DE3109651C2 - Kanalsperrfilter - Google Patents

Abstract

Bei einem zweikreisigen Kanalsperrfilter zur möglichst weitgehenden Unterdrückung eines Fernsehsignals, vorzugsweise in den UHR-Bereichen IV/V, und möglichst ungedämpfter Übertragung im übrigen Betriebsfrequenzbereich sind die beiden in Kammertechnik aufgebauten, durch eine metallische Trennwand gegenseitig abgeschirmten Parallelreso nanz kreise über eine Verbindungsleitung zusammengeschaltet und induktiv an den Eingangs- bzw. Ausgangsanschluß angekoppelt. Zur Erweiterung der Nutzungsmöglichkeiten dieses Kanalsperrfilters durch Verbesserung der Selektion bei gleichzeitiger Erhöhung der Sperrtiefe und Rückflußdämpfung auf einfache und kostengünstige Weise ist der Aufbau der Resonanzkreise so gestaltet, daß die Verbindungsleitung auch bei den höchsten UHF-Frequenzen die Koppelinduktivitäten kompensiert und eine ausreichende Entkopplung der beiden Resonanzkreise bewirkt. Dazu sind ihre Abmessungen so gewählt, daß sie eine Länge von einem Viertel der mittleren Betriebswellenlänge aufweist und der Betrag ihres kapazitiven Widerstandes etwa dem der beiden Koppelinduktivitäten entspricht; außerdem sind die Resonanzleitungen der beiden Parallelresonanzkreise jeweils mit ihrem an Masse liegenden Endteil der Trennwand zugewandt und zu dieser etwa senkrecht angeordnet. Eine besonders vorteilhafte Verwendungsmöglichkeit dieses Kanalsperrfilters in Empfangsanlagen besteht darin, ihm zur Verstärkung des im Kanalsperrfilter zu sperrenden Kanales einen hochselektiven Kanalverstärker parallel

Description

30

Die Erfindung betrifft ein Kanalsperrfilter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Kanalsperrfilter sind aus der Praxis, z. B. durch die Geräte »Sperr 740« und »Sperr 752« der Anmelderin, bekannt. Sie werden in Fernsehempfangsanlagen dazu verwendet, Störsender auszublenden und die Pegel starker Ortssender derart abzusenken, daß einem nachgeschalteten Mehrbereichsverstärker alle Eingangssignale in etwa gleicher Stärke angeboten und dadurch Kreuzmodulationsstörungen vermieden werden.

Bei diesen bekannten Kanalsperren sind die Resonanzleitungen parallel zur Trennwand angeordnet; ein solcher Aufbau bedingt verhältnismäßig lange Verbin- « dungsleitungen, die bei sehr hohen Frequenzen des UHF-Bereichs, insbesondere bei einer Ausbildung als Koaxial- oder Quasi-Koaxial-Leitung mit Dielektrikum größer sind als ein Viertel der entsprechenden Wellenlänge. Außerdem sind sie so bemessen, daß ihr Wellenwiderstand den gleichen Wert hat wie die Anschlußimpedanz. Diese bekannten Kanalsperrfilter weisen bei wirtschaftlich vertretbaren Kreisgüten und damit entsprechend hohen Koppelinduktivitäten bei in einem begrenzten Frequenzbereich durchstimmbaren Ausführungen Rückflußdämpfungen von weniger als 12 dB und Sperrdämpfungen von nur etwa 20 dB auf. Darüber hinaus ist die Selektion verhältnismäßig gering, so daß insgesamt die Anwendung auf einfache Einzelfälle beschränkt, ein sinnvoller Einsatz in hochwertigen Empfangsanlagen jedoch nicht möglich ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, auf möglichst einfache und kostengünstige Weise ein hochselektives Kanalsperrfilter der eingangs genannten Art zu schaffen, welches bei hoher Sperrtiefe eine möglichst große Rückflußdämpfung an den Anschlüssen aufweist.

Diese Aufgabe wird bei einem Gegenstand nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 durch dessen Merkmale im kennzeichnenden Teil gelöst

Dadurch ist auf einfache und elegante Weise, sowie praktisch ohne Mehrkosten gegenüber dem Stand der Technik erreicht, daß bei hinsichtlich der Kreisgüten und Durchstimmbarkeit vergleichbaren Kanalsperrfiltern erheblich höhere Werte für die Sperr- und Rückflußdämpfung und eine bessere Selektion erreicht sind. Beispielsweise erreicht bei einer Resonanzkreisgüte von etwa 400, sowie voller Durchstimmbarkeit in den Fernsehbereichen IWV die Rückflußdämpfung Werte von δ 20 dB, wobei die Sperrtiefe im Betriebskanal ä 24 dB und in den Übernachbarkanälen bereits < 1 dB beträgt

Für spezielle Fälle, bei denen zugunsten einer hohen Sperrdämpfung auf Durchstimmbarkeit verzichtet und die Verbindungsleitung auf den zu sperrenden Kanal abgestimmt werden kann, sind für die Rückfluß- und Sperrdämpfung sogar Werte von mehr als 3OdB erreichbar.

Diese Kennwerte sind dadurch erreicht, daß die Verbindungsleitung einerseits transformierend und zum anderen als Kompensationsleitung wirkt, welche durch 90°-Phasendrehung die Resonanzkreise entkoppelt und die Induktivität L der Ankoppelschleifen durch entsprechende Wahl der Leitungsabmessungen und damit ihrer Kapazität C derart kompensiert, daP die obere Grenzfrequenz des aus 2 L und C gebildeten Tiefpasses außerhalb des Betriebsfrequenzbereiches liegt. Dabei ist durch die erfindungsgemäße Anordnung der Resonanzleitungen der Vorteil gegeben, die Verbindungsleitung so kurz zu gestalten, daß sie auch bei sehr hohen Frequenzen (z. B. 2 GHz) und unter Berücksichtigung des bei Verwendung von Koaxial- oder Pseudo-Koaxialleitungen durch das Dielektrikum wirksamen Verkürzungsfaktors in der geforderten Länge von ^^mU ausführbar ist.

Die genannten günstigen Kennwerte ermöglichen es, die erfindungsgemäße Kanalsperre auch in hochwertigen Empfangsanlagen einzusetzen. Insbesondere eignet sie sich wegen der Hochohmigkeit im Sperrbereich und der hohen Rückflußdämpfung auch zur Kaskadierung bzw. zur Zusammenschaltung mit mehreren anderen passiven und/oder aktiven Hochfrequenzgeräten.

Beispielsweise ist die Parallelschaltung einer Kanalsperre mit einem hochselektiven Kanalverstärker zur Verstärkung des gesperrten Kanals von weitreichender praktischer Bedeutung in Empfangsanlagen, in denen ein Fernsender empfangen werden soll, der etwa aus der gleichen Richtung kommt wie der Ortssender und dabei der Pegel des Fernsenders angehoben werden muß.

In solchen Fällen hat man seither nur mit Hilfe mehrerer Antennen und Selektionsmittel oder mit Hilfe von Signalaufbereitungsanlagen mit Doppelumsetzung und Trennung der Kanäle mit Hilfe hochwertiger keramischer Filter in der Zwischenfrequenzlage einen brauchbaren Empfang erzielen können.

Beide bekannten Lösungen sind indessen für kleinere und mittelgroße Anlagen zu teuer. Demgegenüber ist das genannte Ziel durch die Erfindung auf kostengünstige Weise mit nur einer Antenne erreicht. Um ein Schwingen des Verstärkers in einer derartigen Schaltung zu vermeiden, muß seine Verstärkung kleiner sein, als die Sperrdämpfung des Kanalsperrfilters. Dabei kann der Abstand umso geringer gewählt werden je besser die Selektion des Sperrfilters und des Verstärkers ist. Durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Kanalsperrfilters ist der große Vorteil erreicht, daß

wegen der hohen Sperrdämpfung einerseits und der guten Selektion andererseits hohe Verstärkungen möglich sind. Beispielsweise können in dem geschilderten praktischen Anwendungsfall bei einer Sperrtiefe des Sperrfilters von etwa 24 dB Kanalverstärker mit einem Verstärkungsfaktor von bis zu 20 dB verwendet werden.

Die in Anspruch 2 angegebene Ausgestaltung der Verbindungsleitung ist besonders vorteilhaft, weil durch die Drucktechnik die im Einzelfall zu wählenden Leiterabmessungen äußerst einfach und doch genau reproduzierbar sind und damit eine besonders günstige Serienfertigung ermöglichen. Dabei ergibt sich in dem erwähnten, praktischen Beispiel ein optimaler Wellenwiderstand der Verbindungsleitung von etwa 45 Ohm.

Die Figuren zeigen ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kanalsperrfiltes mit zwei Parallelresonanzkreisen, wobei

F i g. 1 den Aufbau in Draufsicht und

F i g. 2 das Prinzipschaltbild einer Anwendungsmöglichkeit des Kanalsperrfilters in einer Empfangseinrichtung darstellt.

Das Kanalsperrfilter ist in einem Metaligehäuse 1 angeordnet, das durch eine Trennwand 2 in zwei Kammern unterteilt ist, eine einseitig mit Metallbelag versehene Schaltungsplaiine 3, sowie zwei den Ein- bzw. Ausgang bildende Koaxialibuchsen 4, 5 aufweist, deren Außenleiter mit der Gehäuseaußenwand leitend verbunden sind. Das Gehäuse 1 ist durch nicht gezeigte Metalldeckel verschließbar. Ein Teil 6 des Metallbelages der Schaltungsplatine 3 ist mit dem Gehäuse 1 galvanisch verbunden und bildet das Massepotential.

Die in den beiden Kammern angeordneten Parallel-esonanzkreise bestehen jeweils aus einem einseitig an Masse 6 liegenden Kondensator 7 und einer damit verbundenen Resonanzleitung 8, die im Abstand von der Schaltungsplatine 3 senkrecht zur Trennwand 2 verläuft und mit ihrem dieser zugewandten Endteil 9 zur Schaltungsplatine 3 hin abgewinkelt und mit deren Massebelag 6 verbunden ist. Die Abmessungen der Resonanzleitungen 8, sowie die Grundkapazität und der Kapazitätshub der als Rohrtrimmer ausgebildeten Kondensatoren 7 sind so gewählt, daß das Kanalsperrfilter im gesamten UHF-Bereich 1V/V durchstimmbar ist, wobei die zwei Sperrpole bei wirtschaftlich tragbarem Aufwand eine hohe Flankensteilheit der Selektionskurve bewirken.

Die Ankopplung der Resonanzkreise an die Innenleiter 10, 11 des Ein- bzw. Ausganges 4, 5 erfolgt induktiv über jeweils eine als Drahtschleife 12, 13 ausgebildete Koppelleitung, sowie kurze Koplanar-Leitur.gen 14, 15, deren Wellenwiderstand mit 75 Ohm gleich der Impedanz der Koaxialbuchsen 4, 5 ist. Die Abmessungen und der durch Verbiegen einstellbare Abstand der Drahtschleifen 12, 13 von der jeweiligen Resonanzleitung 8 bestimmen den Koppelfaktor. Die beiden einander zugewandten Enden der Drahtschleifen 12,13 sind durch eine Koplanar-Leitung 16 miteinander verbunden, deren »Innenleiter« durch eine in der F i g. 1 nicht direkt sichtbare Öffnung der Trennwand 2 hindurchgeführt ist und deren Wellenwiderstand etwa 45 Ohm beträgt.

Die Bemessung der beschriebenen Bauteile isi so gewählt, daß ein preisgünstiger Aufbau ermöglicht ist. Dabei beträgt die Güte der Resonanzkreise etwa 400, was für die Frequenzbereiche IV/V einen entsprechend günstigen Koppelfaktor bedingt Die damit gegebene Induktivität der Koppelleitung ?2, 13 erfordert zur Kompensation eine Kapazität, die bei dem angegebenen Wellenwiderstand der Koplanar-Leitung 16 erreicht ist Die Grenzfrequenz des Tiefpasses, der aus den Koppelinduktivitäten und der Kapazität der Verbindungsleitung 16 gebildet ist liegt mit Sicherheit oberhalb 860 MHz.

Dieses erfindungsgemäß aufgebaute Kanalsperrfilter stellt außerhalb des zu sperrenden Kanals praktisch eine durchgehende 75 Ohm-Leitung mit geringer Durchgangsdämpfung (^ 0,5 dB) dar und wird innerhalb des zu sperrenden Kanals sehr schnell hochohmig (die Sperrdämpfung beträgt im Kanal δ 24 dB, in den Übernachbarkanälen bereits weniger als 1 dB). Dabei ist eine Rückflußdämpfung von ca. 20 dB erreicht, so daß sich das Kanalsperrfilter auch zur Kaskadierung und/oder Zusammenschaltung mit anderen Filtern oder Verstärkern eignet.

Bei dem Verwendungsbeispiel gemäß F i g. 2 ist das beschriebene Kanalsperrfilter in einer Empfangseinrichtung eingesetzt, in der über eine Antenne 17 die LIHF-Signale des Ortssenders (z. B. zweites und drittes deutsches Fernsehprogramm), sowie zwei UHF-Signale eines aus etwa gleicher Richtung ankommenden Fernsenders, über eine Antenne 18 die VHF-Fernsehsignale des Ortssenders und mittels einer Antenne 19 der LMKU-Bereich empfangen werden. Sämtliche empfangenen Signale werden über einen Breitbandverstärker am Anschlußpunkt A entweder direkt oder über eine Gemeinschaftsantennenanlage dem bzw. den Teilnehmern) zugeführt.

Die mit stark unterschiedlichen Pegeln an die Antenne 17 gelangenden UHF-Signale des Orts- und Fernsenders sollen zusammen mit den VHF-Signalen bei brauchbar hohen Pegeln in möglichst gleicher Stärke auf den Eingang des Bereichsverstärkers 20 gelangen, damit einerseits Kreuzmodulationsstörungen durch Übersteuerung des Verstärkers und andererseits Rauschstörungen wirksam vermieden sind. Dazu wird in einem ersten erfindungsgemäßen Kanalsperrfilter 21 das erste UHF-Fernsenclersignal gesperrt und parallel dazu in einem Kanalverstärker 22 mit hochselektiven Kanalbandfiltern im Ein- und Ausgang verstärkt. Eine entsprechende Behandlung erfährt das Signal des zweiten Fernsendersignals in der nachgeschalteten Parallelschaltung aus entsprechend abgestimmtem Kanalsperrfilter 23 und Kanalverstärker 24.

Auf diese Weise ist durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Kanalsperrfilters mit einfachen und kostengünstigen Mitteln ein Fernseh-Fernempfang auch dann ermöglicht, wenn der Fernsender aus etwa gleicher Richtung empfangen wird wie der Ortssender. Dabei kann der Verstärkungsfaktor der beiden Kanalverstärker 22, 24 bis zu 20 dB betragen, ohne daß ein Schwingen zu befürchten ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Kanalsperrfilter zur möglichst weitgehenden Unterdrückung eines Fernsehkanals, vorzugsweise in den UHF-Bereichen IV/V, und mit möglichst ungedämpfer Übertragung im übrigen Betriebsfrequenzbereich, bestehend aus wenigstens zwei über eine Verbindungsleitung zusammengeschalteten, durch eine metallische Trennwand gegenseitig abgeschirmten in Kammertechnik aufgebauten Parallelresonanzkreisen mit induktiver Ankopplung an den Eingangs- bzw. Ausgangsanschluß, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung (16) eine Länge von einem Viertel der mittleren Betriebswellenlänge aufweist und ihre übrigen Abmessungen so gewählt sind, daß der Betrag ihres kapazitiven Widerstandes etwa demjenigen der Summe der induktiven Widerstände der Koppelinduktivitäten entspricht, und daß die Resonanzleitungen (8) der Parallelresonanzkreise jeweils mit ihrem an Masse liegenden Endteil (9) der Trennwand (2) zugewandt und zu dieser etwa senkrecht angeordnet sind.

2. Kanalsperrfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung (16) in Drucktechnik, vorzugsweise als Koplanarleitung ausgebildet ist.