DE3240255C1 - Kapazitiv abstimmbares Mehrkreisfilter - Google Patents

Description

• F i g. 2 zeigt die praktische Realisierung eines solchen Dreikreisfilters nach F i g. 1, und zwar ist sowohl für die kapazitive Abstimmung der Schwingkreise als auch für die kapazitive Kopplung zwischen den Schwingkreisen ein einziger Drehkondensator vorgesehen. Auf einer gemeinsamen Drehachse A, beispielsweise einer Keramikachse, sind elektrisch voneinander und auch gegenüber Masse isoliert drei Rotorpakete R 1, R 2 und R 3 befestigt, die zugehörigen Statorpakete S 1, S2 und S 3 sind ebenfalls elektrisch voneinander und gegenüber Masse isoliert auf einer schematisch angedeuteten isolierenden Basis B befestigt. Die jeweils zusammenwirkenden Rotoren und Statoren R 1/S1, R 2/S2 und R 3/S3 bilden jeweils die Drehkondensatoren C1, C2 und C3 der Schwingkreise. In benachbarten Schwingkreisen ist jeweils abwechselnd der Rotor bzw. der Stator dieser benachbarten Drehkondensatoren jeweils elektrisch mit dem Schwingkreishochpunkt H verbunden, d. h. in dem Ausführungsbeispiel ist der Stator S1 des ersten Schwingkreises mit dem Hochpunktende der Spule L 1 verbunden, im benachbarten Schwingkreis ist der Rotor R2 mit dem Hochpunkt der Spule L2 verbunden und beim dritten Schwingkreis ist wieder der Stator S3 mit dem Hochpunkt der Spule L 3 verbunden.
• F i g. 2 zeigt, daß bei dieser abwechselnden Anschaltung von Statoren und Rotoren benachbarter Schwingkreise automatisch zwischen diesen am Schwingkreishochpunkt H liegenden Abschnitten des Drehkondensators die Koppeldrehkondensatoren C4 und C5 entstehen, also zwischen der äußeren Platte des Stators S1 und der äußeren Platte des benachbarten Rotors R 2 die Koppelkapazität C4 und zwischen der benachbarten Platte des Rotors R2 und des daran anschließenden Stators 53 die Koppelkapazität C5. Es ist dann nur noch nötig, den Abstand dieser die Koppelkapazitäten C4 und C5 bildenden Rotor-Stator-Platten so zu wählen, daß in jeder Drehstellung der gemeinsamen Drehachse A jeweils der Kapazitätswert dieser Drehkondensatoren C4 und C5 ein konstanter Bruchteil von beispielsweise 1% des Kapazitätswertes des Schwingkreisdrehkondensators C1, C2 bzw. C3 ist.
• Dann ergibt sich automatisch der geforderte konstante kapazitive Kopplungsfaktor zwischen den Schwingkreisen. Die Rotoren R 1 und R 3 sowie der Stator 52 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils an das kalte Ende des Schwingkreises angeschlossen, liegen also an Masse M. Für größere Koppelkapazitätswerte von C4 und C5 könnten natürlich auch zusätzlich mehrere sich gegenüberstehende Platten der benachbarten Statoren und Rotoren vorgesehen sein.
• Für ein Vierkreisfilter ist es lediglich nötig, anschließend an den Rotor-Stator-Abschnitt R 3/S 3 einen weiteren Rotor-Stator-Abschnitt anzuschließen und die Kopplung zu wiederholen, wie sie im Zusammenhang mit dem ersten und zweiten Schwingkreis beschrieben ist. Auf diese Weise können auch noch Fünfkreisfilter oder Filter mit noch größerer Kreisanzahl einfach realisiert werden. Eine Frequenzbereichsumschaltung kann bei einer solchen Anordnung einfach durch entsprechendes Umschalten der Spulen L 1, L 2 und L 3 durchgeführt werden, eine Umschaltung der Koppelelemente ist nicht notwendig. Natürlich könnten in dem gezeigten Ausführungsbeispiel auch jeweils die Statoren und Rotoren vertauscht werden, also beispielsweise der Rotor R 1 an die Spule L 1, der Stator 52 an die Spule L2 und der Rotor R 3 wieder an die Spule L 3 angeschaltet sein. Wichtig ist nur, daß die benachbarten Platten der Schwingkreis-Drehkondensatorabschnitte des Mehrfachdrehkondensators, welche die Koppelkapazitäten bilden, elektrisch gesehen am Schwingkreishochpunkt Hliegen.
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Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Kapazitiv abstimmbares Mehrkreisfilter mit mindestens zwei jeweils aus einer Spule und einem Stator-Rotor-Abschnitt eines Mehrfachdrehkondensators bestehenden Schwingkreisen und mit einem zwischen diesen Schwingkreisen angeordneten und gemeinsam mit dem Mehrfachdrehkondensator abstimmbaren Koppeldrehkondensator, d a d u r c h gekennzeichnet, daß in benachbarten Schwingkreisen (L 1, C1; L2, C2; L3, C3) abwechselnd der Rotor (z. B. R 2) oder der Stator (z.B. S1, S3) des Mehrfachdrehkondensators jeweils elektrisch am Schwingkreishochpunkt (H) liegt und der Koppeldrehkondensator (C4, C5) durch die benachbarten abwechselnd am Schwingkreishochpunkt liegenden Rotor- und Statorabschnitte (z. B. R 2 und S1 bzw. R 2 und S3) dieses Mehrfachdrehkondensators gebildet sind.
2. 2. Mehrkreisfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils am Schwingkreishochpunkt (H) liegenden benachbarten Rotor- und Stator-Abschnitte (R 2, S 1, S3) des Mehrfachdrehkondensators mechanisch so ausgebildet sind, daß in jeder Drehwinkelstellung der Kapazitätswert zwischen den den Koppeldrehkondensator (C4, C5) bildenden Drehkondensatorabschnitten jeweils ein konstanter Bruchteil des Kapazitätswertes der Schwingkreis-Drehkondensatorabschnitte (C1, C2, C3) ist.
3. 3. Mehrkreisfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen benachbarten Rotor- und Stator-Abschnitte (R 1, R 2, R 3; S 1, S2, S3) des Mehrfachdrehkondensators jeweils elektrisch voneinander und gegen Masse (M) isoliert angeordnet sind.

