DE3413242C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gegenstand nach dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruches 1.

Eine derartige Frequenzweiche ist beispielsweise in dem Einschleus­ verstärker "Esv 2331" der Anmelderin enthalten, dessen Schaltbild in Fig. 1 wiedergegeben ist. Bei diesem Gerät wird ein Kanal im Fernseh­ bereich III verstärkt und über einen Kanalpaß K sowie eine Koppelka­ pazität C in den in einem zweiten, ein Sperrfilter S für den Kanal aufweisenden Zweig unverstärkt übertragenen restlichen Bereich III eingeschleust. Das Längsglied des Sperrfilters S dieser bekannten Frequenzweiche besteht aus einer Spule mit fester Induktivität und einem Trimmerkondensator. Dieser muß, damit das Sperrfilter die er­ forderlichen elektrischen Eigenschaften erreicht, eine möglichst hohe Güte sowie einen induktivitätsarmen und damit auch räumlich kleinen Aufbau aufweisen. Trimmer mit diesen Merkmalen sind indessen für vie­ le Anwendungsfälle zu teuer. Außerdem ist ihr Abgleich sehr aufwendig, weil wegen der Forderung geringer Abmessungen praktisch nur Scheibentrimmer verwendbar sind, die einerseits entweder zu teuer sind oder einen unvertretbar hohen Tempraturgang der Kapazität auf­ weisen und bei denen zum anderen die gesamte Kapazitätsänderung durch lediglich eine halbe Spindelumdrehung erfolgt, wodurch der Feinab­ gleich schwierig und zudem die Einstellung nicht erschütterungssicher ist, so daß im Regelfall eine Fixierung z. B. durch Verlacken vorge­ nommen werden muß.

Für viele praktische Anwendungsfälle in Gemeinschafts- bzw. Kabelan­ lagen ist es erforderlich, eine Reihe von Kanälen oder Teilfrequenz­ bereichen innerhalb eines möglichst großen Übertragungsfrequenzberei­ ches über zusammengeschaltete Einschleusweichen einzufügen bzw. dar­ aus auszukoppeln. Die bekannte Frequenzweiche ist jedoch für eine solche Kaskadierung von mehr als zwei Geräten ungeeignt, da sie selbst bei Verwendung eines Kanalpasses (mit gegenüber einem Bereichs­ paß höherer Flankensteilheit) und einer Übertragungsbandbreite von nur etwa 100 MHz (z. B. Kanäle S 1 bis K 12) vor allem wegen der Kop­ pelkapazität (welche die zur möglichst rückwirkungsfreien Zusammen­ schaltung der beiden Zweige erforderliche Hochohmigkeit des Kanalpas­ ses K außerhalb des Kanals bewirkt) eine Rückflußdämpfung von typisch lediglich 10 dB in den Übernachbarkanälen erreicht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Frequenzweiche der eingangs genannten Art zu schaffen, die auf möglichst einfache und kostengünstige Weise aufgebaut sowie schnell und stabil abgleich­ bar ist, einen geringen Temperaturgang aufweist und durch eine mög­ lichst hohe Rückflußdämpfung an allen Anschlüssen über einen großen Frequenzbereich zur Kaskadierung geeignet ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Gegenstand nach dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruches 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Dabei kann, sofern im Einzelfall die erzielbare Kopplung der Leiterstücke nicht ausreicht, in an sich bekannter Weise (DE-OS 29 09 208) zusätz­ lich eine den Leiterstücken gegenüberliegende und davon galvanisch getrennte, einseitig an Masse angeschlossene Koppelschleife vorgese­ hen sein.

Sofern die zusammenzuschaltenden Frequenzbereiche nur im Bereich der unteren Sonderkanäle liegen ist es sinnvoll, die zwischen den Spulen des Paßfilters und den geraden Leiter­ stücken liegenden Leiterteile als Wicklungen mit zu den Spulen­ achsen senkrechter Achse auszubilden.

Die erfindungsgemäße Frequenzweiche ist einfach und kosten­ günstig herstellbar und eignet sich damit besonders für die Serienproduktion. Dies ist zum einen auf den Einsatz billiger Bauteile (Festkondensatoren und Luftspulen beim Sperrfilter) und zum anderen auf die Möglichkeit eines besonders schnellen und unkritischen Feinabgleichs durch Veränderung des Abstandes der Spulenwindungen des Sperrfilter-Längsgliedes sowie der zur induktiven Kopplung der Paßfilterspulen vorgesehenen Leiter­ stücke zurückzuführen. Außerdem ist diese Einstellung erschüt­ terungsunempfindlich, so daß keine besonderen Fixierungsmaßnahmen erforderlich sind.

