NO831888L

NO831888L - FILTER CONNECTION.

Info

Publication number: NO831888L
Application number: NO831888A
Authority: NO
Inventors: Wolfgang Wendel
Original assignee: Hirschmann Radiotechnik
Priority date: 1982-07-30
Filing date: 1983-05-27
Publication date: 1984-01-31
Also published as: EP0101789B1; EP0101789A3; DK349283A; FI832528L; FI832528A0; DE3378511D1; FI79767C; ATE38749T1; ES8402481A1; DK349283D0; ES522248A0; DE3228449A1; EP0101789A2; DK162673C; DK162673B; FI79767B

Abstract

1. Filter circuit for blocking partial frequency ranges or allowing partial frequency ranges to pass, with at least two resonant circuit for each partial frequency range, characterized in that the resonant circuits are constructed and dimensioned in such a way that each component of each resonnant circuit at the same part of at least one further resonant circuit for another partial frequency range.

Description

0 0

Foreliggende oppfinnelse angår en filterkobling med flere resonanskretser for avsperring eller gjennomslipp av delfrekvensområder, fortrinnsvis frékvensfilter for antennestikkontakter for frekvensoppdeling i radioområder (LMKU) The present invention relates to a filter coupling with several resonance circuits for blocking or passing through sub-frequency ranges, preferably frequency filters for antenna sockets for frequency division into radio ranges (LMKU)

og fjernsynsområder (VHF, UHF, SHF).and television areas (VHF, UHF, SHF).

Ved sådanne filteranordninger kreves det i praksis ofte høy sperredempning med mest mulig steile filterflanker, liten gjennomslippsdempning og høyt tilbakeløpsdempning. Dette er f.eks. tilfelle når signalnivået på et sted med felles-antenneanlegg er så lavt at en tilstrekkelig god abonent-forsyning bare kan oppnås ved hjelp av forsterker og antenne-stikkontaker med liten tilslutningsdempning (f,eks. 5 dB). In practice, such filter devices often require high barrier damping with the steepest possible filter flanks, low leakage damping and high backflow damping. This is e.g. case when the signal level in a place with a shared antenna system is so low that a sufficiently good subscriber supply can only be achieved with the help of an amplifier and antenna sockets with low connection attenuation (e.g. 5 dB).

Ved en sådan antennestikkontakt, som deler opp HF-energien, f.eks. ved hjelp av en tilpasningstransformator og en dif-ferensialtransformator mellom stamledningsutgangen og filterinngangen, er det mellom disse to tilslutninger bare mulig å oppnå en koblingsdempnihg på ca. 20 dB (i UHF-området). I henhold til de forskrifter som er fastlagt av tyske myndig-heter på dette området (Deutsche. Bundespost, Amtsblatt Nr. 125/1971 og FTZ-R.ichtlinie 1R8-15) for avkobling mellom radio- og fjernsynstilslutning i antennestikkontakter angitt en verdi på minst 50 dB for i dette sammenheng å sikre for-styrrelsesfri mottagning gjennom abonenttilslutningene. With such an antenna socket, which divides the HF energy, e.g. by means of a matching transformer and a differential transformer between the main line output and the filter input, between these two connections it is only possible to achieve a coupling attenuation of approx. 20 dB (in the UHF range). According to the regulations laid down by German authorities in this area (Deutsche. Bundespost, Amtsblatt Nr. 125/1971 and FTZ-R.ichtlinie 1R8-15) for disconnection between radio and television connection in antenna sockets a value of at least 50 dB in this context to ensure interference-free reception through the subscriber connections.

For å oppnå dette er det ved en tilslutningsdempning på 5To achieve this, it is with a connection attenuation of 5

dB nødvendig at sperredempningen for filteret beløper seg til minst 25 dB og kan ikke oppnås med enkretsfiltere eller filtere som utelukkende består av en blindmotstand for hvert delfrekvensområde, slik det f.eks. er kjent fra antennestikk-kontakten Gedu 2411 fremstilt av søkerne i denne ansøkning oghviss kobling er angitt i fig. 1. Ved anvendelse av enk-elt- resonanskretser er også flankesteilheten liten og gjen-nomsnittsdempningen såvel som tilbakeløpsdempningen opp- dB required that the blocking attenuation for the filter amounts to at least 25 dB and cannot be achieved with single-circuit filters or filters that consist exclusively of a blind resistor for each sub-frequency range, as e.g. is known from the antenna plug connector Gedu 2411 produced by the applicants in this application and whose connection is indicated in fig. 1. When using single resonant circuits, the flank steepness is also small and the average damping as well as the return damping increases