   Die Erfindung betrifft ein kapazitiv abstimmbares Mehrkreisfilter laut Oberbegriff des Hauptanspruches.

   Es ist bekannt, Hochfrequenz-Mehrkreisfilter kapazitiv oder induktiv abzustimmen. In der Praxis wurde bisher überwiegend die kapazitive Abstimmung angewandt, bei welcher die benachbarten Induktivitäten der abstimmbaren Schwingkreise über gemeinsame Koppelinduktivitäten oder über getrennte Koppelwicklungen so verbunden sind, daß jeweils ein konstanter Koppelfaktor zwischen den Schwingkreisen besteht, der Induktivitätswert der Koppelinduktivität also immer ein konstanter Bruchteil der Schwingkreisinduktivität ist. Diese bisher hauptsächlich angewandte induktive Kopplung ist relativ aufwendig, vor allem bei höheren Frequenzen im Megahertzbereich, da in diesen Frequenzbereichen die Spulen mechanisch relativ schwierig in der erforderlichen Genauigkeit za realisieren sind. Besonders aufwendig ist diese induktive Kopplung bei Mehrkreisfiltern, die in mehreren Frequenzteilbereichen durchstimmbar sein sollen, also beispielsweise in fünf aneinander anschließenden Frequenzbereichen über beispielsweise fünf Oktaven, da in diesem Fall nicht nur die Spule des Schwingkreises entsprechend umgeschaltet werden muß, sondern auch für jeden Teilbereich getrennte Kopplungselemente erforderlich sind. Trotz dieser Schwierigkeiten wurde bisher vorwiegend die induktive Kopplung bei Mehr- kreisfiltern angewendet, da eine kapazitive Kopplung mechanisch und elektrisch noch schwieriger zu lösen war.

   Es ist Aufgabe der Erfindung, eine im Aufbau sehr einfach und billig realisierbare Anordnung für eine kapazitive Kopplung bei einem Mehrkreisfilter zu schaffen.

   Diese Aufgabe wird ausgehend von einem kapazitiv abstimmbaren Mehrkreisfilter laut Oberbegriff des Hauptanspruchs durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Eine vorteilhafte Weiterbildung ergibt sich aus den Unteransprüchen.

   Gemäß der Erfindung ist es möglich, mit einem einzigen Mehrfachdrehkondensator sowohl die kapazitive Abstimmung der Schwingkreise als auch die gegenseitige kapazitive Kopplung der benachbarten Schwingkreise durchzuführen, was einen sehr einfachen und billigen Aufbau solcher Mehrkreisfilter-ermöglicht.

   Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Maßnahme im Zusammenhang mit Mehrkreisfiltern, die in mehreren aneinanderfolgenden Frequenzbereichen beispielsweise über fünf oder mehr Oktaven durchstimmbar sein sollen. Hier kann nämlich mit ein und demselben Mehrfachdrehkondensator nur durch entsprechende Umschaltung der zugehörigen Schwingkreisspulen die Bereichsumschaltung durchgeführt werden, der kapazitive Kopplungsfaktor zwischen den Schwingkreisen bleibt in den Teilbereichen konstant Die erfindungsgemäße Abstimmeinrichtung ist sowohl für Zweikreisfilter als auch für Drei- oder Mehrkreisfilter geeignet. Der für den erfindungsgemäßen Zweck geeignete Mehrfachdrehkondensator kann sehr einfach aufgebaut sein. Es genügt, die einzelnen Rotor-Stator-Abschnitte jeweils elektrisch voneinander und gegenüber Masse isoliert anzubringen, und zwar so, daß die Platten benachbarter Stator-Rotor-Abschnitte des Mehrfachdrehkondensators jeweils die Koppelkapazität bilden, die den konstanten Koppelfaktor in jeder Drehstellung des Rotors gewährleistet Die angewandte kapazitive Kopplung jeweils am Schwingkreishochpunkt, also jeweils am sogenannten heißen Ende des Schwingkreises (also an dem von Masse entfernt liegenden Ende des Schwingkreises) vermeidet unerwünschte Nebenresonanzen, wie sie bei der induktiven Kopplung zu befürchten sind. Am Mehrfachdrehkondensator sind keine zusätzlichen Schleifkontakte od. dgl.

   nötig.

   Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert F i g. 1 zeigt das Prinzipschaltbild eines kapazitiv abstimmbaren und kapazitiv gekoppelten Dreikreisfilters. Die einzelnen aufeinanderfolgenden Schwingkreise werden jeweils durch die Spulen L 1, L 2 und L 3 und die dazu parallel geschalteten Schwingkreisdrehkondensatoren C1, C2 und C3 gebildet. Zwischen den Schwingkreisen sind die zusammen mit den Kondensatoren C1, C2 und C3 abstimmbaren Koppeldrehkondensatoren C4 und C5 angeordnet, und zwar sind sie jeweils zwischen den Hochpunkten also den der Masse Mabgewandten Enden der Schwingkreise angeschaltet.