DE1219139B - Elektromechanisches Filter - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

H03h

Deutsche KI.: 21g-34

Nummer: 1219 139

Aktenzeichen: N18914IXd/21g

Annieldetag; 15, September I960

Auslegetag: 16. Juni 1966

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromechanisches Filter, dessen mechanisches Schwingsystem rotationssymmetrisch ausgebildet ist und dessen Dämpfungscharakteristik Dämpfungspole bei Frequenzen in unmittelbarer Nähe des Filterdurchlaßbereiches aufweist. Ein solches Filter hat gegenüber einer Ausführung, bei der die Schwingkörper durch angelötete elastische Kupplungsstäbe miteinander verbunden sind, den Vorteil, daß sich der Durchmesser und die Längen der unterschiedlichen Filterelemente sehr genau überprüfen lassen und dadurch eine genaue übereinstimmende Übertragungscharakteristik erreicht werden kann·

Aus der französischen Patentschrift 1113 648 ist es bereits bekannt, daß die, zwischen Wandler und Einspannstelle befindlichen Resonatorteile einen Einfluß auf die Durchlaßcharakteristik ausüben. Aus dieser Patentschrift und aus der Zeitschrift »RCA-Review«- X, 3, September 1949, S. 348 bis 365, weiß der Fachmann, wie mit geringstem konstruktivem Aufwand ein optimale Sperrwirkung ergebender Anbringungsort für die Resonatoren zu finden ist, welche für die Dämpfungspole maßgebend sind.

Um eine starke Dämpfungsspitze unmittelbar unter bzw. unmittelbar über dem Durchlaßbereich zu erzeugen, die die Sperrsteilheit der Übertragungscharakteristik steigert, ist es bekannt, Nebenresonatoren mit Teilen des Filters zu koppeln, die zwischen dessen Kopplung mit elektromechanischen Wandlern liegen. Dies führt aber in baulicher Hinsieht zu Schwierigkeiten und hat den Nachteil, daß keine genaue Reproduzierbarkeit eingehalten werden kann. Dies mit der praktisch zu fordernden Genauigkeit unter Vermeidung jeder Lötstellen zu erreichen, ist Aufgabe der Erfindung.

Bei einem elektromechanischen Filter, dessen Dämpfungscharakteristik Dämpfungspole bei Frequenzen in unmittelbarer Nähe des Filter-Durchlaßbereiehes aufweist und dessen mechanisches Schwingsystem, das aus Resonatoren und Koppelelementen besteht, rotationssymmetrisch ausgebildet ist, wird dies gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß zwischen dem Einklemmpunkt und dem mit dem Wandler gekoppelten Resonator ein einen Dämpfungspol erzeugender koaxialer drehsymmetrischer Resonator angebracht ist, der aus zwei über Koppelstäbe verbundenen drehsymmetrischen und zylindrischen Körpern besteht, deren erster als Halbwellenlängenresonator oder in ganzen Vielfachen einer Halbwellenlänge mitschwingender Resonator und deren zweiter als auf eine Viertelwellenlänge oder ein Elektrameehanisches Filter

ίο

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeüampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H, Zaepke, Patentanwalt,

München 12, Ridlerstr. 37

Als Erfinder benannt:

Jacob Frederik Klinkharner, Eindhoven;

Johan Rinkel, Hilversum (Niederlande)

Beanspruchte Priorität:

Niederlande vom 18. September 1959 (243 515)

ungerades Vielfaches einer Viertelwellenlänge abgestimmter Schwingkörper· ausgebildet ist.

Eine Verbesserung der Übertragung im Durchlaßbereich läßt sieh gemäß einer Weiterbildung der Erfindung dadurch erzielen, daß der Durchmesser des mit dem Wandler gekoppelten Resonators um etwa 20% kleiner als derjenige der übrigen Resonatoren des zwischen den Wandlern liegenden Filterteiles ist.

An Hand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert.

Das Filter besteht aus einer Anzahl zylindrischer Resonatoren r, deren Längen je einer Hälfte der zur mittleren Frequenz des Durchlaßbandes gehörenden Wellenlänge oder einem ganzen Vielfachen derselben gleich sind. Die Resonatoren r sind über Koppelstäbe miteinander verbunden, deren Länge vorzugsweise gleich einer Viertelwellenlänge oder einem ungeraden Vielfachen dieses Wertes ist.

Der erste Resonator^ ist mit einem Wandler^ verbunden, mit dessen Hilfe den Klemmen 1 zugeführte elektrische Schwingungen in mechanische Schwingungen, die eine Torsionsschwingung im Filter herbeiführen, umgewandelt werden. Im Prinzip können zwei in Gegenphase schwingende, mit symmetrischen Punkten des Zylinderumfanges des Resonators T₁ gekoppelte Wandler Anwendung finden. Es kann jedoch auch auf bekannte Weise eine Longitudinalschwingung dadurch erzeugt werden, daß

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auf dem Resonator^ eine Spule angebracht wird. Die Wandler ^₁ und t₂ werden in der Regel elektrisch und mechanisch abgestimmt.

