DE1802294A1 - Magnetisch gekoppeltes Bandfilter - Google Patents

Description

SiMHDABD ELEKIKIK LORENZ AG· '
Stuttgart-Zuffenhausen
Hellmuth Hirth-Str. 42 *

H. Mo sei-3
H. S_aur-2

Magnetisch geko-p-peltes Bandfilter

Die Erfindung betrifft ein magnetisch überkritisch ge-, koppelt es Bandfilter, bei dem die Spulen in einer Ebene liegen.

Ss ist bekannt bei Zweikreisbandfiltern, deren Spulen in Ätztechnik oder einem verwandten Verfahren hergestellt weriden,diese Spulen so nebeneinander anzuordnen, dass sie magnetisch miteinander verkoppelt sirid. Der Koppelgrad des !Filters wird hierbei genauso wie bei lilteraufbauten mit herkömmlich gewickelten Spulen in erster Linie von dem gegenseitigen Abstand' der Spulen zueinander bestimmt.

Es ist ferner bekannt, um diese Spulen eine gemeinsame Koppelschleife ( Kurssohlusswindung) zu legen, um den· Koppelgrad zu erhöhen. Diese zusätzliche Koppelwindung ist prinzipiell auch bei herkömmlich gewickelten Spulen d@akbar, eine praktische Ausführung ist jedoch nicht bekannt, da eine Steigerung des Koppelgrades in diesem Falle auch mit wesentlich einfacheren Mitteln erreichbar ist.

Bei dea 'vorgenannten Ausführungen ist die Betriebsbandbreite entweder ( soweit keine besondere Yariationsmöglichkeit vorgesehen 1Φ) durch die konstruktive Anordnung fest vorgegeben od©3? sie lcasm durch eine geeignete Massnahme, die die Gröss.e clei· Geganiaduktivität zwischen den Spulen beeinflusst, symmetrisch sur Mittenfrequenz verändert werden«,

8« 2.0. 1968' 009826/0719 .

H.Mosei-3
H. Saur-2

Diese Massnalime kann in einer Änderung des Spulenabstan-t des "bestellen ( sog. Spul enf aar stuhl) oder durch, eine Permeabilitätsänderung innerhalb des beiden Spulen gemeinsamen magnetischen Weges erreicht werden. ( Z.B. durch einen Abgleichkern.) ■ ■

Charakteristisch für diese Hassnahmen ist jedoch, dass man durch sie nur zur Mittenfrequenz symmetrische Bandbreitenänderungen erzielt. ä

Eine einseitige Bandbreitenänderung wahlweise nach höheren oder tieferen Frequenzen hin, wie dies bei den elektrischen Koppelarten ( Kopfpunktkopp lung j Pusspunktkopp~ lung) allein durch eine entsprechende Wahl und Variation nur des Koppelgliedes möglich ist, kann"ohne gleichzeitige Änderung der !Resonanzfrequenz der Einzelkreise bei !Filtern mit magnetischer Kopplung im herkömmlichen Aufbau nicht erreicht werden.

Weiterhin gibt es zu der bei den elektrischen Kopplungen angewandten Methode, die "Dachschräge" einer ITiIt ers el ektionskurve durch eine einfache Bedämpfung des Koppelglie- "

des zu variieren, keine analöge.· Methode bezüglich der magnetischen Kopplung.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffunge eines Bandfilters mit magnetischer Kopplung, das die zuvor genannten Variationsmöglichkeiten ohne Veränderung der Einzelkreise in einfacher Weise gestattet.

Bei einem magnetisch überkritisch gekoppelten Bandfilter, bei dem die Spulen in einer Ebene liegen, wird dies erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass verstimmende und/oder bedämpfende Elemente ( z.B. ierritkerne, Dämpfungsbleche)

009826/0719 . -/-

H.Mo s el-3
E. Saur-2

nahe an dem Ort maximaler Feldstärke ausserhalt der Spulen angeordnet sind, die überwiegend nur die eine oder die andere Hälfte der durch die Mittenfreqüenz geteil-. ten Durchlasscharakteristik des filters "beeinflussen und/ oder mindestens eine Koppelleitung vorhanden ist, an deren stromdurchflossenen bzw. spannungsführenden Orten verstimmende und/oder bedämpfende Elemente angeordnet sind, die überwiegend die eine oder andere Hälfte der Durchlas scha·- rakteristik des Bandfilters beeinflussen.

