Ved den i seg selv sluttede krets skal det til-kjennegis at hver av firepolresonatorene 6, 6' har n CTD-elementer, i

hvorved også resonansfrekvensen fn for den respektive sluttede ledningssløyfe er fastlagt. Koblingskretsen 4 består som sådan av en ringkobling 7 som følger etter koblingsavsnittet 8 og etterfølges av koblingsavsnittet 9. I ringkoblingen 7 er det tilkjennegitt at den der fremkommende kobling, som likeledes representerer en sluttet ledningssløyfe, er utformet slik med hensyn til de anvendte CTD-ledninger at der i alt forekommer n/2 CTD-elementer. I det forkoblede ledningsavsnitt 8 har den der anvendte CTD-ledning omladningskapasiteten C3, og også den etterfølgende kobling 9 kan ha denne omladningskapasitet C3. I ringkoblingen 7 ses ennvidere koblingssymboler som er tilkjennegitt med henvisningstallet 5, og som representerer en såkalt effektfri avkobling. Slike effektløse avkoblinger for CCD-koblinger er eksempelvis beskrevet, særlig på side 53-57, i den nevnte bok "Charged Transfer Devices" og kan analogt modifisert også oppbygges for BBD-koblinger hvis der til avføling av ladekondensatorene hos slike BBD-koblinger anvendes forsterkere hvis inngangsmotstand såvidt mulig nærmer seg verdien uendelig. Fra avkoblingen 5 i nedre gren fører en forsterker med forsterkningsfaktor R ft til den øvre ledning og samtidig en forsterker med forsterkningsfaktor -(1+RA) til firepolresonatoren 6, så dens signalstrømretning altså peker i retning mot utgangen 2.

På tilsvarende måte etterfølges den øvre avkobling 5 av en forsterker Rg hvis signalstrømretning peker fra øvre til nedre CTD-ledning, og i øvre langsgren av koblingsavsnittet 9 ligger en forsterker med forsterkningsfaktor -(1+Rg). For dimensjonering av koblingen gjelder dessuten følgende sammenhenger: <R>A</R>B<=> ^en anc^e^ av en firepolresonators ladning som ledes til dets tverrgren

(Qtverr=R'Qlangs; R <=> RA <=><«>B <=> C§TC3 <<1>} (<1>"<R>) ^langs videreledet ladning)

C1,C2,C3 = kapasitetsverdier av omladningskapasitetene på venstre firepolresonators avgreningssted

n = antall CTD-ringelementer hos firepolresonatorene n/2 = antall CTD-elementer i ringkoblingen 7

fR = resonansfrekvens for firepolresonatoren (6, 6')

= k-fT/n(k=l,2 n)

fT = taktfrekvens.

I det foregående betegner altså RA og Rg avgrenede ladnings-andeler, resp. også ladningsforsterkninger, og ved enkelte del-ledninger er for oversiktens skyld også ladningsandelen R A resp. Rg direkte påført. Således passerer i den tversgående CTD-ledning 10

hos firepolresonatoren ladningsandelen R^, mens ladningsandelen Rg flyter i den likeledes i tverrgrenen liggende CTD-ledning 10'

hos firepolresonatoren 6'. Man må bare være oppmerksom på at CTD-ledningene 10 resp. 10' har motsatt ensrettet overførings-funksjon. Allerede i de ovennevnte tyske patent- resp. utlegnings-skrifter er det henvist til at planleggelsen av slike filterkoblinger kan føres tilbake til mikrobølgekoblinger slik disse f.eks. er beskrevet i boken av Matthaei-Young Jones: "Microwave Filters Impedance Matching and Coupling Structures", Mc Graw Hill Book Company Corp. 19 64. Dette henger sammen med at man også kan oppfatte CTD-ledninger som overføringsledninger hvis ledningskarakter man

kan ta hensyn til akkurat på samme måten som ved mikrobølgefiltre.

Av den grunn har koblingen på fig. 1 følgende virkemåte:

Selve koblingen har karakteren av en pensekobling, og den

ved inngangen 1 innmatede energi står stadig fullstendig ved utgangen 2' hvis dens signalfrekvens fg stemmer overens med den ovenfor definerte resonansfrekvens fR. Jo mer signalfrekvensen fg avviker fra resonansfrekvensen, desto mer signalenergi fremkommer ved utgangen 2. Benytter man bare inngangen 1 og utgangen 2, har koblingen båndpasskarakter.

På fig. 2-4 er der vist koblingsstrukturer i henhold til oppfinnelsen, og elementer med samme funksjon er forsynt med samme henvisningsbetegnelser, så der forsåvidt kan henvises direkte til beskrivelsen av fig. 1.

I koblingen på fig. 2 blir nu koblingskretsen 4 som forbinder firepolresonatorene 6 og 6', i det vesentlige realisert med forsterkere VI til V4. I øvre langsledning, altså betraktet fra inngangen 1 til utgangen 2', ligger en første effektløs signalavkobling 5, og på tilsvarende måte likeledes i nedre langsledning, altså fra inngangen 1' til utgangen 2. Signalavkoblingene kan i den forbindelse grense direkte til firepolresonatorene 6 resp. 6',

eller tilkoblingen av dem kan skje via korte CTD-ledningsavsnitt.

