DE1274754B - Electric filter - Google Patents
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- DE1274754B DE1274754B DE1965N0026152 DEN0026152A DE1274754B DE 1274754 B DE1274754 B DE 1274754B DE 1965N0026152 DE1965N0026152 DE 1965N0026152 DE N0026152 A DEN0026152 A DE N0026152A DE 1274754 B DE1274754 B DE 1274754B
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Description
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Int. CL: Int. CL:
H 03h H 03h
Deutsche Kl.: 21g-34 German class: 21g-34
Nummer: 1274754Number: 1274754
Aktenzeichen: P 12 74 754.5-35 (N 26152)File number: P 12 74 754.5-35 (N 26152)
Anmeldetag: 2. Februar 1965Filing date: February 2, 1965
Auslegetag: 8. August 1968Opening day: August 8, 1968
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Filter zur selektiven Signalabschwächung mit mindestens einem Dämpfungspol. An derartige Filter werden die Anforderungen gestellt, daß die Dämpfung an der Polstelle und die Flankensteilheit möglichst groß sind. Um diese Anforderungen erfüllen zu können, ist vielfach ein beträchtlicher Aufwand erforderlich, insbesondere wenn die Polstelle der Dämpfung bei tiefen Frequenzen liegen soll.The invention relates to an electrical filter for selective signal attenuation with at least one Damping pole. The requirements are placed on such filters that the attenuation at the pole point and the edge steepness is as great as possible. In order to be able to meet these requirements, is multiple Considerable effort is required, especially when the pole point of attenuation is at deep Frequencies should be.
Es ist bereits ein Transistorverstärker zur selektiven Signalanhebung vorgeschlagen worden, der mittels eines in den Kollektorzweig geschalteten Parallelresonanzkreises und eines auf die gleiche Frequenz abgestimmten, in der Emitterzuleitung befindlichen Serienresonanzkreises die Resonanzfrequenz abhebt und die anderen Frequenzen entsprechend der Güte der Resonanzkreise unterdrückt. Nachteilig bei dieser bekannten Schaltung ist, daß stets Zweipole aus Kapazitäten und Induktivitäten benötigt werden, die bei integrierten Schaltkreisen nicht zu realisieren ao sind. Darüber hinaus ist auch die Größe der Ausgangsspannung von Transistorparametern stark abhängig. There is already a transistor amplifier for selective use Signal increase has been proposed by means of a parallel resonance circuit connected into the collector branch and one tuned to the same frequency and located in the emitter lead Series resonance circuit sets off the resonance frequency and the other frequencies according to the Quality of the resonance circuits suppressed. The disadvantage of this known circuit is that it is always two-pole from capacitances and inductances are required that cannot be implemented in integrated circuits ao are. In addition, the magnitude of the output voltage is also heavily dependent on transistor parameters.
Eine weitere bekannte Schaltung wird in Emittergrundschaltung betrieben und enthält in der Emitterzuleitung einen Gegenkopplungswiderstand, wobei ein weiterer, zusätzlicher Gegenkopplungswiderstand zwischen Kollektor und Basis vorgesehen ist. Es handelt sich hierbei also um rein ohmsche Gegenkopplungen, und dementsprechend dienen diese Widerstände hierbei lediglich der Beeinflussung des Eingangs- bzw. des Ausgangswiderstandes der Verstärkung oder der Transistorrückwirkung.Another known circuit is operated in the basic emitter circuit and contains the emitter lead a negative feedback resistor, with a further, additional negative feedback resistor is provided between the collector and the base. It is a matter of purely ohmic negative feedback, and accordingly these resistances only serve to influence the input or the output resistance of the gain or the transistor feedback.