Darüber hinaus ist mit dem erfindungsgemäßen Aufbau gegenüber dem Stand der Technik in einem größeren Frequenzbereich eine höhere Rückflußdämpfung an allen Anschlüssen der Weiche erreichbar.

Optimalwerte für die Rückflußdämpfung bis zu Frequenzen von über 450 MHz (z. B. bei Verwendung von Kanalpässen in den oberen Sonderkanälen etwa 20 dB anstatt 10 dB nach einem Kanal Abstand) und damit die besten Voraussetzungen hinsichtlich der Kaskadier­ barkeit sind durch eine Ausgestaltung der Erfindung gemäß An­ spruch 2 erzielbar.

Dabei ist allerdings der Einschleuszweig der Frequenzweiche nur für Frequenzen bis ca. 350 MHz sinnvoll realisierbar, da für noch höhere Frequenzen die Filterkapazitäten unpraktikabel klein (kleiner 0,5 pF) wären. Im Extremfall ist also beispiels­ weise die Zusammenschaltung mehrerer Einschleusweichen für ein­ zuschleusende Kanäle zwischen 104 MHz (Sonderkanal S 1) und etwa 350 MHz mit einem Restfrequenzbereich zwischen S 1 und etwa 450 MHz möglich.

Eine Ausgestaltung des Paßfilters nach Anspruch 3 bietet den Vorzug, daß auf einfachste Weise bei der Herstellung der Schal­ tung des Paßfilters bereits eine Voreinstellung des Kopplungs­ faktors der Spulen zur Bildung von Baugruppen innerhalb des angeführten großen Frequenzbereiches möglich ist, wodurch der Feinabgleich des Filters im Prüffeld nicht unerheblich er­ leichtert wird.

Die Fig. 2 bis 5 zeigen den mechanischen und elektrischen Aufbau eines Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Frequenz­ weiche. Dabei stellen die

Fig. 1 und 3 jeweils eine Draufsicht auf die beiden Seiten der die Schaltung tragenden Leiterplatte dar.

Fig. 2 ist eine seitliche Anicht der Spulen des Paß­ filters gemäß dem in Fig. 1 angegebenen Schnitt und

Fig. 4 das elektrische Ersatzschaltbild.

Die Frequenzweiche besteht aus einem Metallgehäuse 1, einer einseitig kaschierten Leiterplatte 2, auf deren belagfreier Seite die Schaltungsbauteile angeordnet sind, sowie zwei koaxia­ len Eingangsbuchsen 3, 4 und einer koaxialen Ausgangsbuchse 5, wobei die Buchsen-Außenleiter 6 und der Metallbelag 7 der Leiter­ platte 2 über Lötverbindungen 8 am Gehäuse 1 befestigt und zu­ gleich gleitend damit verbunden sind (Massepotential) und die Innenleiter 9 der Koaxialbuchsen 3, 4, 5 über gedruckte Lei­ tungen 10 wellenwiderstandsrichtig an die nachfolgenden Bau­ teile angeschlossen sind.