Med den CTD-ledning 10 som tilhører firepol 6, blir der nu direkte parallellkoblet en forsterker VI, så denne forsterker VI altså er tilsluttet utgangen fra firepolresonatoren 6. På tilsvarende måte blir forsterkeren 4 koblet parallelt med CTD-ledningen 10'. Korresponderende langsledninger hos på hinannen følgende firepol-resonatorer er forbundet innbyrdes via ledningene 11 resp. 11'.

I disse langsledninger ligger forsterkerne V2 og V3. Når det gjelder forsterkeren V2, er å bemerke at dens overføringsretning, altså dens ensrettede funksjon, peker fra inngangen 1 til inngangen 2', mens det for forsterkeren V3 gjelder at dens overføringsretning peker fra inngangen 1' til utgangen 2. Overføringsretningene hos forsterkerne VI resp. V4 må stemme overens med de ensrettede overføringsretninger av de paralleltliggende CTD-ledninger 10 resp. 10', så forsterkeren 6 altså overfører fra signalavkoblingen 5 hos øvre langsgren til nedre langsgren, mens forsterkeren V4 overfører fra signalomkoblingen 5 hos nedre langsgren i retning til øvre

langsgren. Forsterkningsfaktorene for forsterkerne VI til V4 kan dimensjoneres etter følgende relasjoner:

VI til V4 er her igjen ladningsforsterkninger resp. ladnings-andeler, og enten V2 eller V3 kan med negativt fortegn være realisert som inverterende forsterker, så V2 og V3 får motsatt fortegn.

I koblingsstrukturen på fig. 2 kan det ses at også de enkelte delavsnitt av koblingskretsen 4 har ensrettet overføringsfunksjon, noe som her er sikret ved signalstrømretningen i forsterkerne VI til V4.

Som videreutvikling av denne tanke er der på fig. 3 og 4 vist koblinger hvor det ved passende tilmåling av forsterkningsfaktorene dessuten blir mulig å spare to forsterkere. Hvis man f.eks. ved passende tilmåling av omladningskapasitetene C2 og C3 gir forsterkerne henholdsvis V2 og V4 forsterkningsfaktoren 1, kan disse forsterkere falle bort. For å sikre den ensrettede over-før ingsfunks jon i koblingene på fig. 3 og 4 er den forbindelses-ledning 11 som ligger i øvre langsgren og tjener til å forbinde langsgrenene hos firepolresonatorene 6 og 6<1>, likeledes utført som CTD-ledninger, hvis overføringsretning igjen er tilkjennegitt ved en inntegnet pil. I koblingen på fig. 3 er signalavkoblingen 5 i den forbindelse koblet direkte inn på denne CTD-ledning i langsgrenen, mens signalavkoblingen 5 i koblingen på fig. 4 er koblet inn på den paralleltliggende CTD-ledning 10 hos firepolresonatoren 6. Med hensyn til disse tilkoblingssteder må det i hvert tilfelle sørges for at der for tverrgrenene blir avkoblet en ladning i samsvar med de innledningsvis angitte relasjoner.

De betraktninger som har vært anstillet foran ved et to-krets-filter som eksempel, har tilsvarende gyldighet også når det dreier seg om å realisere flerleddsfilterkoblinger hvis enkelte firepolresonatorer er forbundet innbyrdes via koblingskretser.

Claims (6)

1. Vibrasj onsmaskin som er utført som ring- eller skrueformet transportør eller sikt med vertikal akse for vertikal rystetransport eller transporterende rystesiktning og enten er lagret tvangsstyrt, f. eks. på styrefjærer, eller frittsvingende på skruefjærer, og som drives ved hjelp av selvsynkroniserende sentrifugalkraftvibratorer, som derved fremkaller en rettet vibrasjon av maskinen, karakterisert ved at maskinens vibrasjoner frembringes av minst to selvsynkroniserende sentrifugalkraftvibratorer, som er anbragt symmetrisk i forhold til maskinens vertikale akse (V—V), og at synkroniseringen skjer under slike innbyrdes fasevinkler av vibratorene at disse tilveiebringer en vibrasj onsresultant, som har en komponent i form av et dreiningsmoment om nevnte akse.

2. Maskin som angitt i påstand 1, karakterisert ved at vibratorene er anbragt parvis diametralt overfor hverandre på maskinen i samme plan og i samme avstand fra maskinens vertikale akse (V—V).

3. Maskin som angitt i påstand 1 eller 2, karakterisert ved at to enakslede sentrifugalkraftvibratorer (81, 82) tjener som drivorgan og er anordnet lineært innstillbare såvel i retning parallelt med transportørens vertikale akse (V—V) som i horisontalplanet, samt er låsbare i innstil-let stilling.

4. Maskin som angitt i påstandene 1—3, k a r a*k t e r i s e r t ved at sentrifugal-vibratorene (81, 82) er svingbart anordnet, •om en horisontal akse (H—H).

5. Maskin som angitt i påstand 4, karakterisert ved at sentrifugalvibra-torenes vinkelstilling omkring den mot denj vertikale aksen vinkelrette akse (H—H) erj slik at eksiteringskraften stadig danner; like stor spiss vinkel (a) med tangenten for transportrennens bunn (x).

6. Modifikasjon av maskin som angitt i påstandene 1—5, karakterisert ved at transportøren består av over hverandre anordnede og med utløpsåpninger (90f) forsynte, ringformede renner (90), i hvilke godset befordres nedad ved hjelp av svinge-eksitering.