DE2104779C3

DE2104779C3 - Bandfilter-Schaltung

Info

Publication number: DE2104779C3
Application number: DE2104779A
Authority: DE
Inventors: William George Lombard Ahillen; Richard Glen Lake Zurich Barrows; James Lawrence Glen Ellyn Dailing; Corwin Edward Hickory Hills Livenick; Stanley Park Ridge Malinowski
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1969-10-10
Filing date: 1971-02-02
Publication date: 1975-03-20
Also published as: GB1324921A; DE2104779B2; FR2065275A5; NL174314B; NL7013920A; US3727154A; JPS5489460A; SE373995B; FR2078805A5; US4196407A; NL174314C; US3633134A; DE2046421A1; DE2104779A1; US3676724A; GB1332141A; DE2046421B2

Description

^{iB Durchl}*

- SEääsks:

Ä ^ R"<.n₃nzfrc_que„z von „„ nMH7 in der Größenordnung von 4 bis J "nn, wurden unerwünschte Stör- ^^die sjjh auf Cc s^en^anjcn

ffitr^ndene^hroifen Wechse, zuruc,-tritt besonder, in Verbindung mit

denen eine ^unu·"»·"—· -— => ·

von Störsignalen darstellt, d.e wiederum im Filter verursachen können, die im Lautsprecher des Funkempfängers hörbar scm kun- £onäle dieser Art können auch zu einem fchler-SenCriä führen, sofern der Empfänger mit v>r«-hlüsseltcn Signalen arbeitet.

£ s"nd bereit Bandnltcr-Schaltungen bekannt die dieses Problem zu lösen versuchen (US-PS flA% Die bekannte Schaltung zieh darauf ab. die zwischen den steil abfallenden Fbnken und dem Zwc entlichen flach verlaufenden Te. der Durch-Skurve entstehenden Kanten durch d.c Schaffung eines dektromcchanischcn Filters mit zum IeH .\ctriktivem Material abzuschneiden. Dabei SHSAusgegangen, daß ein Dämpfen des Filters in einem solchen Umfang, daß ein weich /gerundeter Kurvenverlauf im Durch aßbere.ch entsteht nicht zu dem gewünschten Erfolg fuhrt. 6. Mit diesen bekannten Bandfiltern ist es auch tatsächlich nicht möglich, die auf unerwünschte mpulssienale zurückführbaren Störungen auszublenden.

Es ist auch bereits bekannt zum Aufbau von

Filtern piezoelektrische Elemente zu benutzen

(US-PS 2459 019 und DT-PS 742179)^ und der-

artige piezoelektrische Elemente über KC-Gheder

miteinander zu verkoppeln.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde,

3 4

eine Quarzfilter-Schaltung zu schaffen, mit der die einem beliebigen Frequenzbereich arbeiten, der sich Auswirkungen von Fremdimpulsen unter Beibehal- für einen beweglichen Einsatz eignet. Das am Austung der ursprünglichen Frequenzdämpfungs-Charak- gang der Eingangsschaltung 10 anliegende Signal teristik außerhalb des Durchlaßbereiches für beliebige wird über einen Widerstand 12 und ein Induktivitäts-Filtertypen weitgehendst eingeschränkt werden kann. 5 element 21 eingeprägt. Dieses von der Eingangs-Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- schaltung 10 her zugeführte ZF-Signal enthält Nutzlöst, daß die die beiden Quarzresonator koppelnde signale innerhalb eines bestimmten Frequenzberei-WC-Schaltung derart dimensioniert ist, daß sich die ches und darüber hinaus Störsignale oberhalb und : Rundung der Durch!aßkurve der Filterschaltung unterhalb dieses Frequenzbereiches. Die erfindungs- _;: möglichst einer Kurvenform annähert, die der m gemäß aufgebaute Quarzfilter-Schaltung hat nunmehr Gaußschen Fehlerverteilungskurve entspricht. die Aufgabe, die Nutzsignale innerhalb des Frequenz-Bei einem nach den Merkmalen der Erfindung auf- bereiches auszuwählen. Hierzu ist ein Paar von gebauten Bandfilter läßt sich durch die geeignete Resonatoren 14 und 16 mit einer zwischengeschal-Dimensionierung der d<e Quarzresonatoren koppeln- teten WC-Schaltuug 15 in den Signalweg zwischen ; den WC-Glieder die Gaußsche Fehlerverteilungs- 15 die Eingangsschaltung 10 und eine Verstärker-.; kurve so weit annähern, daß auf unerwünschte Schaltung 18 eingeschleift. Die Resonatoren 14 und ; Impulssignale zurückführbare Störungen in vorteil- 16 können Quarzkristallplättchen oder solche aus j hafter Weise ausgeblendet werden. Für den Aufbau einem piezoelektrischen Material anderer Art, wie ( des Bandfilters können in Abhängigkeit von der ge- ζ. B. aus Keramik, enthalten. Die Resonatoren werj wählten Konstruktion die Resonanzflächen jedes der 20 den hierbei durch ihre Ersatzschaltung dargestellt doppelt gekoppelten Quarzresonaioren auf der glei- und besitzen vorzugsweise el.; Form von doppelt chen oder einer geringfügig voneinander abweichen- gekoppelten monolithischen Quan_filtereiementen.
den Frequenz liegen, wobei jedoch in jedem Fall die Die Ersatzschaltung des Quarzresonators 14 eni-Frequenz des Netzwerkes, mit dem jede Resonanz- hält eine Eingangskapazität C₁, die die Elektrodenfläche verbunden ist, die gleiche ist, wodurch der 25 kapazität enthalten kann und die durch die Fremdgewünschte, verhältnismäßig schmale und genau induktivität 21 nebengeschlossen wird, deren Wert festgelegte Durchlaßbereich gegeben ist. derart bemessen ist, daß die Eingangskapazität C₁ Für die WC-Schaltung wird eine .-r-Schaltung ge- voll ausgekoppelt wird. Die Reihenkondensatoren C., ! maß weiterer Ausgestaltungen der Erfindung ver- und C₃ sowie die Reihenindukti"itäten L₁ und £.., er-ί wendet, womit es möglich ist, die unerwünschten 30 möglichen einen Signalverlauf durch das Filter- und auf Fremdsignale zurückführbarc kurzzeitigen element, wobei die Induktivität £.., die effektive ;■ Störimpulse weitgehendst zu dämpfen und auszu- Nebenschlußinduktivität bildet. Eine Ausgangsj blenden. kapazität C₄ enthält ebenfalls eine Elektrodenj Die Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben kapazität. In ähnlicher Weise ist die Ersatzschaltung

• sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von 35 des Quarzresonators 16 mit einer Vielzahl von j Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den An- Induktivitäten und Kondensatoren in praktisch glei-■ Sprüchen und der Zeichnung. Es zeigt eher Form dargestellt und mit del. gleichen Bezugs-[ Fig. 1 eine schematische Darstellung der Ersatz- zeichen wie das Element 14 bezeichnet, im Interesse j schaltung einer ertindungsgemäß aufgebauten Quarz- eines symmetrischen Aufbaus sind die Elemente in filter-Schaltung, 40 umgekehrter Reihenfolge dargestellt. Der Ausgang Fig. 2 die Durchlaßbereichs-Kurve. des Filters des Quarzresonators 16 wird über eine Fremdindukgemäß Fig. 1, tivität 35 nebengeschlossen, die die Kapazität C₁ aus-

F i g. 3 und 4 die Impuls-Kennlinien der Filter koppelt. Das über die in dieser Form aufgebaute

jeweils vorher und nachdem die Kennlinie des Quarzfilter-Schaltung übertragene Signa! wird an die

• Durchlaßbereiches einer Gaußschen Kurve ange- 45 Last 42 angelegt, bei der es sich um die Eingangs- \ nähert wurde und impedanz des Verstärkers 18 handeln kann.

Fig. 5, 6, 7 und 8 die einzelnen erfindungsgemäß Entsprechend den wesentlichsten Merkmalen der

möglichen Quarzfilter-Schaltungen. Erfindung wird die Widerstandsschaltung 16 hier als

j In den Zeichnungen sind vergleichbare oder Vicrpolkreuzglied-Schaltung dargestellt, die zwischen

; gleiche Teile der einzelnen Figuren mit gleichen 50 den Ausgang des Quarzresonators 14 und den Ein-

! Bezugszeichen versehen. Darüber hinaus sind die 'jang des Quarzresonator 16 gekoppelt ist. Diese

[ einzelnen Ausführungsformen der Bandfilter-Schal- Vierpolkreuzglied-Schaluing umfaßt die Widerstände

tung als zwischen eine Empfänger-Eingangsschaltung W₁. W.„ W., und W₁. die in der Darstellung jeweils

10 und einen Verstärker geschaltet dargestellt, wo- durch einen zugeordneten Kondensator C,,. C_1n, C₁₁

bei zu bemerken ist, daß auch jede andere übliche 55 und C₁., nebengeschlossen sind. Ausgehend von die-

Schaltungsanordnung verwendet werden kann. In scr Vicrpolkrcuzglicd-Schaltung. kann irgendeine der

F i g. 1 wird eine schematische Darstellung der vielen möglichen WC-Schaitungcn durch Änderung

Ersatzschaltung einer ertindungsgemäß aufgebauten der Werte bzw. durch Herausnahme bestimmter

Bandfilter-Schaltung dargestellt, und zwar im Zu- Widerstände und/oder Kondensatoren gebildet wersammenhang mit doppelt gekoppelten Resonatoren 60 den. Lediglich durch Änderung de»' entsprechenden

und einer Kreuzglied-Widerstandsschaltung, die mit Werte der Bauelemente, die die Vierpolkreuzglied-

den Resonatoren zusammengeschaltet ist. Hierbei Schaltung 15 bilden, kann somit eine Reihcnwider-

licfcrt die Eingangsschaltung 10 eines FM-Empfän- stands-Koppclschaltung, eine .7-Schaltung, eine

gcrs, der mit einem HF-Verstärker, einem Über- /-.-Schaltung oder eine aus einer Kombination entlagerungsoszillator und einem Mischer verbunden 65 stehende Schaltung gebildet werden. Neben den ge-

sein kann, eine ZF-Frequenz am Ausgang, die auf nannten ergeben sich noch weitere Aufbaumöglich-

die erfindungsgemälJ aufgebaute Quarzfilter-Schal- keiten auf der Grundlage dieser Vierpolkreuzglied-

tung übertragen wird. Der FM-Empfänger kann auf Schaltung.

