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Nullstellenfilter Die Erfindung hetrifft ein aus einem überdrückten
T-Filter bestehendes Nullstellenfilter mit einer auf eine Nullstellenfrequenz abgestimmten,
eine Serienresonanzcharakteristik aufweisenden Impedanzanordnung im Querzweig, je
einer Induktivität in jedem der beiden Längszweige und mit einer über die beiden
Längszweige qeschalteten Überbrückungszweig, dessen Elemente auf eine maximale Absenkung
der Durchlaßkurve des Filters an der Nullstellenfrequenz eingestellt und bemessen
sind.
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Ein Nullstellenfilter ist eine als ein Vierpol ausgebildete Filterschaltung,
derer von der Frequenz abhängige Durchlaßkurve bei wenigstens liner bestimmten Frequenz
in einem schmalen, steilen trichterförmigen Einbruch auf Null absinkt.
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Ein Signal mit der Frequenz der Einbruchstelle der Durchlaßkurve wird
somit vom Nullstellenfilter nicht übertragen.
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Ein bekanntes Nullstellenfilter ist in Figur 1 dargestellt.
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Er ist als überbrücktes T-Filter ausgebildet (Telefunken-Taschenbuch:
Röhren-Halbleiter-Bauteile, Ausgabe 1970,Technischer Anhang Seite 57 bis 59) und
enthält in den beiden Längszweigen 1 und 2 je eine Induktivität L1 und L2 und im
Querzweig 3 einen aus einem Kondensator C und einer Induktivität L bestehenden Serieinresonanzkreis,
der auf die Störfrequenz fO abgestimmt ist. Ein den Überbrückungszweig bildender
ohmscher Widerstand R ist so bemessen, daß er die Verluste im Serienresonanzkreis
kompensiert und dadurch den Durchlaßgrad des bekannten Filters bei der abgestimmten
Frequenz auf Null absenkt.
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Das bekannte Nullstellenfilter hat zwar an der Nullstelle eine hohe
Sperrdämpfung und eine hohe Flankensteilheitnan der Einbruchstelle der Durchlaßkurve,
die in Figur 3 durch die gestrichelte Kurve 23 dargestellt ist. Die Finbruchstelle
geht jedoch beidseitig allmählich mit stetig geringer werdender Flankensteilheit
in den waagerechten Verlauf der Durchlaßkurve des T-Filters huber. Soll das vom
Filter Ubertragene Nutzfrequenzband ohne wesentliche Beeinträchtigung durch die
Nullstelle des Filters übertragen werden, muß es verhältnismäßig weit von der Nullsrellenfrequenz
entfernt liegen. In vielen Fällen liegt jedoch eine zu dämpffende Störfrequenz unnittelbar
vor oder hinter dem Nutzfrequenzband, so daß das bekannte Filter, wenn dessen ullstelle
auf die Störfrequenz abgestimmt ist, auch zumindest ein Teil des Nutzfrequenzbandes
erheblich störend dämpft.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Nullstellenfilter anzugeben,
bei d2m für eine in unmittelbarer Nähe einer Nutzfrequenz oder eines Nutzfrequenzbandes
liegende Störfrequenz eine hohe Sperrdämpfung erreicht wird, ohne die in unmittelbarer
Nähe liegende Nutzfrequenz wesentlich zu dämpfen.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Nullstellenfilter
der eingangs angegebenen Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Uberbrückungszweig
ein Serienresonanzkreis ist, der derart bemessen und/oder abgestimmt ist, daß dessen
Resonanzfrequenz außerhalb der Nullstellenfrequenz auf der bezüglich der Nullstellenfrequenz
zum zu Ubertragenden Nutzfrequenzband weisenden Seite des Ubertragungsbereiches
des T-Filters liegt.