Die erfindungsgemäße Schaltung enthält demgegenüber einen in Emittergrundschaltung betriebenen Transistor mit einer frequenzabhängigen Impedanz im Emitterzweig und ist dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise zwischen Kollektor und Basis eine Impedanz geschaltet ist und daß die Werte dieser Impedanz und der Impedanz im Emitterzweig nach Betrag und Phase bei der dem Dämpfungspol bzw. den Dämpfungspolstellen des Filters entsprechenden Frequenzen des abzuschwächenden Signals praktisch gleich groß sind.In contrast, the circuit according to the invention contains one operated in the basic emitter circuit Transistor with a frequency-dependent impedance in the emitter branch and is characterized in that an impedance is connected in a manner known per se between the collector and the base and that the values this impedance and the impedance in the emitter branch according to amount and phase at the attenuation pole or frequencies of the signal to be attenuated corresponding to the attenuation poles of the filter are practically the same size.
In F i g. 1 ist mit 1 ein Transistor bezeichnet, bei welchem zwischen Basis und Kollektor eine Impedanz Z1, und zwar ein Serien-ÄC-Glied, bestehend aus dem Widerstand 2 und dem Kondensator 3, eingeschaltet ist. In Serie zum Emitter ist eine Impedanz Z2, und zwar ein Parallel-ÄC-Glied 4, 5, geschaltet. Der Widerstand 6 ist der Arbeitswiderstand, an welchem das über den Kondensator 7 in die Schal-Elektrisches FilterIn Fig. 1, 1 denotes a transistor in which an impedance Z 1 , namely a series-A-C element, consisting of the resistor 2 and the capacitor 3, is switched on between the base and the collector. In series with the emitter, an impedance Z 2 , namely a parallel AC element 4, 5, is connected. The resistor 6 is the working resistance at which the capacitor 7 enters the switching electrical filter
Anmelder:Applicant:
N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)Eindhoven (Netherlands)
Vertreter:Representative:
Dipl.-Ing. E. E. Walther, Patentanwalt,Dipl.-Ing. E. E. Walther, patent attorney,
2000 Hamburg, Mönckebergstr. 72000 Hamburg, Mönckebergstr. 7th
Als Erfinder benannt:
Karl Rupp,
Kazimir Fijol, WienNamed as inventor:
Karl Rupp,
Kazimir Fijol, Vienna
tung eingespeiste Signal abgegriffen und mittels des Kondensators 8 ausgekoppelt wird. Die Widerstände 9 und 10 bilden den Spannungsteiler zur Arbeitspunkteinstellung des Transistors 1.device fed signal is tapped and decoupled by means of the capacitor 8. The resistors 9 and 10 form the voltage divider for setting the operating point of transistor 1.
Erfindungsgemäß sind nun die beiden i?C-Glieder 2, 3 und 4, 5 so dimensioniert, daß sie bei der Frequenz fp, bei welcher das über den Kondensator 7 eingespeiste Signal maximal abgeschwächt werden soll, d. h. also beim Dämpfungspol des Filters, nach Betrag und Phase praktisch gleich groß sind. Die Erfindung beruht nämlich auf dem überraschenden Effekt, daß, wenn die Impedanzen Z1 und Z2 gleich groß sind, die Spannung Ua bei der entsprechenden Frequenz praktisch von der Spannung an der Basis des Transistors bzw. von den Widerständen 9 und 10 unabhängig wird. Sobald nämlich die beiden Impedanzen Z1 und Z2 gleich groß sind, ist der vom über den Kondensator? eingespeisten Signal hervorgerufene, über die Impedanz Z1 fließende Strom unter Vernachlässigung der Basis-Emitter-Spannung bzw. des Basisstroms des Transistors 1 gleich groß wie der vom Transistor 1 durch die Impedanz Z2 geführte Strom. Da aber der Strom im Emitter-Kollektor-Kreis des Transistors 1 um 180° phasenverschoben gegenüber dem Strom durch die Impedanz Z1 ist, so heben sich die über dem Arbeitswiderstand 6 hervorgerufenen Spannungsabfälle gegenseitig auf. Somit tritt bei der Frequenz fp, bei welcher die beiden Impedanzen Z1 und Z2 gleich groß sind, am Ausgang des Filters eine Auslöschung des eingespeisten Signals auf. Bei jeder anderen Frequenz wirkt die Schaltungsanordnung wie eine gegengekoppelte Verstärkerstufe.According to the invention, the two IC elements 2, 3 and 4, 5 are dimensioned so that they move at the frequency f p at which the signal fed in via the capacitor 7 is to be attenuated to the maximum, ie at the attenuation pole of the filter The amount and phase are practically the same. The invention is based on the surprising effect that when the impedances Z 1 and Z 2 are equal, the voltage U a at the corresponding frequency is practically independent of the voltage at the base of the transistor or of the resistors 9 and 10 . As soon as the two impedances Z 1 and Z 2 are equal, is the one from across the capacitor? fed-in signal, the current flowing through the impedance Z 1 , ignoring the base-emitter voltage or the base current of the transistor 1, is the same as the current carried by the transistor 1 through the impedance Z 2. However, since the current in the emitter-collector circuit of the transistor 1 is 180 ° out of phase with the current through the impedance Z 1 , the voltage drops caused across the load resistor 6 cancel each other out. Thus, at the frequency f p , at which the two impedances Z 1 and Z 2 are equal, the signal fed in is canceled at the output of the filter. At any other frequency, the circuit arrangement acts like a negative feedback amplifier stage.
809 589/388809 589/388
F i g. 2 a illustriert den Verlauf der Ortskurve der Impedanzen Z1 und Z2 und zeigt, daß diese bei einer Frequenz, und zwar der gewünschten Frequenz des Dämpfungspols, gleich groß sind. Fig. 2b zeigt den Verlauf der Ausgangsspannung UA des Filters in Abhängigkeit von der Frequenz und läßt den Dämpfungspol erkennen.F i g. 2 a illustrates the course of the locus curve of the impedances Z 1 and Z 2 and shows that these are equal at one frequency, namely the desired frequency of the attenuation pole. Fig. 2b shows the course of the output voltage U A of the filter as a function of the frequency and allows the pole of attenuation to be recognized.
Mit einem wie im vorstehenden beschriebenen Filter lassen sich Dämpfungen an der Polstelle bis 60 db erzielen, wobei z. B. bei einem 1000-Hz-Filter die 3-db-Bandbreite etwa 100 Hz ist. Solche Filter lassen sich auch für tiefere Frequenzen sehr einfach dimensionieren. In der Praxis wurde für ein 1000-Hz-Filter gemäß F i g. 1 als Transistor ein AC127, als Impedanz Z1 die Serienschaltung eines Widerstandes von 10 kQ und eines Kondensators von etwa 800 pF und als Impedanz Z2 die Parallelschaltung eines Widerstandes von 40 kQ und eines Kondensators von etwa 5800 pF bei einem Arbeitswiderstand 6 von 3,3 kß verwendet.With a filter as described above, attenuation at the pole point of up to 60 db can be achieved. For example, with a 1000 Hz filter, the 3 db bandwidth is around 100 Hz. Such filters can also be dimensioned very easily for lower frequencies. In practice, for a 1000 Hz filter according to FIG. 1 as transistor an AC127, as impedance Z 1 the series connection of a resistor of 10 kΩ and a capacitor of about 800 pF and as impedance Z 2 the parallel connection of a resistor of 40 kΩ and a capacitor of about 5800 pF with a load resistance 6 of 3, 3 kß used.
