FILTER WITH SWITCHABLE BANDWIDTH

Abstract: 1. Filter having a switchable bandwidth and formed from at least one part filter, having reactance elements (C1, C3, ... C(n-2); Cn/C2; C4; ... C(n-1)/L21; L41; ... L(n-1)1), which are in each case located in the series and shunt branch, in which inductances located in the series branch in each case exhibit one tap and are switchable to this by means of switching diodes, characterized in that a) in each part filter - a termination of the series branch and a termination (B) of the switchable inductance (L21; L41; ... L(n-1)1) is connected to a diode (D2; D4; ... D(n-1)) and - the said termination of the series branch and the tapping point (M) of the switchable inductance is connected to a further diode (D1; D3; ... D(n-2)), which is connected in antiparallel with the first diode, and that b) a potential which is higher (+ UB ) or lower (earth) with respect to the maximum or minimum operating direct voltage of the generator (G) is applied via a change-over switch (S) for generating a different voltage gradient for a first (fB1 ) or a second (fB2 ) cut-off frequency.

Description: FILTER MIT UMSCHALTBARER BANDBREITE BESCHREIBUNG Die Erfindung bezieht sich auf ein Filter mit umschaltbarer Bandbreite gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1. In der Nachrichtentechnik treten häufig Selektionsprobleme auf, die eine von der Betriebsart abhängige Bandbreite erfordern. So ist beispielsweise bei einem Videorecorder mit Color-Under-Farbaufzeichnung die Luminanzbreite bei Farb- und Schwarz/Weiss-Aufzeichnung unterschiedlich. Bisher wurden in diesen Fällen zwei getrennt aufgebaute Filter eingesetzt. Ferner sind umschaltbare Filter (umschaltbare Induktivitäten) bekannt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Filter mit umschaltbarer Bandbreite zu schaffen, das einfacher aufgebaut ist als zwei getrennte Filter oder umschaltbare Filter und ohne mechanische Schalter für die Siebkettenglieder auskommt. Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemässen Filters ergeben sich aus den Unteransprüchen. Durch das erfindungsgemässe Filter mit umschaltbarer Bandbreite ist ein einfacher Aufbau gewährleistet, wodurch beispielsweise eine Bandbreitenumschaltung zwischen normalzeiligem und hochzeiligem Betrieb in einem Drop-out Kompensator ohne grossen Schaltungsaufwand ermöglicht wird. Durch den besonders einfachen Aufbau mit sehr geringem Bauteileaufwand und der Umschaltung mittels Dioden wird lediglich ein Umschalter für den gewünschten Filterbereich (Grenzfrequenz fBl oder fB2) benötigt. Ferner ist eine einfache Realisierung von Hochpässen, Bandpässen und Bandsperren mit umschaltbarer Bandbreite möglich. Daruber hinaus lässt sich die Umschaltung auf die gewünschte Grenzfrequenz bzw. den gewunschten Bandbreiten-Bereich einfach auch aus grosser Entfernung erreichen. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungsfigur beispielsweise näher erläutert. Gemäss der Zeichnungsfigur, die ein Filter mit umschaltbarer Bandbreite am Beispiel eines Cauer-Tiefpasses n-ter Ordnung zeigt, sind Kondensatoren C2, C4, C(n-1) und Induktivitäten L21, L41, ... Ltn-l)l als Parallelschwingungskreise in den Längs zweigen und Kondensatoren C1, C3, C5, ... C(n-2), Cn in den Querzweigen der Siebkette des Filters vorgesehen. Die Endanschlüsse A, B der Induktivitäten L21, L41, ... L(n-1) sind dabei jeweils mit dem nachfolgenden Siebkettenglied bzw. über eine Diode D2, D4, ... D(n-1)1 mit dem vorausgehenden Siebkettenglied verbunden. Eine antiparallel zu den ersten Dioden D2, D4, ... Dtn-l) geschaltete weitere Diode Dl, D3, ... D(n-2) ist mit ihrer einen Elektrode mit einem Abgriff M der jeweils zugeordneten Induktivität L21, L41, ... L(n-1)1 verschaltet. Durch den Abgriff M an den Induktivitäten bzw. Spulen L21, L41, ... L(n-1)1 entstehen jeweils "Teil-Spulen" L22, L42, ... L(n-1)2 zwischen den Endanschlüssen A und den Abgriffen M. Generatorseitig und ausgangsseitig