5 6

Erfindungsgemäß werden die Widerstandswerte, berciches der betreffenden Filter-Schaltung liegt. Wie unabhängig vom Typ der aus der Vierpolkreuzglied- bereits vorher erwähnt, kann das ZF-Signal Anteile Schaltung gebildeten Schaltung, in der Form gewählt. aufweisen, die oberhalb und unterhalb der gewünschdaß sich die Form der Leistungskurve der Bandfilter- ten Bandfrequenz liegen. Um sicherzustellen, daß Schaltung ändert, und zwar einer Gaußschen Fehler- 5 sämtliche Frequenzen, die außerhalb der gcwünschverteilungskurve innerhalb des Durchlaßbereiches ten Bandbreite liegen, ausgeblendet werden, umfaßt annähert. Beispielsweise ergibt ein Paar monolithi- die Bandfilter-Schaltung ein Paar monolithischer scher Quarzresonatoren des dargestellten Typs und Quarzresonatoren 14 und 16 sowie einen einzelnen in direkter Reihenverbindung eine Ubertragungs- Widerstand 32 und besitzt die Eigenschaft, eine kurve der Form wie diese im gestrichelten Teil 17 ο ίο Signalauswahl zu treffen, bevor die ausgewählten der Kurve 17 in Fig. 2 dargestellt wurde. Die ver- Signale in einer Verstärkerschaltung 18 verstärkt haUnismäßig scharfen bzw. schroffen Krümmungen werden

am unteren Ende der Kurve zeigen eine im wesent- Innerhalb der in F i g. 5 gezeigten Anwendungs-

lichen gleichbleibende Mindestdämpfung für Frc- form wird das ZF-Signal über einen Widerstand 12 quenzen in dem Bandbereich, der oberhalb und 15 einem Kondensator 20 und einem Induktivitätsunterhalb der Mittenfrequenz liegt und darüber element 22 zugeführt, die einen abgestimmten Kreis hinaus maximale Dämpfungswerte für sämtliche bilden. Ein Anschluß 22a des Induktivitätselements Frequenzen außerhalb dieser Werte. Diese beson- 22 ist über ein zweites Induktivitätselement 24 mit deren Merkmale führen als Ergebnis impulsartiger dem ersten Quarzresonator 14 gekoppelt. Bei den Signale zu Störerscheinungen am Ausgang der Filter, ao Parallclkondensatoren 26 und 28 kann es sich um Diese Erscheinungen sind in F i g. 3 durch einen getrennte Bauelemente handeln, wobei diese jedoch Impuls dargestellt, der eine Reihe von Keulen bildet, auch als innere Kapazität zwischen den Elektroden die im allgemeinen mit dem Bezugszeichen 19 belegt des Quarzresonators 14 auftreten können, wie z. B. sind und im Laufe der Zeit in ihrer Amplitude ab- als Kapazität C₁ in F i g. 1. In diesem Falle wird der nehmen, wobei die Störeffekte innerhalb jeder Keule ?s Wert dieser Kapazität durch die Kennwerte des jebei oder in Nähe der Mittenfrequenz des Quarzfilters weils verwendeten Quarzresonator bestimmt. Der auftreten. Infolge des wiederholten Auftretens dieser Quarzresonator 14 besteht vorzugsweise aus einem Impulse und dem hieraus entstehenden Übergangs- einzelnen flachen oder gewölbten Kristallkörper mit signal sind Störanteile bei der Tonfrequenzwieder- diffundierten oder aufgedampften Elektroden. Der gäbe des Empfängers wahrnehmbar und können zu 30 Kristallkörper besitzt zwei Elektrodenpaare, und einer beträchtlichen Geräuschstörung führen. zwar derart, daß die Resonanzfläche jedes Quarz-

Demgegenüber wurde festgestellt, daß bei ent- resonators durch den Teil gebildet wird, der zwisprechender Auslegung der Widerstands-Schaltung sehen den gegenüberliegenden Anschlüssen liegt. Sozwischen den Quarzresonatoren 14 und 16 die Über- mit besitzt beispielsweise der Quarzresonator 14 tragungskurve (Fig. 2) der Filterschaltung in der 35 einen Eingangsanschluß 14a für den Empfang von durch das Bezugszeichen 17 b angegebenen Form in Signalen und einen Ausgangsanschluß 14 b zur Überder Weise beeinflußt werden kann, daß eine trar-.'ng von Signalen der gewünschten ZF-Frequenz. Gaußsche Fehlerverteilungskurve entsteht, die auf Die Anschlüsse auf der gegenüberliegenden Seite des beiden Seiten Ηργ senkrecht verlaufenden Achse Kristallkörpers werden zusammengeführt und über symmetrisch ist. Eine solche Änderung des Verlaufes 40 eine Leitung 30 an ein Hezugspntential, z. B. Erdder Übertragungskurve der Filterschaltung führt, wie potential, geführt. Die Signale werden über den in F i g. 4 dargestellt, zu einer wesentlichen Ver- Kristallkörper oder das Plättchen von dem einen ringerung der Amplitude jedes Impulses. Somit wird Resonanzteil geleitet, und zwar, wie in F i g. 1 darauch der hörbare Geräuschanteil am Ausgang des gestellt, durch das Zusammenwirken von Induktanz Empfängers herabgesetzt. Diese Veränderung wird 45 und Kapazität.