viser verdier som gjør sådanne antennestikkontakter uegnet for kaskadekbbling i en stamledning. Endelig er spolene shows values that make such antenna sockets unsuitable for cascade wiring in a trunk line. Finally the coils

i det nevnte filter på grunn av de delvis påkrevede høye induktivitetsverdier utført som ferritkjerne-spoler, som oppviser forstyrrende egenresonanser og forhøyet dempning i driftsfrekvensområdene. Som en sammenfatning kan det da an-gis at selv om dette filter på grunn av sitt lave komponent-forbruk er prisgunstig i fremstilling, vil det av de ovenfor angitte grunner imidlertid ha meget sterkt innstrenket anvendbarhet i praksis. Det er prinsippielt kjent å bygge opp filterkoblinger av to eller flere innbyrdes uavhengig resonanskretser for hvert delfrekvensområde, således at filterets elektriske egenskaper da oppfyller de anførte be-tingelser. Sådanne filtere fordrer imidlertid anvendelse av et stort antall komponenter og kommer derfor ikke i betrakt-ning i de fleste praktiske anvendelsestilfeller, slik som f.eks. ved antennestikkontakter, og heller ikke av omkost-ningsgrunner eller på grunn av det store plassbehov. in the said filter due to the partially required high inductance values made as ferrite core coils, which exhibit disturbing self-resonances and increased attenuation in the operating frequency ranges. As a summary, it can then be stated that even though this filter is cost-effective in manufacturing due to its low component consumption, it will, however, have very severely restricted applicability in practice for the reasons stated above. In principle, it is known to build up filter connections of two or more mutually independent resonant circuits for each partial frequency range, so that the filter's electrical properties then fulfill the stated conditions. However, such filters require the use of a large number of components and are therefore not considered in most practical application cases, such as e.g. by antenna sockets, and also not for reasons of cost or because of the large space requirement.

På denne bakgrunn er det et formål for foreliggende oppfinnelse å frembringe en filterkobling av ovenfor angitt art, men som kan fremstilles omkostningsgunstig med færrest mulig komponenter samt herved oppnår best mulig dempningsverdier, særlig en høy sperredempning. Against this background, it is an object of the present invention to produce a filter coupling of the above type, but which can be produced cost-effectively with the fewest possible components and thereby achieves the best possible damping values, particularly a high blocking damping.

Dette oppnås da ved å bygge opp og dimensjonere resonanskretsene på sådan måte at minst en komponent i hver resonanskrets også inngår som bestanddel i minst en ytterligere resonanskrets for et annet delfrekvensområde. Ved en sådan høy koblingsutnyttelse av alle kretskomponenter er det med et lavest tenkbart antall koblingselementer, som omtrent tilsvarer komponentantallet i den kjente enkretsløsning, mulig å oppnå samme elektriske data som ved koblinger hvor det for hver delfrekvens er anordnet et særlig tokrets-filter. Sperredempningen for denne filterkobling er så This is then achieved by building up and dimensioning the resonance circuits in such a way that at least one component in each resonance circuit is also included as a component in at least one further resonance circuit for a different partial frequency range. With such high coupling utilization of all circuit components, it is possible with the lowest imaginable number of coupling elements, which roughly corresponds to the number of components in the known single-circuit solution, to obtain the same electrical data as with couplings where a special two-circuit filter is arranged for each sub-frequency. The blocking attenuation for this filter coupling is then

høy at f.eks. den påkrevde avkobling på minst 50 dB mellom radio- og fjernsynstilslutningene i innbyrdes nærliggende antennestikkontakter er sikret for alle utnyttede frekvens- high that e.g. the required decoupling of at least 50 dB between the radio and television connections in mutually adjacent antenna sockets is ensured for all utilized frequency

områder, selv i det ekstreme tilfellet den ene antennestikk-kontakt (gjennomløpskontakten) oppviser en tilslutningsdempning på 3 dB, mens den annen stikkontakt (endekontakt uten fordeler) oppviser en sådan dempning på ca. 1 dB. Utover dette er det oppnådd en gjennornslippsdempning på høyst 1 areas, even in the extreme case one antenna socket connector (through connector) exhibits a connection attenuation of 3 dB, while the other socket (end connector without benefits) exhibits such an attenuation of approx. 1dB. In addition to this, a rebound damping of no more than 1 has been achieved

dB, en høy tilbakeløpsdempning, såvel som en meget ensart-dB, a high return attenuation, as well as a very uniform

et frekvensgang for overføringsfunksjonen innenfor alle delfrekvensområder. Filterkoblingen i henhold til oppfinnelsen egner seg derfor f.eks. meget godt for anvendelse i antennestikkontakter med liten tilslutningsdempning som er koblet etter hverandre. a frequency response for the transfer function within all sub-frequency ranges. The filter coupling according to the invention is therefore suitable for e.g. very good for use in antenna sockets with low connection attenuation that are connected one after the other.