sind jeweils eine Parallelschaltung aus einem Abschlusswiderstand s 1 und einem Parallelwiderstand Rp in Serie mit einer Diode D für die Grenzfrequenz fB2 vorgesehen. Die Parallelschaltung am Ausgang des Filters ist dabei entweder über eine Schalterstellung S1 eines Schalters S mit Masse oder über eine Schalterstellung S2 mit einer Betriebsspannung + UB verbunden. Durch den erfindungsgemässen Filteraufbau entsteht dabei ein unterschiedlicher Spannungsweg bzw. ein unterschiedliches Spannungsgefälle.für eine erste (fBl) oder zweite (fB2) Grenzfrequenz durch ein bezüglich der maximalen bzw. minimalen Betriebsspannung des Generators G höheres bzw. niedrigeres Potential. Der Generator G weist vorzugsweise einen Innenwiderstand Ri von ca. 0# une einen Gleichspannungsanteil der hal UB ben Betriebsspannung ( ) auf. 2 Eine (nicht dargestellte) Schaltungsvariante für den generatorseitigen Anschlussbereich sieht beispielsweise die Verbindung der Parallelschaltung (Widerstand Rss1 mit Widerstand Kp und Diode D) mit einer Emitterfolgerschaltung mit zwei komplementären Transistoren vor, deren Emitter verbunden sind und deren Emitterspannung die Hälfte der Betriebsspannung, d.h. UB beträgt. Für den ausgangsseitigen Bereich kann an dVe Parallelschaltung aus dem Widerstand RB1 und dem Widerstand Rp mit der Diode D ein Komparator mit einem Widerstand RA von ca. ofl bekannten Aufbaus verschaltet sein, wobei der Komparator eine Ausgangsspannung aufweist, die abhängig vom Eingangssignal der Betriebsspannung UB oder 0 Volt entspricht. Im folgenden wird eine Dimensionierungsvorschrift für den Aufbau der einzelnen Elemente des erfindungsgemässen Filters mit umschaltbarer Bandbreite beschrieben: Die Bauteile eines Filters (Cauer, Tschebyscheff oder Butterworth-Filter) errechnen sich aus den normierten Werten folgendermassen: Cn - Cv . CB Ln - Lv . wobei Cv die normierten Kapazitäten und Lv die normierten Induktivitäten darstellt. Es gilt ferner RB CB = 1 LB = ; 2x#x fB x RB 2 x#x fB wobei RB den Abschlusswiderstand und fB die Grenzfrequenz des Durchlassbereichs darstellt. Da sich umschaltbare induktivitäten und umschaltbare Abschlusswiderstände, wie noch dargelegt werden wird, leicht realisieren lassen, werden die Kapazitäten des Filters mit der Grenzfrequenz fBl auch beim Filter mit der Grenz- frequenz ±32 verwendet. Daraus folgt: C31 - CB2. Zur Vereinfachung der Gleichung setzt man: fB2 = n x fB1, wobei n eine beliebige reelle Zahl grösser 1 darstellt, die angibt, wie sich die beiden Grenzfrequenzen zueinander verhalten. Die Bedingung C 1 = CB2 ist nur zu erfüllen, wenn sich der Abschlusswiderstand R32 für das Filter mit der Grenzfrequenz f 2 gegenüber dem Abschlusswiderstand RB1 des Filters mit der Grenzfrequenz fBl wie folgt ändert: EMI6.1 wobei die Dimensionierungsvorschrift für den Abschluss- widerstand KB2 lautet: RB2 = B1. n Die Induktivität LB2 des Filters mit der Grenzfrequenz fB2 = n x fB1 errechnet sich zu: EMI6.2 wobei der Klammerausdruck der Induktivität 1131 entspricht. Da sich die tatsächliche Induktivität zu Ln " X Lv errechnet und L für beide Filter gleich ist, gilt v Ln2 = Ln1 2 n Eine Spule mit umschaltbarer Induktivität ist einfach durch eine Spule mit angezapfter Wicklung zu realisieren: Durch den Abgriff M entstehen mit den Spulenenden A bzw. B "Teil-Spulen" mit Windungszahlen m1 bzw. m2. Daraus folgt Ln1 = L (AB) bzw. Ln2 = L (AM) Unter Berücksichtigung der Windungszahlen ergibt sich: (I) Ln1 = k x (m1 + m2)ê und Ln1 (II) Ln2 = k x m1ê = , nê wobei k die Spulenkonstante darstellt. Durch Division der Gleichungen kI) und (II) ergibt sich 1 = (m1 + m2) 2 2 n x m1 n x m1 = m1 + m2; m2 = m1 (n-1), d. h. die Dimensionierungsvorschrift für die Induktivität(en) des Filters. Nach dem oben geschilderten Dimensionierungsverfahren für einen Tiefpass als erfindungsgemässes Filter lassen sich ebenfalls auf einfache Art und Weise Hochpässe, Randpässe und Bandsperren mit umschaltbarer Bandbreite realisieren.