in Diagrammform durch eine einzelne Störkeule 21 Ein Widerstand 32 ist zwischen den Ausgang des

dargestellt, dei unmittelbar eine stark gedämpfte Quarzresonators 14 und den Eingang des Quarz-Keule folgt, wonach im wesentlichen keine Stör- resonators 16 gekoppelt, wobei die Anschlüsse des wirkung zu beobachten ist. Dieser Einzelimpuls 21 Widerstandes 32 mit den Parallelkondensatoren ist von verhältnismäßig kurzer Dauer und praktisch 5° und 34 verbunden sind. Die Parallelkondensatoren unhörbar, wenn dieser mit den vorher in Fig. 3 dar- 28 und 34 bewirken hierbei die eigentliche Signalgestellten Impulse verglichen wird. kopplung zwischen den Resonatoren 14 und 16. AnWerden die Quarzresonatoren 14 und 16 durch schließend wird das Signal an den EmgangsanschluG doppelt gekoppelte monolithische Kristall-Anord- 16 ο des Quarzresonators 16 übertragen und am Ausnungen gebildet, so können die Resonanzflächen auf 55 gangsanschluß 16 & in der gleichen Weise wie für der dem Quarzkristall in der Form gewählt werden, daß Quarzresonator 14 beschrieben empfangen. Hierbe eine Resonanz bei leicht veränderten Frequenzen wird darauf hingewiesen, daß es sich bei dem einzel auftritt, um Änderungen auszugleichen, die auf Ein- nen Widerstand 32 um eine aus der in F i g. 1 gangskapazitäts- oder Induktivitätswerte der hiermit gezeigten Vierpolkreuzglied-Schaltung abgeleitetci verbundenen Schaltung zurückzuführen sind. Ob- 60 Schaltung handelt.

wohl durch die Konstruktion des Filters bedingt, die Das in dieser Bandfilter-Schaltung umgesetzt

Resonanzfrequenz der Resonanzflächen leicht ab- Signal wird von hier aus in einem Induktivitäts weichen kann, bleiben die Resonanzfrequenzen der element 36, einem Paar in Reihe verbundenen Kon mit der Schaltung verbundenen Netze die gleichen. densatoren 38 und 40 und über einen Widerstand 4'. F i g. 5 zeigt eine spezifische Ausführungsform der 65 weiterverarbeitet, der nur über den Kondensator 4i Erfindung und wiederum die Eingangsschaltung 10 angeschlossen ist. Anschließend wird das Signal a: eines FM-Empfängers, der ein ZF-Signal liefert, das den Verstärker 18 übertragen und von hier aus eine im allgemeinen innerhalb des Frequenz-Durchlaß- nicht dargestellten Demodulator- bzw. Diskriminatoj

Io

Schaltung zugeführt. Auch hier kann es sich bei dem schwinger übertragen werden, die auf einem einzigen

Kondensator 34 um die eigene Kapazität der Ein- Quarzplättchen mehr als zwei gekoppelte Resona-

gangsanschlüsse des Quarzresonators 16 handeln. toren aufweisen.

Die erfindungsgemäß aufgebaute Schaltung verringert F i g. 6 zeigt eine weitere Schaltungsanordnung, die Ansprechfähigkeit der Quarzresonatoren 14 und 5 bei der einige Änderungen vorgenommen wurden. 16 gegenüber Störimpulsen, wobei die eigene Fre- Hier ist der Quarzresonator 14 mit einem Kondenquenzdämpiung beibehalten wird. Im Grunde ge- sator 44 und der Quarzresonator 16 mit einem Konnommen enthält die beschriebene Schaltung Vor- densator 46 nebengeschlossen. Der Einsatz dieser richtungen, die eine Bandpaß-Kennlinie dnes belie- Kondensatoren führt zu einer Versteilerung der Flanbigen Filters (Butterworth-, Tschebyscheff-, Le- io ken der Resonanzkurve. Ein Oszillatorschwingkreis gendre-System, Wellenparameter usw.) einer Gauß- 48 ist mit dem Ausgang des Quarzresonators 16 verschen Fehlerverteilungskurve für jeden normalerweise bunden und über einen festen Widerstand 50 nebenerforderlichen Bandpaß-Dämpfungspegel anpassen. geschlossen. Bei dieser Anwendungsform wird die Diese Eigenschaft wird durch das Widerstandsnetz- Widerstandsschaltung zwischen den beiden Quarzwerk hervorgerufen, das eine Anpassungsschaltung 15 resonatoren 14 und 16 durch eine L-Schaltung gedarstellt und zwischen den Quarzresonatoren 14 und bildet, die einen ersten Widerstand S2 und einen 16 liegt, wobei gleichzeitig die ursprünglichen Fre- zweiten Widerstand 54 umfaßt, deren Werte in der quenzdämpfungs-Werte im Sperrbereich, die Gleich- Form gewählt wurden, daß sich die gewiinsche Änmäßigkeit der Frequenzdämpfung um die Mitten- derung der Durchlaßkurve ergibt, frequenz und die dem ursprünglichen Entwurf züge- ao Bezugnehmend auf F i g. 7, ist hier eine weitere ordneten Kettenleiter-Frequenzen erhalten bleiben. erfindungsgemäße Anwendungsform dargestellt. Hier Der Aufbau der Filterschaltung wurde im Hinblick wird das Signal von der Eingangsschaltung 10 über auf die Annäherung der gewünschten Frequenzband- eine Drosselschaltung mit einer Induktivität 56 und eigenschaften gewählt, wobei gegebenenfalls eine einem Kondensator 58 geführt. Das Signal wird an-Welligkeit im Durchlaßbereich oder gegeneinander as schließend über einen Kondensator 60 auf eine zweite verstimmte Kristallfrequenzen auftreten können. Der Drosselschaltung gekoppelt, die eine Induktivität 61 Durchlaßbereich wird anfänglich breiter ausgelegt, und einen Kondensator 62 umfaßt. Die Filterwirkung da die Ausformung der Spitze der Durchlaßkurve zur wird hier von einem Quarzresonator 64 übernommen, Verringerung der Impulsresonanz eine entsprechende der mit einem Querkondensator 65 zwischen den geAbnahme der Bandbreite zur Folge hat, so daß sich 30 trennten Resonan?teilen des Körpers ausgerüstet ist. schließlich die erforderliche Bandbreite ergibt. Die Die Ausgangsseite des Quarzresonators 64 ist mit neutrale Einführung der Widerstands-Schaltung zwi- einem Widerstand 67 nebengeschlossen, der an der sehen die entsprechenden Quarzresonatoren 14 und Bildung der Gaußschen Fehlerverteilungskurve mit 16 kann zu einer Verschiebung einiger Polungs- beteiligt ist. Bei dieser Anwendungsform ist die Einfrequenzen und/oder einer Unsymmetrie in der Fre- 35 gangsseite eines zweiten Kristallelements 68 mit quenzdämpfungskurve gegenüber den ursprünglichen einem festen Widerstand 69 verbunden, der ebenfalls Kristallfilterelementen führen. Diese Wirkung kann an der Bildung der Gaußschen Fehlerverteilungsdann ein starkes Diskriminator-Ausgangssigr.al zur kurve beteiligt ist. Ein zweiter Festwiderstand 71 ist Folge haben, wenn die Filter-Diskriminator-Kombi- in Reihe mit der Ausgangsseite des Elements 68 genation impulsartig Eingangssignalen ausgesetzt wird. 40 schaltet, wobei in diesem Falle die unteren An-Dies ist unerwünscht. Aus diesem Grunde wird von Schlüsse des Quarzresonators nicht zusammengeder Widerstandskoppelschaltung gefordert, daß sie führt werden. Das ZF-Signal wird über das Kristall-Auswirkungen dieser Art verhindert, d. h. zu einer element 68 gekoppelt, über einen Widerstand 72 symmetrischen Gaußschen Fehlerverteilungskurven- geführt und von hier aus an einen Quarzresonator 73 charakteristik führt. 45 übertragen, dem ein Kondensator 74 nebengeschlos-

