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Wellenfilter.
In der Fernmeldetechnik werden zur Aussiebung einzelner Frequenzkanäle aus einem Frequenzgemisch sogenannte Wellenfilter benutzt. Diese Wellenfilter besitzen einen Durchlassbereich und einen oder mehrere Sperrbereiehe. In den Sperrbeieiehen sollen die Filter möglichst wenig durchlassen, also eine möglichst grosse Sperrdämpfung besitzen. Um dies zu erreichen, bemisst man die Wellenfilter bekanntlich so, dass in dem oder den Sperrbereichen mehrere in bestimmter Weise verteilte Dämpfungspole vorhanden sind. Mit Dämpfungspolen bezeichnet man diejenigen Stellen der Dämpfungskurve im Sperrbereich, an denen die Dämpfung sehr gross, theoretisch unendlich gross wird.
Solche Wellenfilter können auf verschiedene Weise realisiert werden. So können sie aus Brückenoder äquivalenten Schaltungen aufgebaut werden. Bei diesen Schaltungen kommen die Dämpfungpole dadurch zustande, dass bei diesen Frequenzen die Brücke genau abgeglichen ist. Auf diese Art lassen sich theoretisch mehrere Dämpfungspole in dem oder den Sperrbereichen erzeugen. In der Praxis hat es sich aber gezeigt, dass es, wenn mehrere Dämpfungspole gefordert werden, nahezu un-
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kreise werden dabei im andern Brückenzweig durch passend bemessene Ohmsche Ersatzwidprstände nachgebildet.
In der Fig. 2a ist das dem #-Glied der Fig. 1 äquivalente Brückenglied dargestellt. Es besitzt denselben Wellenwiderstand wie das 1t-Glied. An den Klemmen 1, l'wird die Energie zugeführt und an den Klemmen 2, 2'abgenommen. An dem symmetrischen Differentialübertrager Ue sind die beiden völlig gleichen Schwungradkreise 81 und 8z angeschlossen. Bestände das Filter nur aus diesen Schaltelementen, so würde es bei allen Frequenzen infolge der Gleichheit der beiden Schwungradkreise ab-
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nur bei den Dämpfungspolen der Sperrbereiche zur Auswirkung kommen zu lassen, werden parallel zu dem Schwungradkreis 82 die beiden in Reihe geschalteten Schwungradkreise S3 und S1 gelegt.
In Fig. 2b zeigt die ausgezogene Kurve den Verlauf der Dämpfung eines Bandpasses nach Fig. l. die gestrichelte Kurve den Dämpfungsverlauf des verbesserten Brückengliedes der Fig. 2@. An den Anti- resonanzstellen dieser Kreise wird ihr Widerstand sehr gross und also dadurch der Nebenschluss zu dem Schwungradkreis 82 aufgehoben. Um einen ausreichenden Abgleich des Filters bei diesen Fre- quenzen herbeizuführen, liegt ohne Rücksicht auf eine Beeinflussung des Filters im Spen'bereieh parallel zu dem Schwungradkreis 81 ein Ohmscher Widerstand R, der dem Antiresonanzwiderstand der Sehwungradkreise 83 und 84 entspricht.
Diese Kreise müssen daher, damit ihr Widerstand nach- - gebildet werden kann, bei den Antiresonanzfrequenzen denselben Widerstand besitzen. Durch die
Parallelschaltung des Widerstandes,} " zu einem der beiden Schwungradkreise, kann diese Gleichheit erzwungen werden. Werden besonders hohe Anforderungen an das Filter gestellt, so wird der Blind- . widerstand des Schwungradkreises 81. bei der Antiresonanzfrequenz des Schwungradkreises 83 durch einen zu dem Sehwungradkreis in Serie geschalteten Schwungradkreis nachgebildet.
Dieser Schwungradkreis ist so zu bemessen, dass er den Blindwiderstand des Sehwungradkreises 83 bei der Antiresonanz- frequenz des Schwungradkreises 84 und die Blindkomponente des Schwungradkreises 83 bei der Anti- resonanzfrequenz des Schwungradkreises 84 nachbildet. In der Zeichnung ist dieser Schwingungs- kreis nicht dargestellt.
Die Erfindung bezieht sich aber nicht nur auf die oben besprochenen Schaltungen, sondern kann ebenso auch auf Schaltungen mit Reihenresonanzkreisen angewendet werden. In der Fig. 3 ist ein Kettenglied in T-Schaltung dargestellt, bei dem im Längs-und Querzweig Reihenresonanzkreise liegen. Die Fig. 4 stellt die äquivalente Brückenschaltung dar. Die Energie wird wieder an den
Klemmen 1, l'zugeführt. An dem Differentialtransformator Ue sind die beiden Serienresonanzkreise 81 und 82 angeschaltet. In Reihe mit 82 liegen zwei weitere Serienresonanzkreise 83 und So, die bei den Polfrequenzen einen verschwindend kleinen Ohmschen Widerstand besitzen.