Ved filterkoblingen i henhold til oppfinnelsen er endelig spolenes induktivitetsverdi så gunstig at disse kan utføres i trykt kretsform selv på meget små flater, slik som på inn-satsskiven'i en antennestikkontakt for 55 mm skjult montering. På denne måte er det mulig å oppnå en ytterst enkel, omkostningsgunstig og nøyaktig oppbygning av filterkoblingen innenfor meget lite romvolum, samtidig som filteranordningen i særlig grad er egnet for seriefremstilling. Finally, with the filter connection according to the invention, the inductance value of the coils is so favorable that these can be carried out in printed circuit form even on very small surfaces, such as on the insert disc in an antenna socket for 55 mm concealed mounting. In this way, it is possible to achieve an extremely simple, cost-effective and accurate construction of the filter coupling within a very small room volume, while the filter device is particularly suitable for serial production.

Disse fordeler forsterkes ytterligere ved en utførelse av oppfinnelsesgjenstanden i henhold til patentkrav 2, som uten meromkostninger tillater en ytterligere reduksjon av plassbehovet. These advantages are further enhanced by an embodiment of the invention according to patent claim 2, which allows a further reduction of the space requirement without additional costs.

Ved sammenbygning av flere delspoler til en eneste spole med forhøyet induktivitet samt ved sammentrengt romslig oppbygning kan spolens egenresonans bringes til å falle innenfor et utnyttet frekvensområde. Det derved frembragte innbrudd i tilslutningsdempningens frekvensgang kan på enkel måte unngås ved den spoleoppbygning som er angitt i patentkrav 3. By combining several sub-coils into a single coil with increased inductance as well as by compacting a spacious structure, the coil's natural resonance can be brought to fall within an utilized frequency range. The resulting intrusion into the frequency response of the connection attenuation can be avoided in a simple way by the coil construction which is specified in patent claim 3.

På tegningene viser figurene 2 - 4 et utførelseseksempel for filterkoblingen i henhold til oppfinnelsen og anvendt i en antennestikkontakt. Herunder angir fig. 2 selve koblingsskjema-et, mens fig. 3 og 4 er planskisser som henholdsvis viser den komplette antennestikkontakt sett fra motsatt side av tilkob-lingssiden, og stikkontaktens koblingsskive sett fra komponet-siden. In the drawings, figures 2 - 4 show an embodiment of the filter coupling according to the invention and used in an antenna socket. Below indicates fig. 2 the connection diagram itself, while fig. 3 and 4 are floor plans which respectively show the complete antenna socket as seen from the opposite side of the connection side, and the socket's connection disc as seen from the component side.

Fra inngangstilslutningen E fordeles høyfrekvensenergien over en toveis fordeler, som er prinsippielt kjent f.eks. fra DE- From the input connection E, the high-frequency energy is distributed over a two-way distributor, which is known in principle, e.g. from DE-

AS 2.807.327, og her er asymmetrisk utformet på grunn av bedre kaskadeegenskaper for antennestikkontakten, mellom stamled-ningsuttaket A og inngangen III for filterkoblingen F. Herunder er l!^tilpasningstransf ormator, ij^dif f erensialtransf ormator, R avkoblingsmotstand, AL en utligningsledning som er anordnet for å fremtvinge ensartet oppdeling av energien, C 7 AS 2,807,327, and here is asymmetrically designed due to better cascade characteristics for the antenna socket, between the trunk line outlet A and the input III for the filter coupling F. Below is l!^matching transformer, ij^dif f erential transformer, R decoupling resistor, AL a compensating line arranged to enforce uniform distribution of the energy, C 7

en kondensator for forbedret tilpasningsverider ved lavere frekvenser og C' en kondensator for økning av den øvre grense-frekvens og som 7er innkoblet mellom utligningsledningen AL a capacitor for improved adaptation values at lower frequencies and C' a capacitor for increasing the upper limit frequency and which is connected between the equalization line AL