Claims: FILTER MIT UMSCHALTBARER BANDBREITE PATENTANSPRUCHE 1. Filter mit umschaltbarer Bandbreite und in dessen Langs- und Querzweig liegenden Elementen (C1; C3; ... C(n-2); Cn/C2; C4; ... C(n-l)/L21; L41; ... L(n-l)l), wobei zumindest eines davon einen Abgriff (M) aufweist und auf diesen umschaltbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t , dass a.) je eine mit dem einen Endanschluss (B) des um schaltbaren Elements (L21; L41; ... L(n-l)l) ver bundene Diode (D2; D4; ... D(n-1)) und je eine antiparallel dazu geschaltete und mit dem Abgriff (M) verbundene weitere Diode (Dl; D3; ... D(n-2)) in den das Filter bildenden Siebkettengliedern vorgesehen sind und b. > ein bezüglich der maximalen bzw. minimalen Betriebs spannung des Generators (G) höheres (+ U3) bzw. niedrigeres (Masse) Potential zur Erzeugung eines unterschiedlichen Spannungsgefälles für eine erste oder oder zweite (fB2) Grenzfrequenz angelegt wird. 2. Filter nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Umschalter (S) für das Anlegen des jeweiligen Potentials vorgesehen ist. 3. Filter nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Umschalter (S) ein elektronischer Schalter ist. 4. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t dass generatorseitig und ausgangsseitig jeweils eine Parallelschaltung aus einem Widerstand ( 1) für den Filterbereich mit der ersten Grenzfrequenz (fB1) und einem Parallelwiderstand (Rp) in Serie mit einer Diode (D) für die Grenzfrequenz (fB2) vorgesehen ist. 5. Filter nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Abschlusswiderstand (RB2) für den Filterbereich mit der zweiten Grenzfrequenz (fB2) nach der mathematischen Beziehung RB2 = B1 n berechnet wird, wobei Ru1/2 die Abschlusswiderstände und n eine beliebige reelle Zahl grösser 1 bedeuten, die angibt, wie sich die beiden Grenzfrequenzen zueinander verhalten. 6. Filter nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass generatorseitig eine Emitterfolgerschaltung mit zwei komplementären Transistoren vorgesehen ist, deren Emitter verbunden sind und deren Emitterspannung die Hälfte der Betriebsspannung ( B) beträgt und ausgangsseitig ein Komparator mit einer Ausgangsspannung vorgesehen ist, die abhängig vom Eingangssignal der Betriebsspannung (UB) oder 0 Volt entspricht. 7. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die umschaltbaren Elemente Induktivitäten (L21; L41; ... L(n-l)l) sind. 8. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t dass eine Verwendung als Tiefpass, Hochpass, Bandpass oder Bandsperre vorgesehen ist. Beschreibung:

Inventors: WURL, WERNER, Würl, Werner
Applicants: GRUNDIG E.M.V. ELEKTRO-MECHANISCHE VERSUCHSANSTALT MAX GRUNDIG HOLLAND. STIFTUNG & CO. KG.
Application year: 1983
Main classification: H03H7
IPC codes: H03H7