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Durch die immer dichter werdende Ausnutzung der zur Verfügung stehenden
Frequenzen insbesondere im Bereich der UKW-Rundfunkbänder entstehendstörende Beeinflussungen
dieser UKW-Rundfunkbänder
durch Funkdienste, deren Frequenzen unmittelbar
zu diesen Rundfunk-Frequanzbändern benachbart sind. Viele Rundfunkempfangsgeräte
weisen im Eingangskreis für die AM-Empfangsbereiche eine Antennenabstimmanordnung
mit einem Kondensator auf, der tluf einen kleinen Kapazitätswert ein gestellt sein
kann. Diese Abstimmung soll durch ein vor dem Eingangskreis des FM-Bereiches (UKW-Bereiches)
angeordneten Nullstellenfilter nicht wesentlich beeinflußt werden.
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Bei einer vorteilhaften Ausbildung des Nullstellenfilters gemäß der
Erfindung besteht die Impedanzanordnung im Querzweig aus der Serienschaltung eines
Kondensators und einer Induktivität und aus einem der Induktivität parallelgeschalteten
weiteren Kondensator. Mit einer derartigen Impedanzanordnung im Querzweig des T-Filters
kann in einfacher Weise eine nur geringfügige Beeinflussung der Antennenabstimmung
erreicht werden, auch bei Verwendung kleiner Induktivitäten.
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Die Durchlaßkurve weist an der eingestellten Nullstellenfrequenz des
abgeglichenen erfindungsgemäßen Nullstellenfilters eine Einbruchstelle auf, deren
Verlauf unsymmetrisch ist und deren eine Flanke in vortelthafter Weise bis nahe
an den normalen, waagerechten Verlauf der Durchlaßkurve des T-Filters eine hohe
Steilheit hat. Dadurch schließt der unbeeinflußte Durchlaßbereich an der steilflankigen
Seite der Nullstelle wesentlich dichter an die Nullstelle an als bei den bekannten
Nullstellenfiltern, Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines AusfUhrungsbelspiels
näher erläutert. In den zugehdrigen Zeichnungen zeigen Figur 1 ein bekanntes Nullstellenfilter
in der Art eines Uberbrückten T-Filters Figur 2 ein Nullstellenfilter gemäß der
Erfindung, das zwischen die Antenne und den Eingang eines Rundfunkempfangsgerätes
geschaltet ist, und
Figur 3 ein Diagramm diit der DurchlaBkurve
der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Nullstellenfiltern In Figur 2 ist ein Ausführungsbeispiel
eines Nullstellenfilters nach der Erfindung dargestellt. Dieses Nullstellenfilter
ist in der Art eines Uberbrückten T-Filters ausgeführt mit zwei Längszweigen 1 und
2, einem an den Verbindungspunkt der tängszweige angeschlossenen Quer zweig 3 und
einem parallel zur Serienschaltwig der Längszweige angeordneten Uberbrückungszweig
4. Die beiden Längszweige bestehen je aus einer Induktivität L1 und L2. Der Querzweig
3 enthält in einer Serienschaltung einen Kondensator C3 und eine Induktivität L3,
der ein Kondensator C31 parallel geschaltet ist.
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Im Uberbrückungszweig 4 ist ein Serienresonanzkreis angeordnet, der
aus einem Kondensator C4 und einer Induktivität L4 gebildet ist, und ausserdem ein
Wideratand R4 zur Dämpfung des Serienresonanzkreises.
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Im dargestellten Beispiel ist das Nullstellenfilter mit seinen Anschlüssen
5 bis 8 zwischen eine Antenne 9 und eine Erdleitung 10 einerseits und die Eingangsbuchsen
11 und 12 eines Rundfunkempfangsgerätes 13 andererseits geschaltet. In dem Rundfunkenpfangsgerät
ist beispielsweise eine abstimmbare FM-Empfangsschaltung 14 und eine abstimmbare
AM-Empfangschaltung 15 über ein Netzwerk 16 mit der Antennenbuchse 11 des Empfangsgerätes
verbunden. Ausserdem wirkt auf die Antennenbuchse ein für den AM-Empfang vorgesehener
Antennen-Abstlmmkondensator 17.