Durch Kopplung des letzten Resonators r₂ mit einem ähnlichen Wandler t₂, der die mechanischen Schwingungen wiederum in elektrische Schwingungen umwandelt, ergibt sich bekanntlich zwischen den Ein- und Ausgangsklemmen 1 bzw. 2 eine elektrische Übertragungscharakteristik in Form eines Bandes mit sehr stellen Flanken. Zur Verbesserung: der Charakteristik im Durchlaßbereich des Bandes, insbesondere zur Verringerung der Dämpfungsschwankungen in Abhängigkeit von der Frequenz innerhalb dieses Teiles, können die Resonatoren r und die Koppelstäbe k mit geringen Abweichungen voneinander bemessen werden. Die hierbei eintretende Herabsetzung der Flankensteilheit des Bandfilters bei den Sperrfrequenzen kann bekanntlich durch Verwendungeines Resonators gesteigert werden, der einen Dämpfungspol unmittelbar über bzw. unmittelbar unter dem Durchlaßband erzeugt.

Ein solcher Resonator R₁ kann zwischen dem mit dem Wandler t_x gekoppelten Resonator r_x und der Einklemmung angebracht werden; er bildet mit dem übrigen Filter einen drehsymmetrischen Körper. Der Resonator R_x hat eine Länge gleich der Hälfte der der Frequenz des Dämpfungspols zugeordneten Wellenlänge oder einem ganzen Vielfachen derselben und ist über einen Koppelstab k_x, der vorzugsweise eine Viertelwellenlänge oder ein ungerades Vielfaches derselben lang ist, mit dem Einklemmpunkt verbunden. Zur Einstellung der Kopplung zwischen den Resonatoren R_x und r_x ist ein zylindrischer Schwingkörper L₁ mit einer Länge von etwa einer Viertelwellenlänge oder einem ungeraden Vielfachen dieses Wertes über Koppelstäbe α_χ bzw. b_x, die vorzugsweise gleichfalls eine Viertelwellenlänge oder ein ungerades Vielfaches dieses Wertes lang sind, mit diesen Resonatoren A₁ bzw. r_x verbunden. Durch richtigen Abgleich des Durchmessers dieses Körpers L₁ läßt sich die erforderliche Steilheit in der Sperrcharakteristik dieses Filters erhalten, ohne daß die Übertragung im Durchlaßbereich zu sehr beeinflußt wird. Eine Verbesserung der Übertragung im Durchlaßbereich wird dadurch erzielt, daß der Durchmesser des Resonators r_x etwa um 20% kleiner als der Durchmesser der übrigen Resonatoren r bemessen wird.

Auf ähnliche Weise können zwischen dem mit dem Wandler t₂ gekoppelten Resonator r₂ und dem züge-An Stelle der dargestellten zylindrischen Ausbildung der unterschiedlichen Resonatoren können erforderlichenfalls auch komplizierte drehsymmetrische Formen Anwendung finden. Für die Kopplung dieser Resonatoren miteinander können erforderlichenfalls ähnliche Schwingkörper wie die Körper L₁ bzw. L₂ Verwendung finden.

Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel eines 250-kHz-Filters mit einer Breite von 3 kHz sind die

ίο Durchmesser der Resonatoren A₁, R₂ und r und der Körper L₁ und L₂ gleich 6,000 mm; der Durchmesser der Koppelstäbe k, R₁, k₂, a_v a₂, b_x und b₂ ist 1,948 mm und der der Resonatoren r_x und r₂ ist 5,045 mm. Die Länge der Resonatoren r, T₁ und r₂ beträgt 5,896 mm,

die der Koppelstäbe k, k_x, k₂, a_x, a₂, b_x und b₂ und der Körper L₁ und L₂ beträgt 2,948 mm. Die Länge des Resonators R, ist etwa 5,8 mm und die des Resona-τητη.

tors R₂ etwa 6,0 ]

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Claims (2)

Patentansprüche:

1. Elektromechanisches Filter, dessen Dämpfungscharakteristdk Dämpfungspole bei Frequenzen in unmittelbarer Nähe des Filter-Durchlaßbereiches aufweist und dessen mechanisches Schwingsystem, das aus Resonatoren und Koppelelementen besteht, rotationssymmetrisch ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Einklemmpunkt und dem mit dem Wandler (^₁ bzw. t₂) gekoppelten Resonator (r_x bzw. r₂) ein einen Dämpfungspol erzeugender koaxialer drehsymmetrischer Resonator (L₁, R₁ bzw. L₂, R₂) angebracht ist, der aus zwei über Koppelstäbe (a_x, b_x bzw. a₂, b₂) verbundene drehsymmetrische und zylindrische Körper (L_x und R₁ bzw. L₂ und R₂) besteht, deren erster (R₁ bzw. R₉) als Halbwellenlängenresonator oder in ganzen Vielfachen einer Halbwellenlänge mitschwingender Resonator und deren zweiter (L₁ bzw. L₂) als auf eine Viertelwellenlänge oder ein ungerades Vielfaches einer Mittelwellenlänge abgestimmter Schwingkörper ausgebildet ist.

2. Elektromechanisches Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des mit dem Wandler gekoppelten Resonators (r_x bzw. r₂) um etwa 2O°/o kleiner als derjenige der übrigen Resonatoren (r) des zwischen den Wandlern (^₁ und t₂) liegenden Filterteiles ist.

ordneten Einklemmpunkt ein Resonator R₂ und ein Schwingkörper L₂ mit Koppelstäben k₂, a₂, b₂ angebracht werden. Der Dämpfungspol des einen Resonators R_x kann z. B. unmittelbar unter, der des anderen, R₂, unmittelbar über dem Durchlaßband liegen, oder umgekehrt. Auch können beide Dämpfungspole auf der gleichen Seite des Durchlaßbandes liegen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1113 648;
»RCA-Review«, Vol. X, Nr. 3 (September 1949), S. 348 bis 365;

»Bulletin of the Yamagute University«, Vol. 5, Nr. 2 (März 1959), S. 335 bis 372.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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