Darüber hinaus verringert der Widerstand 32 eine sen ist. Das Signal wird nunmehr auf eine Drosselandere Aufbauform der Widerstandsschaltung 15 der schaltung übertragen, die aus einer Induktivität 76 Fig. 1 den Gütefaktor »Q« der zugeordneten Quarz- und einem Kondensator 77 am Ausgang der Filterresonatoren 14 und 16, woraus sich eine nicht so schaltung gebildet wird. Das auf diese Weise verempfindliche Filteranordnung ergibt, da diese An- 50 arbeitete ZF-Signal wird nunmehr mit dem Verderungen des Belastungswiderstandes weniger stark stärker 18 über einen Kopplungskondensator 78 zuanspricht So wird etwa eine Änderung von plus geführt. Innerhalb dieser Anwendungsform umfaßt oder minus 50% gegenüber dem normalen Wider- die an der Bildung der Gaußschen Fehlerverteilungsstandswert ohne nennenswerte Durchlaßbereichs- kurve beteiligte Widerstandsschaltung die WiderBeeinflussung oder ohne ausgeprägte Unsymmetrie 55 stände 67, 69, 71 und 72, die den Kristallelementen der Frequenzdämpfungskurve aufgenommen, die 64, 68 und 73 zugeordnet sind. Auch hier handelt es andernfalls auftreten würde, wenn der Gütefaktor sich bei jedem Kristallelement um einen doppell »Q« der Quarzresonatoren 14 und 16 auf seinem gekoppelten Resonator der in den F i g. 5 und 6 benormalerweise hohen Wert, z. B. in der Größen- schriebenen Form. Ordnung von 20000 gehalten würde. 60 In Fig. 8 wird noch eine wehere erfindungs-

Die RC-Schaltung bildet einen festen Bestandteil gemäße Anwendungsform beschrieben. In diesen

der Kristallfilterkonstruktion und kann entweder Falle wird von der Eingangsschaltung aus das ZF

außerhalb der Kristallelemente oder einstückig mit Signal an eine Drosselschaltung übertragen, die ein«

Öem Kristallelement auf dem Kristallplättchen aus- Induktivität 80 und der da zu parallelgeschaltetei

gebildet sein. DarübeT hinaus kann die Schaltung 65 Reihenschaltung zweier Kondensatoren 81 und %\

a".ch als Dünnschicht- oder Dickschicht-Schaltung sowie einen Widerstand 79 umfaßt. Ein erster Quarz

auf ein Quarzsubstrat aufgebracht werden. Der resonator 83 läßt das gewünschte ZF-Signal durcl

Kristallfilteraufbau kann auch auf gekoppelte Quarz- und wird mit einem Kondensator 84 nebengeschlos

sen. Mit der Ausgangsseite des Quarzresonators 83 ist ein Widerstand 86 in Reihe geschaltet. Ein zweiter Quarzresonator 87 empfängt die ZF-Signale, wobei diesem ein Festwiderstand 88 zugeordnet ist, der in Reihe mit der Eingangsseite liegt. Innerhalb dieser Anwendungsform ist ein Widerstand 89 in Parallelschaltung mit den beiden Quarzresonatoren und ihren zugehörigen und in Reihe geschalteten Widerständen 86 und 88 gekoppelt. Zur Herstellung dieser Parallelschaltung ist der Widerstand 89 über eine Leitung 91 mit den Quarzresoiiatoren 83 und 87 verbunden, wodurch zusammen mit den in Reihe geschalteten Widerständen 86 und 88 die Annäherung der gewünschten Gaußschen Fehlerverteilungskurve erfolgt. Das Signal wird darüber hinaus über einen Querkondensator 90 auf eine Induktivität 92 und einen Kondensator 93 gekoppelt. Das ZF-Signal wird schließlich einem Verstärker 18 über einen Kopplungskondensator 94 zugeführt.