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Am Eingang 5, 6 des Nullstellenfilters liegt die von der Antenne 9
erzeugte Eingangsspannung V1, die von dem Nullstellenfilter an dessen Ausgang 7,
8 übertragen wird und dort die Eingangsspannung V2 fUr den Eingang 11, 12 des Rundfunkempfangsgerätes
bildet. Das Verhältnis a " V2fV1 dieser beiden HF-Spannungen in Ahhängigkeit von
der Frequenz ist in Figur 3
als Durchlaßkurve 18 des Nullstellenfilters
in einem Diagramm dargestellt. Die Durchlaßkurve 18 verläuft im Durchlaßbereich
knapp unterhalb der Linie 19 mit dem Verhältniswert "eins", was einer geringen Durchgangsdäinpfung
des Nullstellenfilters für die Signale eines zu übertragenden Nutzfrequenzbandos
entspricht. In Figur 3 ist ein zu übertragendes Üutzfrequenzband als dick gezeichnete
Strecke 20 auf der Frequenzachse 21 des Diagramms dargestellt.
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Im Bereich der Nullstillenfrequenz fO, auf die die Impedanzanordnung
im Querzweig 3 des Nullstellenfilters abgestimmt ist, weist die Durchlalßkurve 18
eine Einbruchstelle 22 auf, die durch eine entsprechende Bemessung und/oder Abstimmung
des Serienresonanzkrejses L4/C4 im Überbrückungszweig 4 an der Nullstellenfrequenz
fO bis zum Wert Null reicht. Die Absenkung der Durchlaßkurve 18 an der eingestellten
Nullstellenfrequenz auf den Wert Null (oder nahezu Null) ist bei zwei Einstellungen
des Serienresonanzkreises L4/C4 im Uberbrückungszweig 4 möglich, denen je eine Resonanz
frequenz des Serienresonanzkreises L4/C4 entspricht, nämlich eine Resonanzfrequenz
fR1 oberhalb der Nullstellenfrequenz fo und eine Resonanzfrequenz fR2 unterhalb
der Nullstellenfrequenz. Die Flanke 22a der Einbruchstelle 22, auf deren Seite der
Durchlaßkurve die Resonanzfrequenz liegt, steigt sehr steil an und geht am oberen
Ende der Einbruchstelle schnell in den waagerechten Verlauf der Durchlaßkurve über.
Dadurch kann die nullstellenseitige Grenzfrequenz £N des Nutzfrequenzbandes 20 dicht
bei der Nullstellenfrequenz fo liegen. Die andere Flanke 22b der Einbruchstelle
verläuft wesentlich weniger steil und geht in großem Bogen allmählich in den waagerechten
Verlauf der Durchlaßkurve über. Das hat den Vorteil, daß an dieser Flanke 22b liegende
Störfrequenzen ebenfalls noch ausreichend gedämpft werden.
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Vergleichsweise ist im Diagramm in Figur 3 die Durchlaßkurve 23 des
in Figur 1 dargestellten bekannten Nullstellenfilters gestrichelt dargestellt, dessen
Nullstelle auf die gleiche Nullstellenfrequenz fo abgestimmt ist. Die Flanken der
Einbruchstelle dieser Durchlaßkurve 23 verlaufen symmetrisch zur LJullstelle. Eei
der gleichen zulMssigen, durch die unterbrochene Linie 24 gekennzeichnete Dämpfung
der Signale des Nutzfrequenzbandes kann letzteres erst bei der Grenzfrequenz f'N
beginnen, die wesentlich weiter ab von der Nullstellenfrequenz fO liegt wie die
Grenzfrequenz 5N bei einem erfindungsgemäßen Nullstellenfilter. Außerdem werden
von der dem Nutzfrequenzband gegenüber liegenden Flanke der Einbruchstelle der Durchlaßkurve
23 Stbrfrequenzen wentger gedämpft wie z.B. von dem in Figur 2 dargestellten Nullstellenfilter.
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Damit die Einstellung des Antennen-Abstlmmkondensators 17 im Rundfunkempfangsgerät
13 nicht wesentlich beeinflußt wird, ist der Kapazitätswert des Kondensators C3
im Querzweig 3 des in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiels eines Nullstellenfilters
klein gewählt. Durch eine geeignete Bemessung des zur Induktivität L3 im Querzweig
parallel geschalteten Kondensators C31 wird auch diese Induktivität verhältnismäßig
klein gehalten.
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2 Patentansprüche 1 Blatt Zeichnungen