og metallmassen som foreligger i form av kammerlignende innbyrdes inngripende metallflater på den kretsbærende plate som på den ene side er påført metallbelegg. Den asymmetriske av-tapping av dif f erensialtransf ormatoren u"2er utført slik at fordelerens gjennomgangstempling over hele frekvensområdet er ca. 2 dB og tilslutningsstemplingen mellom antennestikkon-taktens inngang E og inngangen III for filterkoblingen F be-løper seg til ca. 5 dB. Den oppnådde koblingsdempning mel- and the metal mass which is in the form of chamber-like intermeshing metal surfaces on the circuit-carrying plate which has a metal coating on one side. The asymmetric tap-off of the differential transformer u"2 is carried out so that the distributor's through-stamping over the entire frequency range is approx. 2 dB and the connection stamp between the input E of the antenna connector and the input III of the filter coupling F amounts to approx. 5 dB. The achieved coupling damping between

lom stikkontaktutgangen A og filterinngangen III i betrakt-ning av de frembragte forstyrrelseskapasiteter f.eks. ved skrueklemmer på tilkoblingene, beløper seg herunder til ca. 20 dB i UHF-området. I LM-området utgjør derimot den omtalte toveisfordeler en 3 dB-fordeler uten avkobling. lom the socket output A and the filter input III in consideration of the disturbance capacities produced, e.g. in the case of screw clamps on the connections, amounts below to approx. 20 dB in the UHF range. In the LM area, on the other hand, the mentioned two-way divider constitutes a 3 dB divider without decoupling.

Radio og fjernsyn har hver sin koblingsgren i filterkobling-Radio and television each have their own connection branch in the filter connection

en F med tilsvarende tilkoblingsorganer henholdsvis RF og TV, samt oppviser følgende prinsippielle virkemåte. I fjern-synsgrenen utgjør induktivitetene Lg, L7 en sperre (praktisk talt kortslutning) for LMK-området, mens L^, Cg og L^, C^q an F with corresponding connection devices, respectively RF and TV, and exhibits the following principle of operation. In the far-vision branch, the inductances Lg, L7 constitute a barrier (practically speaking a short circuit) for the LMK area, while L^, Cg and L^, C^q

utgjør en båndsperre for UKW, og Lc, CQ og L„, C,Adanner et constitutes a bandstop for UKW, and Lc, CQ and L„, C,Adanner et

bo / 10stay / 10

båndfilter for fjernsynsområdet I, idet kapasitetene Cg, Cg sammen med induktivitetene L^, L utgjør en høypass-bane for fjernsynsområdet I. band filter for the television range I, since the capacities Cg, Cg together with the inductances L^, L form a high-pass path for the television range I.

I radiogrenen danner induktivitetene L , Ln samt kapasitetene C12' C13 en lavPass_Dane ror LMK-området, mens Lg, C^^og L-^o' C12danner en båndsperre for fjernsynsområdet I, og Lg, samt L^q, utgjør en båndfilter for UKW-området. In the radio branch, the inductances L , Ln and the capacitances C12' C13 form a lowpass_Dane ror the LMK area, while Lg, C^^ and L-^o' C12 form a bandstop for the television area I, and Lg, as well as L^q, constitute a band filter for UKW area.

Ved dette utførelseseksempel for filterkoblingen i henhold til oppfinnelsen virker således alle komponenter i en resonanskrets dimensjonert for et delfrekvensområde såvel som høyfrek-venskomponent i en ytterligere resonanskrets for et annet delfrekvensområde, idet spolene L&, L7 til og med medvirker i to ytterligere resonanskretser for hvert sitt ytterligere delfrekvensområde. In this design example for the filter coupling according to the invention, all components in a resonant circuit dimensioned for a sub-frequency range as well as high-frequency components in a further resonant circuit for another sub-frequency range operate, the coils L&, L7 even contributing to two further resonant circuits for each further sub-frequency range.

Ved denne flerfunksjonsutnyttelse av kretskomponentene er det ved en liten gjennomgangsdempning på høyst 1 dB og en tilsvarende høy tilbakeløpsdempning oppnådd en sperredempning på minst 29 dB for alle de delfrekvensområder som skal avsperres, ved hjélp av et lite antall kretskomponenter. Dermed oppfylles de ovenfor angitte avkoblingsfordringer fastlagt av "Deutsche Bundespost", også ved de høyeste driftsfrekvenser og ved den her foreliggende lille tilslutningsdempning på 5 dB. Ved lavere frekvenser overtreffes til og med disse fordringer i høy grad (>70 dB i LM-området). With this multi-functional utilization of the circuit components, with a small through attenuation of no more than 1 dB and a correspondingly high return attenuation, a blocking attenuation of at least 29 dB has been achieved for all the sub-frequency ranges to be blocked, with the help of a small number of circuit components. Thus, the above-mentioned decoupling requirements determined by the "Deutsche Bundespost" are fulfilled, also at the highest operating frequencies and at the present small connection attenuation of 5 dB. At lower frequencies, even these requirements are exceeded to a high degree (>70 dB in the LM range).