Die Mittenfrequenz des hier beschriebenen Bandfilters kann jeden gewünschten Wert besitzen, wobei vorzugsweise Frequenzen von 5,26 MHz und 11,7 MHz vorgesehen sind. Handelt es sich um einen 11,7-MHz-Filter, so liegt der Durchlaßkurventeil 17& der Fig. 2 zwischen etwa 5,5 und 6 kHz oberhalb und unterhalb der Mittenfrequenz um etwa 6 db niedriger und bei 26 kHz oberhalb und unterhalb der Mitten frequenz um etwa 110 db niedriger.

Beispielsweise können bei der für 5,26 MHz ausgelegten Filterschaltung die Quarzresonatoren auf verschiedenen Frequenzen arbeiten. Bei der für 11,7MHz ausgelegten Filterschaltung können die Quarzresonatoren auf der gleichen Frequenz arbeiten; in jedem Falle wird jedoch die Durchlaßkurve durch den entsprechenden Wert der KC-Schaltung in der Form geändert, daß sich letztere einer Gaußschcn Fehlerverteilungskurve annähert.

Die folgenden beispielhaften Werte sind unter Verwendung der beiden genannten Frequenzen für die in Fig. 1 gezeigte Ersatzschaltung typisch:

	Werte für	Werte für
	5.26MHz	11,7MHz
Induktivität L_x ....	0,066 H	0,025 H
Induktivität L₂ ....	13OuH	5OuH
Induktivität L₁	0,066 H	0.025 H
Induktivität 2t	200 [iH	60 μΗ
Induktivität 35	200 μΗ	60 μΗ
Kondensator C₁ ...	4,OpF	3,OpF
Kondensator C, ...	0,014 pF	0,007 pF
Kondensator C₃ ...	0,014 pF	0,007 pF
Kondensator C₁ ...	4,OpF	3,OpF
Kondensator C₉ ...	1,OpF	1,OpF
Kondensator C₁₀ ...	1,OpF	1,OpF
Kondensator C₁₁ ...	1,OpF	1,OpF
Kondenstor C₁., ...	1,OpF	1,OpF
Widerstand R₁ '	1,5 Kiloohm	330 Ohm
Widerstand R_±	33,0 Kiloohm	l8,0KiloohjV.
Widerstand A₃	33,0 Kiloohm	18,0 Kiloohm
Widerstand R_t	1,5 Kiloohm	3j0 Ohm
Widerstand A₁₂	!,OKHoohm	1,0 Kiloohm
Widerstand 42	5,6 Kiloohni	3,3 Kiloohm

ermöglichen, daß alle Nebenschlußelemente mit einem einzigen Bezugs- bzw. Erdpotential verbunden werden können. In einem solchen Falle ist der Wert des Widerstandes A₁ zu verdoppeln.
F i g. 9 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Anwendungsform, die sich durch hohe Wirksamkeit auszeichnet. Die Signale der Eingangsschaltung 10 werden an einem Widerstand 112 wirksam, wobei diese Signale im allgemeinen innerhalb eines durch

ίο die Durchlaßbreite festgelegten Frequenzbereiches liegen. Um Signale ausblenden zu können, deren Frequenzen außerhalb der jeweiligen Durchlaßbreite des Empfängers liegen, sind zwei monolithische Quarzresonatorschuitungen 114 und 116 vorgesehen, die die

Signalinformation an Verstärker weitergeben die mit den Bezugszeichen 118 und 120 bezeichnet sind.

Die monolithischen Quarzresonatorschaltungen 114 und 116 umfassen Resonatoren, die an Stelle gegeneinander verstimmter und nahe beieinanderliegender

ao Frequenzen vorzugsweise auf übereinstimmende Mittenfrequenzen abgestimmt sind. Somit haben die beiden Resonatoren 122 und 124 innerhalb der Schaltung 114 die gleichen Mittenfrequenzen und sind über eine .-r-Schaltung gekoppelt, die aus einem

»5 Serienwiderstand und zwei Nebenschlußwiderständen 128 und 130 besteht. Vorzugsweise liegt jedem Widerstand 128 bzw. 130 ein Kondensator 132 bzw. 134 parallel. Der Wert des Widerstandes 126 wurde zusammen mit denen der Widerstände 128 und 130

in der Form gewählt, daß sich hieraus eine maximale Signalkopplung zwischen dem Ausgang des Resonators 122 und dem Eingang des Resonators 124 ergibt, wöbe, unerwünschte Störeffektc, die auf in die Fahrschaltung eindringende Fremdimpulse zurück-

zufuhren Mnd. weitgehendst ausgeblendet werden. Hierbei handelt es sich um ein oft bei beweglichen hunkausrustungen auftretendes Problem, bei dem die durch Zündfunken erzeugte e.ektromagnetische tnergie Storimpulse im Empfänger auftreten lassen

kann. ^b

Die Eingangsseite des Resonators 122 ist mit dem Belastungswiderstand 112 über einen Koppelkondensator 136 verbunden, der seinerseits über eine Induktivität 138 an Massepotrntial liegt. Die Werte de?