Dieser kleine Widerstand wird bei der andern Seite der Brücke durch den Ohmschen Widerstand R nachgebildet.
Um den Resonanzwiderstand der beiden Reihenresonanzkreise gleichzumachen, kann in Reihe mit dem einen ein entsprechender Widerstand r eingeschaltet werden. Wird ein äusserst genauer Abgleich verlangt, so muss in analoger Weise wie bei dem oben besprochenen Beispiel die Blindkomponente
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der Brücke nachgebildet werden. An den Klemmen 2 und 2'wird die Energie dem Filter entnommen.
Bei der Realisierung der vorstehend beschriebenen Schaltungen gemäss der Erfindung tritt nun jedoch insofern eine gewisse Schwierigkeit auf, als der zur Anschaltung der Brückenglieder an das übrige Filter verwendete Differentialübertrager als sogenannter idealer Übertrager ausgebildet sein muss, d. h. als Übertrager, durch dessen Anschaltung die Wellenwiderstandsverhältnisse des Filters nicht geändert werden. Ein solcher idealer Übertrager muss eine ausserordentlich hohe Induktivität erhalten. Bei der Realisierung eines solchen Übertragers ist es aber nicht möglich, die Wicklungen so auszuführen, dass keinerlei Streuinduktivitäten auftreten.
Diese Streuinduktivitäten beeinflussen ihrerseits wieder die in den Brückenzweigen liegenden Reaktanzen und damit den Abgleich des Brückengliedes und sind deshalb unerwünscht.
Gemäss der weiteren Erfindung werden diese Schwierigkeiten dadurch behoben, dass die Anschaltung des Brückengliedes an eine im Wellenfilter an sich vorhandene Induktivität vorgenommen ist.
Fig. 5 zeigt eine beispielsweise Anordnung gemäss der weiteren Erfindung. An ein Kettenglied
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kreisen im Längszweig besteht, ist an die Induktivität L des zweiten Querzweiges das Brückenglied angeschlossen, das die dem Durchlassbereich zunächstliegenden Dämpfungspole bewirkt. Die Anschaltung erfolgt so, dass wiederum zwei Zweige des Brückengliedes durch zwei gleich grosse Teile der
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identischen Schwungradkreisen 81 und ; Sa, ferner aus zwei auf die Frequenzen der gewünschten Dämpfungspole abgestimmten Schwungradkreisen 83 und 84 und aus einem Ohmschen Widertand R, der gleich den gleich grossen Widei ständen der Schwungradkreise 83 und 84 bei deren Resonanzfrequenzen ist.
Bei der in Fig. 5 dargestellten Schaltung kann man um ein bis zwei Grössenordnungen kleinere Induktivitäten zur Anschaltung des Brückengliedes verwenden, als sie ein idealer Transformator besitzen müsste. Infolgedessen sind auch die störenden Streuinduktivitäten wesentlich geringer.
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Die vorstehend beschriebene Art der Anschaltung des Brückengliedes ist nicht auf das dar- gestellte Beispiel beschränkt. Sie lässt sich bei allen Filtern in Kettenleiterschaltung verwenden, deren einzelne Kettenglieder beliebige Gestalt haben können. Wichtig ist nur, dass man stets das Filter in
Kettenleiterschaltung so ausbildet, dass es mit einem Querzweig endet, der eine Induktivität enthält.
Es ist im übrigen auch nicht erforderlich, dass diese Induktivität, wie es in der Figur dargestellt ist, als Spartransformator geschaltet ist, vielmehr kann das Brückenglied auch über eine getrennte Wick- lung angekoppelt sein.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Aus mehreren Gliedern in Kettenschaltung bestehendes Wellenfilter mit mehreren Dämpfungs- polen im Sperrbereich, dadurch gekennzeichnet, dass das oder diejenigen Kettenglieder, welche die der oder den Grenzfrequenzen nächstgelegene Dämpfungspole bewirken, als Brückenglieder ausgebildet sind, bei denen das Brückengleichgewicht bei den Polfrequenzen dadurch hergestellt wird, dass Schwin- gungskreise, die in einem der Brückenzweige bei diesen Frequenzen sich in Resonanz oder Antiresonanz befinden, im andern Brückenzweig durch Ohmsche Widerstände nachgebildet werden.