CH543195A

CH543195A - Elektromechanisches Bandfilter für Tonfrequenzen

Info

Publication number: CH543195A
Application number: CH401872A
Authority: CH
Inventors: Lechner Hubert Dipl-El-Ing
Original assignee: Landis & Gyr Ag
Priority date: 1972-03-17
Filing date: 1972-03-17
Publication date: 1973-10-15

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromechanisches Bandfilter für Tonfrequenzen, insbesondere zur Verwendung in Rundsteuerempfängern, mit einer symmetrisch angetriebenen Stimmgabel.

Rundsteueranlagen dienen dazu, von einer Kommandostelle aus über das elektrische Versorgungsnetz Schaltbefehle an alle Verbraucherstellen des Netzes zu senden, sei es zur Einoder Ausschaltung von Verbrauchern oder zur anderweitigen Steuerung von Schaltern. In bekannter Weise werden hierzu an der Kommandostelle tonfrequente Impulse in das Netz eingespeist und die zu steuernden Verbraucher weisen Empfänger auf, die auf bestimmte Kommandos ansprechen und die befohlenen Schaltfunktionen ausführen. Zu diesem Zweck sind in den Empfängereingängen Filter vorgesehen, die die tonfrequenten Impulse von der Netzfrequenz und deren Harmonischen abtrennen.

Zur Aussiebung der Tonfrequenz hat man elektrische Filter verwendet, die aber bei den in Rundsteuersystemen üblichen Tonfrequenzen eine ungenügende Trennschärfe aufweisen und zudem sehr platzaufwendig sind. Aus diesem Grunde hat man elektrische Filter durch elektromechanische ersetzt, das sind mechanische Schwinger in Verbindung mit elektromechanischen Wandlern. Damit lassen sich sehr selektive Durchlasskurven erzielen da man den Gütefaktor mechanischer Schwinger sehr hoch treiben kann,
Ein bekanntes elektromechanisches Bandfilter ist die symmetrisch angetriebene Stimmgabel. Hierbei werden beide Zinken im Gegentakt erregt. Die Schwierigkeit dieser Betriebsart ist, zu einem Vierpol mit elektrischem Ausgang zu gelangen. Als Zweipol ist der Anwendungsbereich der symmetrisch angetriebenen Stimmgabel stark eingeschränkt, insbesondere bei Verwendung in Rundsteuerempfängern.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein elektromechanisches Bandfilter der eingangs genannten Art zu schaffen, das einen Vierpol mit einem elektrischen Ausgang darstellt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die beiden elektromechanischen Impedanzen der Stimmgabelzinken mit zwei elektrischen Abgleichimpedanzen zu einer Brücke verschaltet sind und der elektrische Filterausgang in einer Brückendiagonale liegt.

Die Erfindung soll im folgenden anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert werden. Darin bedeuten:
Fig. 1 ein bekanntes elektromechanisches Bandfilter mit einer symmetrisch angetriebenen Stimmgabel und dessen Ersatzschaltbild
Fig. 2 ein elektromechanisches Bandfilter mit einer symmetrisch angetriebenen Stimmgabel gemäss der Erfindung und dessen Ersatzschaltbild und
Fig. 3 Durchlasskurven.

Ein bekanntes elektromechanisches Bandfilter mit einer symmetrisch angetriebenen Stimmgabel gemäss Fig. 1 besitzt mit ia, ta und Ib, I'b bezeichnete Eingangsklemmen zu zwei parallel geschalteten elektrodynamischen Wandlern. Die Eingangimpedanzen ZZa und ZZb setzen sich aus den elektrischen Impedanzen ZEa und ZEb der festgebremsten Wandler, sowie aus den mechanischen Impedanzen LMa, CMa, RMa und LMb, CMb, RMh der beiden Zinken a und b zusammen.

Für letzte gelten: - die Kapazitäten C vertreten die Zinkenmassen - die Induktivitäten L vertreten die Zinkennachgiebigkeiten - die Widerstände R vertreten die Zinkenreibungsmitgänge
Dieses Filter lässt sich nur als elektrischer Zweipol betreiben, weil die Punkte 2a und 2b elektrisch nicht zugänglich sind.

Die Fig. 2 stellt ein elektromechanisches Bandfilter mit einer symmetrisch angetriebenen Stimmgabel dar, die nach der Erfindung zu einer Brücke verschaltet ist und den Nachteil der Ausführung nach Fig. 1 vermeidet. Die Darstellung zeigt wieder elektrodynamische Wandler mit den Eingangsklemmen la, 1 'a und lb, 1 'b. Die Brücke wird von den analog zur Fig. 1 dargestellten elektromechanischen Zinkenimpedanzen ZZa und ZZb und je einer zugehörigen elektrischen Abgleichimpedanz ZAR und ZAb gebildet. Die Güteanforderungen an die elektrischen Abgleichimpedanzen sind gering. Der Filtereingang wird durch die Klemmen 1, 1', der Filterausgang durch die Klemmen II, II', gebildet.

Das Filter stellt somit einen elektrischen Vierpol dar. ¯¯
Die Fig. 3 zeigt zwei Durchlasskurven, die durch verschiedene Bemessung der Abgleichimpedanzen ZAa und ZAb der Fig. 2 erreicht werden können.

Macht man ZAA ZZa ZAb ZZb für die Frequenz null, so ergibt sich z.B. eine Kurve der ausgezogen dargestellten Form 3. Wählt man gleiche Brückenimpedanzen für eine von null verschiedene Frequenz, so ergibt sich z.B. eine Kurve der gestrichelt gezeichneten Form 4. Setzt man die Nullstelle auf 50 Hz, so kann die Netzfrequenz weitgehend unterdrückt werden, was bei der Anwendung dieser Filter in Rundsteuerempfängern sehr erwünscht ist.

Statt elektrodynamischer Wandler können auch elektromagnetische, dielektrische oder piezoelektrische Wandler verwendet sein, wobei dielektrische und piezoelektrische Wandler zu Schaltbildern führen, die zu den in Fig. 1 und 2 gezeigten dual sind.

Um zu vermeiden, dass Filter mit elektrodynamischen oder elektromagnetischen Wandlern im untern Frequenzbereich zu viel Leistung aufnehmen, weil die Wandler niederohmig werden, kann in Serie zu den vier Brückenimpedanzen ein Kondensator geschaltet sein, oder es kann ein Kondensator oder ein elektrischer Serienschwingkreis in Serie zum Brückeneingang geschaltet sein. Die Güte des zuletzt genannten Schwingkreises kann wiederum gering sein.

PATENTANSPRUCH

Elektromechanisches Bandfilter für Tonfrequenzen.

insbesondere zur Verwendung in Rundsteuerempfängern, mit einer symmetrisch angetriebenen Stimmgabel, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden elektromechanischen Impedanzen der Stimmgabelzinken mit zwei elektrischen Abgleichimpedanzen zu einer Brücke verschaltet sind und der elektrische Filterausgang in einer Brückendiagonale liegt.

UNTERANSPRÜCHE
1. Elektromechanisches Bandfilter gemäss Patentanspruch.

dadurch gekennzeichnet, dass die Brückenimpedanzen derart ausgebildet sind, dass sie bei Netzfrequenz einander gleich sind.

2. Elektromechanisches Bandfilter gemäss Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass piezoelektrische oder dielektrische Wandler verwendet sind.

3. Elektrodynamisches Bandfilter gemäss Patentanspruch dadurch gekennzeichnet, dass elektrodynamische oder elektromagnetische Wandler verwendet sind.

4. Elektrodynamisches Bandfilter gemäss Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Serie zu jeder der vier Brückenimpedanzen ein Kondensator geschaltet ist.

5. Elektromechanisches Bandfilter gemäss Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Serie zum Brückeneingang ein Kondensator geschaltet ist.

6. Elektromechanisches Bandfilter gemäss Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Serie zum Brückeneingang ein elektrischer Serienschwingkreis geschaltet ist.

**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.

Claims

**WARNUNG** Anfang CLMS Feld konnte Ende DESC uberlappen **.

Die Erfindung betrifft ein elektromechanisches Bandfilter für Tonfrequenzen, insbesondere zur Verwendung in Rundsteuerempfängern, mit einer symmetrisch angetriebenen Stimmgabel.

Rundsteueranlagen dienen dazu, von einer Kommandostelle aus über das elektrische Versorgungsnetz Schaltbefehle an alle Verbraucherstellen des Netzes zu senden, sei es zur Einoder Ausschaltung von Verbrauchern oder zur anderweitigen Steuerung von Schaltern. In bekannter Weise werden hierzu an der Kommandostelle tonfrequente Impulse in das Netz eingespeist und die zu steuernden Verbraucher weisen Empfänger auf, die auf bestimmte Kommandos ansprechen und die befohlenen Schaltfunktionen ausführen. Zu diesem Zweck sind in den Empfängereingängen Filter vorgesehen, die die tonfrequenten Impulse von der Netzfrequenz und deren Harmonischen abtrennen.

Zur Aussiebung der Tonfrequenz hat man elektrische Filter verwendet, die aber bei den in Rundsteuersystemen üblichen Tonfrequenzen eine ungenügende Trennschärfe aufweisen und zudem sehr platzaufwendig sind. Aus diesem Grunde hat man elektrische Filter durch elektromechanische ersetzt, das sind mechanische Schwinger in Verbindung mit elektromechanischen Wandlern. Damit lassen sich sehr selektive Durchlasskurven erzielen da man den Gütefaktor mechanischer Schwinger sehr hoch treiben kann, Ein bekanntes elektromechanisches Bandfilter ist die symmetrisch angetriebene Stimmgabel. Hierbei werden beide Zinken im Gegentakt erregt. Die Schwierigkeit dieser Betriebsart ist, zu einem Vierpol mit elektrischem Ausgang zu gelangen. Als Zweipol ist der Anwendungsbereich der symmetrisch angetriebenen Stimmgabel stark eingeschränkt, insbesondere bei Verwendung in Rundsteuerempfängern.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein elektromechanisches Bandfilter der eingangs genannten Art zu schaffen, das einen Vierpol mit einem elektrischen Ausgang darstellt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die beiden elektromechanischen Impedanzen der Stimmgabelzinken mit zwei elektrischen Abgleichimpedanzen zu einer Brücke verschaltet sind und der elektrische Filterausgang in einer Brückendiagonale liegt.

Die Erfindung soll im folgenden anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert werden. Darin bedeuten: Fig. 1 ein bekanntes elektromechanisches Bandfilter mit einer symmetrisch angetriebenen Stimmgabel und dessen Ersatzschaltbild Fig. 2 ein elektromechanisches Bandfilter mit einer symmetrisch angetriebenen Stimmgabel gemäss der Erfindung und dessen Ersatzschaltbild und Fig. 3 Durchlasskurven.

Ein bekanntes elektromechanisches Bandfilter mit einer symmetrisch angetriebenen Stimmgabel gemäss Fig. 1 besitzt mit ia, ta und Ib, I'b bezeichnete Eingangsklemmen zu zwei parallel geschalteten elektrodynamischen Wandlern. Die Eingangimpedanzen ZZa und ZZb setzen sich aus den elektrischen Impedanzen ZEa und ZEb der festgebremsten Wandler, sowie aus den mechanischen Impedanzen LMa, CMa, RMa und LMb, CMb, RMh der beiden Zinken a und b zusammen.

Für letzte gelten: - die Kapazitäten C vertreten die Zinkenmassen - die Induktivitäten L vertreten die Zinkennachgiebigkeiten - die Widerstände R vertreten die Zinkenreibungsmitgänge Dieses Filter lässt sich nur als elektrischer Zweipol betreiben, weil die Punkte 2a und 2b elektrisch nicht zugänglich sind.

Die Fig. 2 stellt ein elektromechanisches Bandfilter mit einer symmetrisch angetriebenen Stimmgabel dar, die nach der Erfindung zu einer Brücke verschaltet ist und den Nachteil der Ausführung nach Fig. 1 vermeidet. Die Darstellung zeigt wieder elektrodynamische Wandler mit den Eingangsklemmen la, 1 'a und lb, 1 'b. Die Brücke wird von den analog zur Fig. 1 dargestellten elektromechanischen Zinkenimpedanzen ZZa und ZZb und je einer zugehörigen elektrischen Abgleichimpedanz ZAR und ZAb gebildet. Die Güteanforderungen an die elektrischen Abgleichimpedanzen sind gering. Der Filtereingang wird durch die Klemmen 1, 1', der Filterausgang durch die Klemmen II, II', gebildet.

Das Filter stellt somit einen elektrischen Vierpol dar. ¯¯ Die Fig. 3 zeigt zwei Durchlasskurven, die durch verschiedene Bemessung der Abgleichimpedanzen ZAa und ZAb der Fig. 2 erreicht werden können.

Macht man ZAA ZZa ZAb ZZb für die Frequenz null, so ergibt sich z.B. eine Kurve der ausgezogen dargestellten Form 3. Wählt man gleiche Brückenimpedanzen für eine von null verschiedene Frequenz, so ergibt sich z.B. eine Kurve der gestrichelt gezeichneten Form 4. Setzt man die Nullstelle auf 50 Hz, so kann die Netzfrequenz weitgehend unterdrückt werden, was bei der Anwendung dieser Filter in Rundsteuerempfängern sehr erwünscht ist.

Statt elektrodynamischer Wandler können auch elektromagnetische, dielektrische oder piezoelektrische Wandler verwendet sein, wobei dielektrische und piezoelektrische Wandler zu Schaltbildern führen, die zu den in Fig. 1 und 2 gezeigten dual sind.

Um zu vermeiden, dass Filter mit elektrodynamischen oder elektromagnetischen Wandlern im untern Frequenzbereich zu viel Leistung aufnehmen, weil die Wandler niederohmig werden, kann in Serie zu den vier Brückenimpedanzen ein Kondensator geschaltet sein, oder es kann ein Kondensator oder ein elektrischer Serienschwingkreis in Serie zum Brückeneingang geschaltet sein. Die Güte des zuletzt genannten Schwingkreises kann wiederum gering sein.

PATENTANSPRUCH

Elektromechanisches Bandfilter für Tonfrequenzen.

insbesondere zur Verwendung in Rundsteuerempfängern, mit einer symmetrisch angetriebenen Stimmgabel, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden elektromechanischen Impedanzen der Stimmgabelzinken mit zwei elektrischen Abgleichimpedanzen zu einer Brücke verschaltet sind und der elektrische Filterausgang in einer Brückendiagonale liegt.

UNTERANSPRÜCHE 1. Elektromechanisches Bandfilter gemäss Patentanspruch.

dadurch gekennzeichnet, dass die Brückenimpedanzen derart ausgebildet sind, dass sie bei Netzfrequenz einander gleich sind.

2. Elektromechanisches Bandfilter gemäss Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass piezoelektrische oder dielektrische Wandler verwendet sind.

3. Elektrodynamisches Bandfilter gemäss Patentanspruch dadurch gekennzeichnet, dass elektrodynamische oder elektromagnetische Wandler verwendet sind.

4. Elektrodynamisches Bandfilter gemäss Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Serie zu jeder der vier Brückenimpedanzen ein Kondensator geschaltet ist.

5. Elektromechanisches Bandfilter gemäss Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Serie zum Brückeneingang ein Kondensator geschaltet ist.

6. Elektromechanisches Bandfilter gemäss Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Serie zum Brückeneingang ein elektrischer Serienschwingkreis geschaltet ist.