Koppelkondensators 136 und der Induktivität 138 sind derart gewählt, daß sich eine Impedanzanpassung zwischen der Eingangsschaltung 10 und dem tingang des Resonators 122 ergibt. Darüber hinaus

< If-WI^J^{ders:and 14}O vorzugsweise mit der Induk-

tivitat 138 parallel geschaltet

Um die Steilheit der durch die Filterschaltung ir fr ig. 9 erreichten Durchlaßkurve zu erhöhen, ist ein Kondensator 142 zwischen die Eingangs- und Ausgangsseue des Resonators 122 eingeschleift. Soferr

gewünscht, kann der Kondensator 142 auch zum b.ngang und Ausgang des Quarzresonators 124 parallel geschaltet sein.

Um eine Anpassung der Ausgangsimpedanz de? ^ S ?^{an die} _n ^Eing^an_gsim_P?d_an^Pz des Ver ^uste"en wird ei Klkonden

6ο

65

Es kann erwünscht sein, den Widerstand A₄ und den Kondensator C₁₂ herauszunehmen, um somit zu ?h^{n die} _n ^Eing^an_gsim_P?d_anz des Ver 1. ^S1.^cherzuste"en. wird ein Koppelkondenif^stimmten Wertes mit einem Ende eine. ! J^e,^rbunden' ^die gegenüber dem Konden-I-I-⁶J*¹¹'^{8118 einen} bestimmten Wert hat, wo- !? ^W^^{rstand 148} m Parallelschaltung mit dei ?H^{146 verb}«nden ist Der eine Anschluß Kondensators 150 ist m·' einem Kondensat

^ ^{Endc an MaSse P}°

11 12

Die Koppelschaltung, die aus den Widerständen Wertes in Kombination mit einer Induktivität 180

126, 128 und 130 sowie den Kondensatoren 132 und angepaßt, die ihrerseits mit dem Widerstand 182

134 besteht, bildet zusammen mit der verbesserten parallel geschaltet ist. Ein Ende eines Kondensators

Eingangsimpedanz-Anpassungsschaltung des Kon- 184 ist mit dem Kondensator 178 und das andere

densators 136, der Induktivität 138 und der Aus- 5 Ende mit Massepotential verbunden. Der Ausgang

gangsimpedanz-Anpassungsschaltung des Kondensa- der Verstärkerstufe 120 kann einer Diskriminator-

tors 144 und der Induktivität 146 eine sehr genau und Tonverstärker-Schaltung zugeführt werden,

definierte und mit hoher Trennschärfe arbeitende Die Mittenfrequenz der in Fig. 9 dargestellten

Bandfilter-Schaltung, die weder durch äußere Stör- Bandfilter-Schaltung beträgt vorzugsweise 21,7MHz

impulse noch durch Änderungen der reflektierten io und ist zwischen etwa 5,5 und 6 kHz oberhalb und

Impedanz stark beeinflußt wird. Somit vermeidet die unterhalb der Mittenfrequenz von 11,7 MHz um

Koppelschaltung unerwünschtes Anschwingen des etwa 6 db niedriger und bei 26 kHz oberhalb und

Filters, wobei die Impedanzänderung am Eingang unterhalb der Mittenfrequenz von 11,7 MHz um

des Verstärkers 118 in der Größenordnung von 3 :1 etwa 110 db niedriger.

oder darüber liegen kann, während die reflektierte 15 Wie bereits vorher erwähnt, handelt es sich bei Impedanz zum Resonator 124 stark gedämpft wird, den Resonatoren 122, 124, 152 und 164 um mono- und zwar infolge der neuen Kombination von lithische Schaltungen, die vorzugsweise die gleiche Elementen und Schaltungsanordnungen, die die Mittenfrequenz und die gleichen Aufbaumerkmale Impedanzanpassungs-Schaltung aus den Kondensa- aufweisen. Die elektrischen Kennwerte der Resonatoren 144 und ISO, der Induktivität 146 und dem 20 toren bewirken, daß die Eingangs- und Ausgangs-Widerstand 148 umfassen. Diese Schaltung setzt Serienkapazität bei 0,0066 pF liegt, der Serienwider beispielsweise die übliche 3:1-Änderung auf eine stand etwa 50 Ohm und die Serieninduktivität etwa solche von annähernd 20 zu 30⁰O herab oder bewirkt 28 Millihenry beträgt. Darüber hinaus lassen diese eine etwa zehnfache Verringerung. Kennwerte eine Querinduktivität von etwa 25,15 Mi-

Der Ausgang des Verstärkers 118 ist mit dem Ein- 25 krohenry entstehen. Wie aus F i g. 9 ersichtlich, begang eines Resonators 152 über eine Leitung 154 steht der Resonator 122 aus einem Quarzkristall 123 und eine nachfolgende Impedanzanpassungs-Schal- oder einem vergleichbaren Material. Dieser Quarztung verbunden, die einen Kondensator 156, ein kristall 123 hat etwa einen Durchmesser von 10,3 mm Induktivitätselement 158, einen Widerstand 160 und und eine Stärke zwischen 0,12 und 0,25 mm, die einen weiteren Kondensator 162 umfaßt, von dem 30 mehr oder weniger von der zu wählenden Mittenein Anschluß mit dem Kondensator 156 und der frequenz abhängt. Ein erstes Paar von Kontaktandere Anschluß mit Massepotential verbunden ist. elektroden 123 a und 123 ft ist auf gegenüberliegen-

