DE3240255C1 - Capacitively tunable multi-circuit filter - Google Patents

Capacitively tunable multi-circuit filter

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DE3240255C1
DE3240255C1 DE19823240255 DE3240255A DE3240255C1 DE 3240255 C1 DE3240255 C1 DE 3240255C1 DE 19823240255 DE19823240255 DE 19823240255 DE 3240255 A DE3240255 A DE 3240255A DE 3240255 C1 DE3240255 C1 DE 3240255C1
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Abstract

In a capacitively tunable multi-circuit filter having at least two resonant circuits in each case consisting of a coil and a stator rotor section of a multiple rotary capacitor and having a rotary coupling capacitor arranged between these resonant circuits and tunable jointly with the multiple rotary capacitor, the rotor or the stator of the multiple rotary capacitor are alternately located in adjacent resonant circuits in each case electrically at the peak of the resonant circuit and the rotary coupling capacitor is formed by the adjacent rotor and stator sections of this multiple rotary capacitor which are alternately located at the resonant circuit peak.

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 shows the practical implementation of such a three-circuit filter according to FIG. 1, both for the capacitive tuning of the oscillating circuits as well as a single variable capacitor for the capacitive coupling between the oscillating circuits intended. On a common axis of rotation A, for example a ceramic axis, are electrical from each other and also three isolated from ground Rotor packets R 1, R 2 and R 3 attached, the associated stator packs S 1, S2 and S 3 are also electrically isolated from each other and from ground on one schematically indicated insulating base B attached. The respectively interacting Rotors and stators R 1 / S1, R 2 / S2 and R 3 / S3 each form the variable capacitors C1, C2 and C3 of the oscillating circuits. In adjacent oscillating circles is in each case alternating the rotor or the stator of these adjacent variable capacitors are each electrical connected to the oscillating circle high point H, d. H. in the embodiment the stator S1 of the first resonant circuit is connected to the high point end of the coil L 1, In the neighboring resonant circuit, the rotor R2 is connected to the high point of the coil L2 and the third resonant circuit is again the stator S3 with the high point of the coil L 3 connected.

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.F i g. 2 shows that with this alternating connection of stators and rotors of neighboring oscillating circles automatically between them at the oscillating circle high point H lying sections of the variable capacitor, the coupling variable capacitors C4 and C5 arise, i.e. between the outer plate of the stator S1 and the outer plate of the adjacent rotor R 2, the coupling capacitance C4 and between the adjacent Plate of the rotor R2 and the adjoining stator 53 the coupling capacitance C5. It is then only necessary to determine the distance between the coupling capacitances C4 and C5 forming rotor-stator plates to be chosen so that in each rotational position of the common Axis of rotation A is the capacitance value of these variable capacitors C4 and C5 a constant Fraction of, for example, 1% of the capacitance value of the oscillating circuit capacitor C1, C2 and C3, respectively.

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. Then the required constant capacitive results automatically Coupling factor between the oscillating circuits. The rotors R 1 and R 3 and the stator 52 are each at the cold end of the resonant circuit in the embodiment shown are connected to ground M. For larger coupling capacitance values of C4 and C5 could of course also have several opposing plates the adjacent stators and rotors may be provided.

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. For a four-circuit filter it is only necessary to connect to the Rotor-stator section R 3 / S 3 to connect a further rotor-stator section and repeat the pairing as described in connection with the first and second Resonant circuit is described. In this way you can also use five-circuit filters or Filters can be easily implemented with an even larger number of circuits. A frequency range switching can be achieved with such an arrangement simply by switching the coils accordingly L 1, L 2 and L 3 are carried out, a switchover of the coupling elements is not necessary. Of course, in the exemplary embodiment shown, the Stators and rotors are interchanged, so for example the rotor R 1 to the Coil L 1, the stator 52 to the coil L2 and the rotor R 3 back to the coil L 3 must be switched on. It is only important that the neighboring plates of the oscillating circuit variable capacitor sections of the multiple variable capacitor, which form the coupling capacitances, seen from an electrical point of view at the high point of the oscillation circle, Hiegen.

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Claims (3)

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. Claims: 1. Capacitive tunable multi-circuit filter with at least two each consisting of a coil and a stator-rotor section of a multiple variable capacitor existing oscillating circuits and with one arranged between these oscillating circuits and variable coupling capacitor that can be tuned together with the multiple variable capacitor, d a d u r c h characterized in that in adjacent resonant circuits (L 1, C1; L2, C2; L3, C3) alternately the rotor (e.g. R 2) or the stator (e.g. S1, S3) of the multiple variable capacitor each electrically at the resonant circuit high point (H) and the coupling rotary capacitor (C4, C5) by the adjacent rotor blades alternating at the high point of the oscillating circle and stator sections (e.g. R 2 and S1 or R 2 and S3) of this multi-rotary capacitor are formed. 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. 2. Multi-circuit filter according to claim 1, characterized in that the Adjacent rotor and stator sections located at the highest point of the oscillating circle (H) (R 2, S 1, S3) of the multiple variable capacitor are mechanically designed so that in each angle of rotation the capacitance value between the rotating coupling capacitor (C4, C5) forming variable capacitor sections each have a constant fraction of the Capacitance value of the oscillating circuit variable capacitor sections (C1, C2, C3) is. 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. 3. