Die Erfindung betrifft eine Vorselektions-Filteranordnung für Hochfrequenzempfänger
laut Oberbegriff des Hauptanspruches.The invention relates to a preselection filter arrangement for high-frequency receivers
according to the preamble of the main claim.
Filteranordnungen dieser Art sind bekannt. Sie werden in kommerziellen
Hochfrequenzempfängern beispielsweise im Kurzwellenbereich zur
Empfangsverbesserung eingesetzt. Die auf unterschiedliche Durchlaßfrequenzbereiche
und Bandbreiten abgestimmten voneinander entkoppelten Filterschaltungen werden über
ein- und ausgangsseitige Relais-Schalter, Dioden-Schalter oder Halbleiterschalter ein-
und ausgeschaltet. Mechanische Relaisschalter sind zwar intermodulationsarm, nutzen
sich mit der Zeit jedoch ab. Diodenschalter und Halbleiterschalter besitzen den
Nachteil, daß sie unerwünschte Störprodukte (Harmonische und Differenztöne zweiter
und höherer Ordnung) erzeugen können.Filter arrangements of this type are known. They are used in commercial
High-frequency receivers for example in the shortwave range
Reception improvement used. The different pass frequency ranges
and bandwidth-matched decoupled filter circuits are over
Relay switches, diode switches or semiconductor switches on the input and output side
and turned off. Mechanical relay switches are low in intermodulation, use
but with time. Diode switches and semiconductor switches have the
Disadvantage that they unwanted interference products (harmonics and difference tones second
and higher order).
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorselektions-Filteranordnung zu schaffen, die diese
Nachteile der bekannten Anordnungen vermeidet.It is an object of the invention to provide a preselection filter arrangement which
Avoids disadvantages of the known arrangements.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Vorselektions-Filteranordnung laut
Oberbegriff des Hauptanspruches durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.This task is based on a preselection filter arrangement
Preamble of the main claim solved by its characterizing features.
Advantageous further developments result from the subclaims.
Gemäß der Erfindung sind unmittelbar am Eingang vor der eigentlichen
Filteranordnung keine Schalter vorgesehen, sondern die einzelnen Filterschaltungen
sind standig und bleibend mit ihren eingangsseitigen Serienresonanzkreisen unmittelbar
mit dem Eingang verbunden. Als besonders vorteilhaft hat es sich deswegen erwiesen,
die einzelnen Filterschaltungen als T-Filterschaltungen auszubilden und diese sowohl
eingangsseitig als auch ausgangsseitig über die Serienresonanzkreise fest mit dem
Eingang bzw. Ausgang zu verbinden. Die erfindungsgemäße Anordnung hat noch den
zusätzlichen überraschenden Vorteil, daß die ein- und ausgangsseitigen
Serienresonanzkreise der abgeschalteten Filterschaltungen zu Polstellen im Sperrbereich
der gerade eingeschalteten Filterschaltung werden. Dadurch werden die sonst
ungenutzten Teile der abgeschalteten Filter zu einer Flankenversteilerung des gerade
wirksamen Filters ausgenutzt und hierdurch wird die Selektion der Filteranordnung
wesentlich verbessert. Darüberhinaus besitzt eine erfindungsgemäße Filteranordnung
gegenüber bekannten Lösungen den Vorteil, daß die Zahl der benötigten Schalter
deutlich niedriger ist und hierdurch Kosten gespart und bessere HF-Eigenschaften
erzielt werden. Die Anordnung kann durch die Verwendung von einstufigen
Halbleiterschaltern auch noch billiger werden. Da bei der erfindungsgemäßen
Anordnung die einzelnen Schalter mit deutlich reduzierter Hochfrequenzspannung
beaufschlagt sind, können Halbleiterschalter wesentlich problemloser eingesetzt werden
und die Linearität der Filteranordnung wird deutlich erhöht, da gesperrte
Halbleiterschalter mit reduzierter Hochfrequenzbandbreite die kleinstmöglichen
Nichtlinearitäten und Intermodulationprodukte erzeugen. Durch die Vermeidung von
ein- und ausgangsseitigen Schaltern wird auch die Einfügungsdämpfung der
Filteranordnung minimiert und so die Empfindlichkeit erhöht.According to the invention are directly at the entrance before the actual
Filter arrangement no switches provided, but the individual filter circuits
are constant and permanent with their input-side series resonance circuits
connected to the entrance. It has therefore proven to be particularly advantageous
to design the individual filter circuits as T-filter circuits and both
on the input side as well as on the output side via the series resonance circuits
Connect input or output. The arrangement according to the invention still has the
additional surprising advantage that the input and output side
Series resonance circuits of the switched-off filter circuits to pole points in the restricted area
the filter circuit just switched on. This will otherwise
unused parts of the switched off filter to flank the straight
effective filter is used and this is the selection of the filter arrangement
significantly improved. In addition, has a filter arrangement according to the invention
the advantage over known solutions that the number of switches required
is significantly lower and thereby saves costs and better RF properties
be achieved. The arrangement can be done through the use of single-stage
Semiconductor switches are also becoming cheaper. Since in the invention
Arrangement of the individual switches with significantly reduced high-frequency voltage
are applied, semiconductor switches can be used much more easily
and the linearity of the filter arrangement is significantly increased, since blocked
Semiconductor switches with reduced high-frequency bandwidth the smallest possible
Generate nonlinearities and intermodulation products. By avoiding
input and output switches is also the insertion loss of the
Filter arrangement minimized and thus the sensitivity increased.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen an
Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is described below with the aid of schematic drawings
Exemplary embodiments explained in more detail.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorselektions-Filteranordnung mit n
geschalteten und jeweils auf n unterschiedliche Durchlaßbereiche abgestimmten
Filterschaltungen F1 bis Fn, die jeweils zwischen dem Eingang E, der beispielsweise
unmittelbar mit einer Empfangsantenne verbunden ist, und einem Ausgang A, der
beispielsweise mit dem Mischer eines Überlagerungsempfängers verbunden ist,
angeordnet sind. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist jede der auf
unterschiedliche Durchlaßbereiche und unterschiedliche Bandbreiten abgestimmte
Filterschaltung F1 bis Fn als T-Schaltung ausgebildet, besteht also aus jeweils einem
eingangsseitigen Serienresonanzkreis SE1 bis SEn, einem ausgangsseitigen
Serienresonanzkreis SA1 bis SAn sowie einem Parallelresonanzkreis P1 bis Pn. Die
eingangsseitigen Serienresonanzkreise SE1 bis SEn sind zusammengefaßt und ständig
mit dem Eingang E verbunden, die ausgangsseitigen Serienresonanzkreise SA1 bis SAn
sind ständig und bleibend mit dem Ausgang A verbunden. Parallel zu den
Parallelresonanzkreisen P1 bis Pn sind jeweils Schalter D1 bis Dn geschaltet, die
vorzugsweise als Diodenschalter oder Halbleiterschalter ausgebildet sind und durch eine
nicht dargestellte Steuerschaltung betätigbar sind. Bei geöffnetem Schalter ist die
jeweilige Filterschaltung aktiviert, wie dies für den Bereich 1 durch den offenen
Schalter D1 in Fig. 1 dargestellt ist. Bei geschlossenem Schalter ist der
Parallelresonanzkreis kurzgeschlossen und diese Filterschaltung ist also ausgeschaltet,
wie dies für den Bereich n mit dem geschlossenen Schalter Dn in Fig. 1 dargestellt ist.
T-Filterschaltungen haben die Eigenschaft, daß ihre Serienresonanzkreise SE und SA
und auch der Parallelresonanzkreis P jeweils etwa auf die gleiche Mittenfrequenz
abgestimmt sind. Wenn beispielsweise die Filterschaltung von Bereich 2 eingeschaltet
ist (D2 - nicht dargestellt - offen) und alle anderen Bereiche 1 und 3 bis n ausgeschaltet
(D1 bzw. D3 bis Dn geschlossen) sind, so sind trotzdem alle Serienresonanzkreise SE1
und SE3 bis SEn und SA1 und SA3 bis SAn weiterhin parallel am Eingang E bzw.
Ausgang A angeschaltet und diese Serienresonanzkreise der ausgeschalteten
Filterschaltungen werden damit zu Polstellen im Sperrbereich der eingeschalteten
Filterschaltung des Bereiches 2 und versteilern dadurch die Flanken der Filterschaltung
F2. Fig. 1 shows a preselection filter arrangement according to the invention with n switched filter circuits F1 to Fn, each of which is matched to n different pass bands, each between the input E, which is, for example, directly connected to a receiving antenna, and an output A, for example with the mixer an overlay receiver is connected, are arranged. In the exemplary embodiment according to FIG. 1, each of the filter circuits F1 to Fn, which is matched to different pass bands and different bandwidths, is designed as a T circuit, i.e. it consists of an input-side series resonance circuit SE1 to SEn, an output-side series resonance circuit SA1 to SAn and a parallel resonance circuit P1 to Pn The input-side series resonance circuits SE1 to SEn are combined and permanently connected to input E, the output-side series resonance circuits SA1 to SAn are permanently and permanently connected to output A. Switches D1 to Dn are connected in parallel to the parallel resonance circuits P1 to Pn, which are preferably designed as diode switches or semiconductor switches and can be actuated by a control circuit (not shown). When the switch is open, the respective filter circuit is activated, as is shown for area 1 by the open switch D1 in FIG. 1. When the switch is closed, the parallel resonance circuit is short-circuited and this filter circuit is therefore switched off, as is shown for the region n with the closed switch Dn in FIG. 1. T-filter circuits have the property that their series resonance circuits SE and SA and also the parallel resonance circuit P are each tuned to approximately the same center frequency. For example, if the filter circuit of area 2 is switched on (D2 - not shown - open) and all other areas 1 and 3 to n are switched off (D1 or D3 to Dn closed), then all series resonance circuits are SE1 and SE3 to SEn and SA1 and SA3 to SAn continue to be connected in parallel at input E or output A, and these series resonant circuits of the switched-off filter circuits thus become pole points in the blocking region of the switched-on filter circuit of region 2 and thereby distribute the edges of filter circuit F2.
Bei Vorselektions-Filteranordnungen dieser Art, wie sie beispielsweise bei sogen.
Allwellenempfängern mit Langwellenbereich benutzt werden, ist es sinnvoll, die
tiefstfrequente Filterschaltung als Tiefpaß auszubilden. Hierfür hat sich eine 5-gliedrige
Tiefpaßschaltung nach Fig. 2 als besonders vorteilhaft erwiesen. Die Kapazität der
Kondensatoren wird dadurch etwa verdoppelt und die Kondensatoren über einen
Schalter D in Serie mit einer Induktivität 2L miteinander verbunden. Bei geschlossenem
Schalter D ist zwischen Eingang E und Ausgang A ein normaler Tiefpaß wirksam. Bei
offenem Schalter D ergibt sich eine doppelte Nullstelle im Durchlaßbereich des
Tiefpaßfilters etwa bei der 0,6-fachen Grenzfrequenz, so daß auch bei offenem Schalter
D Polstellen im Durchlaßbereich des nächsten Filters vermieden werden, wie dies ohne
der Serieninduktivität 2L der Fall wäre. Damit wird auch bei ausgeschalteter
Tiefpaßschaltung eine Versteilerung der benachbarten Filterschaltungen und eine
Reduktion der Hochfrequenzspannung am Schalter D erreicht.
In pre-selection filter arrangements of this type, such as those in so-called. All-wave receivers with a long-wave range are used, it makes sense to design the low-frequency filter circuit as a low-pass filter. A 5-element low-pass circuit according to FIG. 2 has proven to be particularly advantageous for this. The capacitance of the capacitors is thereby approximately doubled and the capacitors are connected to one another in series with an inductor 2L via a switch D. When switch D is closed, a normal low-pass filter is active between input E and output A. With switch D open, there is a double zero in the pass band of the low-pass filter at about 0.6 times the cutoff frequency, so that pole positions in the pass band of the next filter are avoided even with switch D open, as would be the case without the series inductance 2L. This results in an increase in the neighboring filter circuits and a reduction in the high-frequency voltage at switch D even when the low-pass circuit is switched off.
Ausgangsseitig sind die in Fig. 1 vorgesehenen Serienresonanzkreise SA nicht
unbedingt erforderlich, die Parallelresonanzkreise P1 bis Pn könnten auch unmittelbar
über zusätzliche Schalter mit dem Ausgang verbunden sein.On the output side, the series resonance circuits SA provided in FIG. 1 are not absolutely necessary; the parallel resonance circuits P1 to Pn could also be connected directly to the output via additional switches.
In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind die einzelnen Filterschaltungen F1 bis Fn
so dimensioniert, daß zwischen den einzelnen Frequenzbereichen 1 bis n Lücken
bestehen. Wenn eine breitbandige lückenlose Vorselektion gewünscht wird, können
zwei solche kammfilterartigen Anordnungen nach Fig. 1 über Zusatzschalter
zusammengeschaltet werden.In the exemplary embodiment according to FIG. 1, the individual filter circuits F1 to Fn are dimensioned such that there are 1 to n gaps between the individual frequency ranges. If a broadband gapless preselection is desired, two such comb filter-like arrangements according to FIG. 1 can be interconnected via additional switches.