Am Eingang 3 wird Fernseh-Sonderkanal S 20 (293-300 MHz) über einen Kanalpaß eingeschleust, der aus zwei gleichen, symmetrisch angeordneten Serienresonanzkreisen C ₁, L ₁ und C ₂, L ₂ besteht. Die Spulen L ₁, L ₂ sind auf senkrecht zur Leiterplatte 2 ange­ brachte rohrförmige Isolierkörper 11 gewickelt und mittels darin axial verstellbarer Kerne 12 abstimmbar. Ihre platinenfernen Endteile sind als gerade, zueinander und zu den Spulenachsen parallele, am Ende mit Masse verbundene Leiterstücke 13 ausge­ bildet und bestimmen durch ihre Länge, sowie ihren gegenseiti­ gen Abstand die Kopplung der beiden Serienresonanzkreise. Dieser Abstand ist zum einen grob durch ein Lochraster 14 wähl­ bar, mit dem durch Einstecken der Leiterstücke 13 in verschiede­ nen Abständen unterschiedliche Grundkopplungen und damit ohne Mehraufwand in der Fertigung mehrere vorabgeglichene Bau­ gruppen herstellbar sind, und zum anderen durch Verbiegen der Leiterstücke 13, womit ein einfacher berührungsunempfindlicher Feinabgleich möglich ist. Dabei bleiben die eingestellten Ab­ stände auch bei starken Erschütterungen absolut konstant. Am Eingang 4 wird über eine Kanalsperre der restliche Über­ tragungsfrequenzbereich (104-450 MHz ohne den eingeschleu­ sten Kanal) auf den gemeinsamen Ausgang 5 geführt. Die Kanal­ sperre weist eingangsseitig einen einseitig gegen Masse geschal­ teten Serienresonanzkreis C ₃, L ₃ auf, dessen Spule L ₃ ebenfalls auf einen senkrecht zur Leiterplatte 2 angeordneten rohrförmigen Isolierkörper 11 gewickelt und mittels eines darin durch ein Schraubgewinde in Achsrichtung verstellbaren Kerns abstimmbar ist. Im Längszweig der Kanalsperre ist ein Parallelresonanz­ kreis vorgesehen, der aus einem Kondensator C ₄ und zwei dazu symmetrisch angeordneten Luftspulen L ₄, L ₅ besteht. Die Fein­ abstimmung des Sperrfilters auf den zu sperrenden Kanal erfolgt durch einfache Veränderung des Windungsabstandes der Spulen L ₄, L ₅. Dadurch können kostengünstige Festkondensatoren C ₃, C ₄ verwendet werden und der Abgleich ist einfach und durch die starren Spulen erschütterungsunempfindlich, so daß auch hier keine zusätzlichen Maßnahmen zur Fixierung des Abgleichzustandes erforderlich sind.

Alle Kondensatoren C ₁, C ₂, C ₃, C ₄ sind induktivitätsarm (über kurze Zuleitungen) und zur Vermeidung störender Streukapazi­ täten mit möglichst großem Abstand zum Massebelag angeschlossen. Zur Vermeidung störender Streufelder ist die Kanalsperre abgeschirmt. Insgesamt ist durch den beschriebenen Aufbau nicht nur eine kostengünstige serientaugliche Herstellung erreicht, sondern darüber hinaus in einem gegenüber dem Stand der Technik erheb­ lich größeren Frequenzbereich eine Rückflußdämpfung von 20 dB in Übernachbarkanälen an allen Anschlüssen, wodurch die erfindungsgemäße Frequenzweiche auch für die Kaskadierung mit mehreren gleichartigen Weichen geeignet ist.

Claims (3)

1. Frequenzweiche für den VHF-Bereich mit zwei zusammengeschalteten, un­ terschiedliche Frequenzbereiche übertragenden Zweigen, wobei der eine Zweig wenigstens ein jeweils aus zwei symmetrischen, induktiv fuß­ punktgekoppelten Resonanzkreisen aufgebautes Paßfilter und der andere Zweig wenigstens ein jeweils aus einem Serienresonanzkreis zwischen Eingang und Masse (Querglied), sowie einem Parallelresonanzkreis zwi­ schen Ein- und Ausgang (Längsglied) bestehendes Sperrfilter aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Längsglied des Sperrfilters aus der Parallelschaltung eines Festkondensators (C ₄) und wenigstens zweier dazu paarweise symmetrisch angeordneter gegensinnig gewickelter Luft­ spulen (L ₄, L ₅) gebildet ist und
daß die Resonanzkreise des Paßfil­ ters Serienresonanzkreise mit Festkondensatoren (C ₁, C ₂) und gegen­ sinnig gewickelten, etwa parallel zueinander angeordneten Spulen (L ₁, L ₂) sind, deren mit Masse verbundene Endteile als gerade, einander etwa parallel gegenüberliegende und parallel zu den Spulenachsen ver­ laufende Leiterstücke (13) ausgebildet sind.

2. Frequenzweiche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Paßfilter ein auf einer Leiterplatte (2) mit Massebe­ lag (7) aufgebauter Kanalpaß mit dazu etwa senkrecht ange­ ordneten Spulen (L ₁, L ₂) ist, deren leiterplattenferne End­ teile die Leiterstücke (13) bilden.

3. Frequenzweiche nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Leiterplatte (2) ein Lochraster (14) zum Einstecken der Leiterstücke (13) der Spulen (L ₁, L ₂) des Paßfilters in unterschiedlichen Abständen voneinander und von den Spulen (L ₁, L ₂) vorgesehen ist.