NO831888L - Filterkobling. - Google Patents

Description

0

Foreliggende oppfinnelse angår en filterkobling med flere resonanskretser for avsperring eller gjennomslipp av delfrekvensområder, fortrinnsvis frékvensfilter for antennestikkontakter for frekvensoppdeling i radioområder (LMKU)

og fjernsynsområder (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).

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.

For å oppnå dette er det ved en tilslutningsdempning på 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-

viser verdier som gjør sådanne antennestikkontakter uegnet for kaskadekbbling i en stamledning. Endelig er spolene

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.

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.

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

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-

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

dB, en høy tilbakeløpsdempning, såvel som en meget ensart-

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.

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.

Disse fordeler forsterkes ytterligere ved en utførelse av oppfinnelsesgjenstanden i henhold til patentkrav 2, som uten meromkostninger tillater en ytterligere reduksjon av plassbehovet.

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.

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.

Fra inngangstilslutningen E fordeles høyfrekvensenergien over en toveis fordeler, som er prinsippielt kjent f.eks. fra 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

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

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-

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.

Radio og fjernsyn har hver sin koblingsgren i filterkobling-

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

utgjør en båndsperre for UKW, og Lc, CQ og L„, C,Adanner et

bo / 10

båndfilter for fjernsynsområdet I, idet kapasitetene Cg, Cg sammen med induktivitetene L^, L utgjør en høypass-bane for fjernsynsområdet 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.

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.

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).

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.

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

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.

Claims (3)

1. Filterkobling med flere resonanskretser for avsperring eller gjennomslipp av delfrekvensområder, fortrinnsvis frek-" yensfilter for antennestikkontakter for frekvensoppdeling i radioområder (LMKU) og fjernsynsområder (VHF, UHF, SHF), karakterisert ved at resonansfrekvens-kretsene er oppbygget og dimensjonert på sådan måte at minst en komponent i hver resonanskrets også inngår som bestanddel i minst en ytterligere resonanskrets for et annet delfrekvensområde.

2. Filterkobling som angitt i krav 1, karakterisert ved at idet minste innenfor et overføringsområde (radio- og/eller fjernsynsområdet) alle induktiviteter (L^ Lg, L^ ) er sammenbygget til en eneste spole med et tilsvarende antall uttapninger (V, VI).

3. Filterkobling som angitt i krav 2, karakterisert ved at den ytre vinning (L^ ) av den eneste spole (L_, hr, L„) idet minste over en del av dd/ vinningslengden omsluttes av en masseflate i en avstand tilsvarende vinningsavstanden, idet masseflatens ytterender ikke er ledende forbundet med hverandre.