Auch in diesem Falle ergibt sich eine .τ-Schaltung den Oberflächenteilen des Quarzkristalls 123 ausgefür die Kopplung des Ausgangs des Resonators 152 bildet, während ein zweites Paar von Kontaktelektromit dem Eingang des Resonators 164. Diese Koppel- 35 den 123 c und 123 d auf angrenzenden und gcgenschaltung umfaßt einen Serienwiderstand 166, zu- überliegenden Oberflächenteilen angeordnet ist. In sammen mit zwei Querwiderständen 168 und 170 Anbetracht der speziellen Frequenz kann der Abauf jeder Seite des Widerstandes 166 und zwei Quer- stand zwischen dem ersten und zweiten Kontaktkondensatoren 172 und 174. Die Koppelschaltung elektroden-Paar etwa 0,65 mm betragen, wobei die zwischen den Resonatoren 152 und 164 entspricht 40 Kontaktelektroden selbst quadratisch ausgebildet vorzugsweise der zwischen den Resonatoren 122 und sind und eine Fläche von etwa 1,05 mm² bedecken. 124. Darüber hinaus stimmt die Mittenfrequenz der Beschrieben wurde ein einfaches Kristallbandfilter, Resonatoren 152 und 164 überein, wobei es sich um bei dem eine RC-Schaltung zwischen monolithische die gleiche wie die der Resonatoren 122 und 124 Ouarzresonatoren geschaltet ist und die Kennwerte handelt. Ein Kondensator 176 ist zwischen die Ein- 45 der Bauelemente in der Form gewählt sind, daß die gangs- und Ausgangsseite des Resonators 164 ein- Durchlaßkurve der Gaußschen Fehlervcrteilun^sgeschleift und erfüllt die gleiche Funktion wie der kurve weitgehendst angenähert wird. '--<e Zeit-Kondensator 142 des Quarzresonators 114. konstante gegenüber Fremdsignalen wird verringert,

Die Eingangsimpedanz der Verstärkerstufe 120 um auf diese Weise die Auswirkung von Störeffekten

wird mit einem Kondensator 178 eines bestimmten 50 oder anderen Signalen herabzusetzen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

aPichaltet ist und

mit

15

35

I, Bandfilter-Schaltung, insbesondere zur Unterdrückung von impulsförroigen Störsignalen bei mobilen Funkempfängern, mit zumindest zwei in Kaskade geschalteten und über RC-Glieder gekoppelten Quarzresonatoren, welche jeweils aus einem Quarzkristallplättchen mit unterteilten Elektroden bestehen, und jeweils das eine Elektrodenpaar der Eingangsseite und das andere Elektrodenpaar der Ausgangsseite des Quarzresonators zugeordnet ist, mit einem im Durchlaßbereich gerundeten Kurvenverlauf, dadurch gekennzeichnet, daß die die beiden Quarzresonatoren (14, 16) koppelnde Rt-Schaltung derart dimensioniert ist, daß sich die Rundung der Durchlaßkurve der Filterschaltung möglichst einer Kurvenform annähert, die der Gaußschen Fehlerverteilungskurve entspricht.
2. Bandfilter-S-haltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die WC-Schaltung als n-Schaltung mit einem Widerstand (32) im Längszweig und Kondensatoren (28, 34) in den Querzweigen aufgebaut ist.
3. Bandfilter-Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ftC-Schaltung als .-r-Schaltung mit einem Widerstand (54) im Längszweig und der Parallelschaltung eines Widerstandes (52) und eines Kondensators (28) im Querzweig au^f der Eingangsseite und einem Kondensator (34) auf der Ausgangsseite der .7-Schaltung aufgebaut ist.
4. Bandfilter-Schaltung nⁿ,ch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die /<C-Schaltung einen in Serie zum Elektrodcnpaar der Ausgangsseite des ersten Quarzresonators (83) geschalteten Widerstand (86) umfaßt.
5. Bandfilter-Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ftC-Schaltung einen in Serie zu dem Elektrodenpaar der Eingangsseite des zweiten Quarzresonators (87) geschalteten Widerstand (88) umfaßt.
6. Bandfilter-Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die KC-Schaltung einen zwischen die Ausgangsseite des ersten Quarzresonators (123) und die Eingangsseite des zweiten Quarzresonators (124) geschalteten Widerstand (126) umfaßt, daß ferner ein zweiter und ein dritter Widerstand (128, 130) an der einen bzw. der anderen Seite des ersten Widerstandes parallel zu dem Elektrodenpaar der Ausgangsscite des einen Quarzresonators bzw. parallel zu dem Elektrodcnpaar der Eingangsseite des zweiten Quarzresonators angeschlossen ist und daß parallel zu dem zweiten bzw. dem dritten Widerstand jeweils ein Kondensator (132, 134) vorgesehen ist.
7. Bandfilter-Schaltung nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das Elektrodenpaar der Eingangsseitc und das Elektrodenpaar der Ausgangsseite eines Quarzresonators jeweils ein Kondensator (44, 46, 65, 74, 84, 90, 142, 176) geschaltet ist.
8. Bandfiller-Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Quarzresonator vorhanden ist, dessen Elektrodcnpaar auf der Eingangsseitc in Serie zu einem Wider-

jung betrifft eine Bandfilter-Schaltung, • «sondere zur Unterdrückung von impulsformigen insbesondere zur Funkempfangern, mit zu-

Störs,gna η bet mob,.e_e ^ _und ^ _RC_

oAoooelten Quarzresonatoren, welche je-