Nachfolgend wird die Erfindung mit den ihr zugrunde liegenden Zusammenhängen an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Stellt man sich bei einem überkritisch magnetisch gekoppelten PiIter zwei verschiedene, den einzelnen Höckern der Selektionskurve· zugeordnete Besonanzformen des Filters vor, so kann man für diese Sesonanzformen -unter Zuhilfenahme der bekannten frequenzabhängigen Phasenbeziehung zwischen den Spannungen am S¹Ut er eingang und' Filterausgang zwei entsprechende prinzipielle Bilder des magnetischen Feldverlaufs herleiten.

Dieser Feldverlauf ist aus den Figuren 1 und 2 ersichtlich, die den prinzipiellen Aufbau eines magnetisch gekoppelten, zweikreisigen Bandfilters zeigen, dessen Spulen in einer Ebene liegen. Die Spulen 1 und 2 der Einzelkreise seien in Ätztechnik gefertigt. Die zugehörigen Schwingkreis- und Schaltverbindungen sind der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt.

Figur 1 zeigt den Feldlinienverlauf für die niederfrequente Hesonanzform. Die momentane Stromrichtung in Spule 1 ist willkürlich gewählt und die Sichtung der übrigen Grossen entsprechend der bestehenden Abhängigkeit dargestellt.

0 0 9 8 2 6/0719

H. Mo s el-J
H. Säur-2

Vie man erkennen kann, kommt es "bei der niederfrequenten Kesonanzform zu einer Mitkopplung zwischen Spule 1 und 2, so dass in diesem Pail die Seriener sat zinduktivität "beider Spulen grosser als die Summe der "Einzelinduktivitäten ist. '

Aus Figur 2 erkennt man, dass es bei der höherfrequenten Besonanzform dagegen zu einer Gegenkopplung kommt, wobei hier die Induktivität der Serienersatzschaltung kleiner als die Summe der Einzelinduktivitäten ist.

Legt man entsprechend Figur J um: die zwei Spulen eine Kopp elschleife ( Kurzschlusschleife) 3» so entsteht durch die gegensinnige Induktion bei der niederfrequenten Form in dieser Schleife eine diagonale Spannung zwischen den Funkten A und B, während der aus der Spannungsdifferenz der beiden annähernd gleich grossen, entgegengesetzt wirkenden Induktionsspannungen resultierende Schleifenstrom verhältnismässig klein ist.

Bei der höherfrequenten Eesonanzform dagegen wirken die Induktionen der Spulen in der gleichen Schleife gleichsinnig, so dass hier ein verhältnismässig grosser Schleifenstrom fIiesst, während die Diagonalrestspannung verhältnismässig klein ist.

Legt man quer durch die Kopp el schleife zwischen Punkt A und B eine Spule - die in Figur 4 a durch eine sich auf der Unterseite der Leiterplatte schliessende Windung dargestellt ist- mit e^nem Abgleichkern, wie er in Figur 5a dargestellt ist, so erhält man dadurch eine Ankopplung einer Parallelinduktivität-an die FiIterspulen, wobei je-

009 826/0719

H.Mosel-3
H. Saur-2

doch die Ankopplung nur bei der niederfrequenten Resonanz-· form wirksam ist. Das bedeutet aber, dass eine Variation dieser Querinduktivität nur die niederfrequente Resonänzform beeinflussen kann.

Figur 4b zeigt die Selektionskurve eines derartigen Filters, wobei der Einfluss einer Querinduktivitätsvariation gestrichelt angedeutet ist. ' '

3Jegt man, wie in Figur 5a angedeutet, längs zur Kopp el schleife eine veränderbare Serieninduktivität z.B. in Form' 'einer im Leitungsweg der koppel schleife liegenden Spule mit Abstimmkern, so wird dadurch, nur der bei der'höherf-requenten Resonanzform auftretende und für die Kopplung verantwortliche Schleifenstrom beeinflusst»

Der Einfluss einer Variation dieser Serieninduktivität auf die Selektionskurve des Filters ist in Figur 5b dargestellt..

Gemäss einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der unterschiedliche Feldverlauf der Spulenanordnung in Figur 1 und Figur 2 direkt zum Abgleich benützt, indem .man gesiäss Figur 6a ein Ferrit stäbchen waagerecht zur Spulenebene über den Filterspulen beweglich-anordnefev*

D@p Einfluss einer Änderung des Ab stands des Ferritstabolieas von der Spulenebene auf di® niederfrequente Hälfte des? Selektionskurve i*st aus Abbildung 6"b ersichtliche ,

O.^claet i'i&n dagegen ©in Ferrit stäbchen gemäss Figur ?a 5?@©ht· gire Bpxilisobea© zwischen d@a filt©r?spul@2i beweglich

Ö09826/0-719-

H.Moseä-3
H. Säur-2

an, so wirkt sich eine Bewegung des Ferrit Stäbchens senk-* recht zur Spulenebene auf. die höherfrequente MIfte der Selektionskurve aus, wie aus Figur 7b hervorgeht.