De oppnådde induktivitetsverdier for spolene i henhold til oppfinnelsen ligger alle under 0,25^uH og kan således ut-føres i ledningstrykk på den forholdsvis lille bæreskive som anvendes for innbygning i 55 mm antennestikkontakter for skjult montering. Herunder er spolene L^, L^, L7 bygd sammen til en eneste spole med to uttapninger V, VI og danner på denne måte en meget lite plasskrevende enhet. The achieved inductance values for the coils according to the invention are all below 0.25 µH and can thus be carried out in line pressure on the relatively small carrier disk used for installation in 55 mm antenna sockets for concealed mounting. Below, the coils L^, L^, L7 are built together to form a single coil with two taps V, VI and in this way form a unit that requires very little space.

Spolene Lg/Lg er imidlertid i det foreliggende utførelseseksem-pel anordnet adskilt, da på den ene side kretsskiven også skal kunne anvendes for antennestikkontakter med høy tilslutningsdempning, hvor de to spoler ikke er direkte galvanisk forbundet med hverandre r men i stedet er sammenkoblet over et RC-ledd for økning av tilslutningsdempningen i LMK-området, samt fordi- det for det annet ved denne utførelse er mulig på fordelaktig måte å innføre en spole L.. 1 utført i trykkteknikk for forbedring av avkoblingen ved høye frekvenser mellom de masseflater som ligger rett overfor hverandre i kretsplatens symmetriplan. Prin-sippielt kan imidlertid naturligvis også spolene Lg, Lg, L^q være sammenbygget til en eneste spole, hvilket imidlertid fører til en symmetrisk oppbygning av koblingen som helhet. Antallet blindmotstander i filterkoblingen vil da til og med være mindre enn ved den tidligere kjente "enkretsløsning" i henhold til The coils Lg/Lg are, however, arranged separately in the present design example, as on the one hand the circuit board must also be able to be used for antenna sockets with high connection attenuation, where the two coils are not directly galvanically connected to each other r but are instead connected via a RC joint for increasing the connection damping in the LMK area, and because, secondly, with this design, it is possible to advantageously introduce a coil L.. 1 made in pressure technology to improve the decoupling at high frequencies between the mass surfaces located directly opposite each other in the circuit board's plane of symmetry. In principle, however, the coils Lg, Lg, L^q can of course also be assembled into a single coil, which, however, leads to a symmetrical structure of the coupling as a whole. The number of blind resistors in the filter connection will then even be smaller than with the previously known "single-circuit solution" according to

fig. 1.fig. 1.

Ved den beskrevne antennestikkontakt er det således frembragt en filterkobling som ved hjelp av et minimalt antall elektriske kretskomponenter gir optimale høyfrekvensegenskaper og er vel egnet for kaskadekobling, samt også ved små tilslutningsdemp-ninger oppviser høy sperredempning og dessuten tillater en enkel utførelse, hovedsakelig ved hjelp av trykte kretser, og som er særlig egnet for seriefremstilling, samt tar • liten plass og medfører små fremstillingsomkostninger. With the antenna socket described, a filter connection has thus been produced which, with the help of a minimal number of electrical circuit components, provides optimal high-frequency properties and is well suited for cascade connection, and also exhibits high blocking attenuation at low connection attenuations and also allows for a simple design, mainly by means of printed circuits, and which are particularly suitable for series production, as well as taking up • little space and entailing low manufacturing costs.

Claims

1. Filter coupling with several resonant circuits for blocking or passing through partial frequency ranges, preferably frequency filters for antenna sockets for frequency division into radio ranges (LMKU) and television ranges (VHF, UHF, SHF), characterized by the fact that the resonant frequency circuits are constructed and dimensioned in such a way that at least one component in each resonant circuit is also included as a component in at least one further resonant circuit for another partial frequency range.

2. Filter coupling as specified in claim 1, characterized in that, at least within a transmission area (radio and/or television area) all inductances (L^ Lg, L^ ) are combined into a single coil with a corresponding number of taps (V, VI ).

3. Filter coupling as stated in claim 2, characterized in that the outer winding (L^ ) of the only coil (L_, hr, L„) being the smallest over a part of dd/ the gain length is enclosed by a mass surface at a distance corresponding to the gain distance, as the outer ends of the mass surface are not conductively connected to each other.