Ein anderes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Filters zeigt Fig. 3. Als ImpedanzZ1 zwischen Kollektor und Basis des Transistors gelangt hier ein einfacher Widerstand 11 zur Anwendung, wobei als Impedanz Z2 in Serie zum Emitter ein zum Widerstand 12 über einen Trennkondensator 13 parallelgeschalteter Schwingungskreis 14 vorgesehen ist. Die Werte der Impedanzen sind hierbei wieder so gewählt, daß sie bei der Frequenz, bei welcher das der Eingangsklemme 15 zugeführte Signal maximal abgeschwächt werden soll, gleich groß sind. Ist dies der Fall, dann sind die über den Widerstand 6 und die Impedanzen Z1 und Z2 fließenden Wechselströme wie erwähnt gleich groß und in der Phase einander entgegengesetzt, so daß eine Auslöschung des eingespeisten Signals eintritt. Beispielsweise wurde bei einem Transistor AC127 ein Widerstand 11 von 10 kQ ein Emitterwiderstand 12 von ebenfalls 10 kQ, der mit einem z. B. auf 45 kHz abgestimmten Schwingungskreis wechselstrommäßig überbrückt ist, vorgesehen. Selbstverständlich könnte der Schwingungskreis 14 auch unmittelbar in Serie zum Emitter geschaltet sein. Ein derartiges Filter kann z. B. zur UnterdrükkungderHochfrequenzvormagnetisierungsschwingungen in Tonbandgeräten verwendet werden.Another embodiment of a filter according to the invention is shown in FIG. 3. As an impedance Z 1 between the collector and base of the transistor reaches here a simple resistor 11 to the application being provided as an impedance Z 2 in series with the emitter of one to the resistor 12 connected in parallel via an isolating capacitor 13. The oscillation circuit 14 is. The values of the impedances are here again chosen so that they are the same at the frequency at which the signal fed to the input terminal 15 is to be attenuated as much as possible. If this is the case, then the alternating currents flowing through the resistor 6 and the impedances Z 1 and Z 2 are , as mentioned, of the same magnitude and of opposite phase to each other, so that the signal fed in is extinguished. For example, in a transistor AC127, a resistor 11 of 10 kΩ was an emitter resistor 12 of also 10 kΩ, which is connected to a z. B. is bridged to 45 kHz tuned oscillation circuit alternating current, provided. Of course, the oscillating circuit 14 could also be connected directly in series with the emitter. Such a filter can e.g. Be used, for example, to suppress the high frequency bias oscillations in tape recorders.
Soll die Selektivität eines derartigen Filters erhöht werden, so kann wie beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 auch die Impedanz zwischen Kollektor und Basis durch einen Schwingungskreis, in diesem Fall dann vorzugsweise einen Serienschwingungskreis 16, gebildet werden. Auch können mehrere auf verschiedenen Frequenzen abgestimmte Schwingungskreise parallel geschaltet werden, wodurch dann Filter mit mehreren Dämpfungspolen erhalten werden. Wie ersichtlich, ist für die Wahl der Impedanzen Z1 und Z2 noch eine Reihe von Varianten möglich, ohne daß hierdurch der Rahmen der Erfindung -verlassen werden soll.If the selectivity of such a filter is to be increased, as in the exemplary embodiment according to FIG. 4, the impedance between the collector and the base can also be formed by an oscillating circuit, in this case preferably a series oscillating circuit 16. Several oscillation circuits tuned to different frequencies can also be connected in parallel, whereby filters with several damping poles are then obtained. As can be seen, a number of variants are still possible for the choice of the impedances Z 1 and Z 2 , without thereby leaving the scope of the invention.
Claims (4)
Priority Applications (3)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3446370A1 (en) * | 1984-12-19 | 1986-07-03 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Circuit arrangement for obtaining an individual signal oscillation from a signal |
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|---|---|---|---|---|
| GB2198303A (en) * | 1986-12-05 | 1988-06-08 | Philips Electronic Associated | Amplifier circuit arrangement |
| JP2001203542A (en) * | 2000-01-18 | 2001-07-27 | Sanyo Electric Co Ltd | Feedback circuit, amplifier and mixer |
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| DE1103406B (en) * | 1958-02-27 | 1961-03-30 | Deutsche Elektronik Gmbh | Frequency-selective amplifier, especially low-frequency amplifier |
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1965
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1966
- 1966-01-28 GB GB392766A patent/GB1064156A/en not_active Expired
- 1966-01-31 AT AT84166A patent/AT258360B/en active
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| GB1064156A (en) | 1967-04-05 |
| AT258360B (en) | 1967-11-27 |
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