Statt der Ferritkerne lassen sich auch I)ämpfungsbleche verwenden, die senkrecht oder waagerecht zwischen den Spulen angeordnet werden. ; '

Ersetzt man in Figur 4a die Querinduktivität zwischen A und B durch einen variablen Widerstand entsprechend Figur 8a, so lässt sich damit eine amplitudenmässige Veränderung der niederfrequenten Flanke der Selektionskurve erreichen, wie dies in Figur 8b angedeutet ist.·

Entsprechend kann gemass Figur 9a'mit einem im Leitungsweg der Kopp el schleife angeordneten? variable Widerstand die höherfrequente Flanke der Selektionskurve amplitudenmässig beeinflusst werden, wie dies aus Figur 9b ersichtlich ist.

Zweckmässigerweise wird der gesamte Spulenaufbau von einer abschirmenden" Kurzschlusschleife umgeben.

Die Erfindung hat u;a. den Vorteil, dass eine Kombination, insbesondere der in Figur 4 und Figur 5 dargestellten Filtervarianten in Verbindung mit eng tolerierten Bauelementen ganz besonders zum Aufbau eines einfach und sinnfällig abzugleichenden Verstärkers (z.B. eines Bildzwischenfrequenzverstärkers) geeignet ist.

9 Patentansprüche,

2 Bl.Zeichnungen,^Figuren

0 0 9 8 2 6/07 1 9

Claims (1)

1. H.Moser-3
   H.Saur-2

   Pat ent ansp ruche

   ■Magnetisch -überkritisch gekoppeltes Bandfilter, bei dem die Spulen in einer Ebene liegen,., dadurch" gekennzeichnet, dass "verstimmende und/oder bedämpfende Elemente (z.B„ Ferritkerne, Dämpfungsbleche) nahe an dem Ort maximaler Feldstärke ausserhalb der Spulen angeordnet sind, die überwiegend nur die eine oder die andere Hälfte der durch die Mittenfrequenz; geteilten Durchlasscharakteristik des Filters beeinflussen und/oder mindestens eine Koppelleitung vorhanden ist, an deren stromdurchflossenen bzw. spannungsführenden Orten verstimmende und/ oder bedämpfende Elemente angeordnet sind, die überwiegend die eine oder aMere Hälfte der Durchlasscharakteristik des Bandfilters beeinflussen.

   Bandfilter nach .Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei einander gegenüberliegenden Punkten A und B einer die FiIterspulen umgebenden Kopp el schleife eine die niederfrequente Hälfte der Bandfilterdurchiasscharakteristik beeinflussende veränderbare Querinduktivität in Form einer mit einem Abgleichkern versehenen Spule.angeordnet ist»

   Bandfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Leitungsweg einer die Filterspulen umgebenden Koppelschleife eine die höherfrequente,Hälfte der Bandfilterdurchlasscharakteristik beeinflussende veränderbare Längsinduktivüät in Form einer mit einem •Abgleichkern versehenen Spule angeordnet ist.

   009826/D719

   H.Mo sei-3
   Η* Saur-2

   4·. Bandfilter' nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, , dass ein Ferritstab waagerecht zur Spulenebene über ·.'■;.. den PiIterspulen beweglich angeordnet ist.

   5* Bandfilter nach Anspruch I₁.dadurch gekennzeichnet,

   dass ein fferritstab senkrecht zur Spulenebene zwischen (^

   den Filterspulen beweglich angeordnet ist.

   6» Bandfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei einander gegenüberliegenden Punkten A und B einer die H¹Ut er spul en umgebenden Koppelschleife ein die niederfrequente !Flanke der Bandfilt er durchlasschar akteristik beeinflussender variabler Widerstand angeordnet ist.

   7. Bandfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Leitutigsweg einer die ffilterspulen umgebenden Kopp el schleife ein die höherfrequente Hanke' der Band- |

   filterdurchlasscharakteristik.beeinflussender variabler Widerstand angeordnet ist.

   8* Bandfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Dämpfungsbleche senkrecht oder waagerecht zur Spulenebene zwischen den Spulen angeordnet sind.

   9* Bandfilter nach den Ansprüchen 1-8, dadurch gekennzeichnet , dass die gesamte leiteranordnung von einer abschirmenden Kurzschlusechltife umgeben ist.

   0 0 9 8 2 6/0719

   ORIGINAL INSPESf !§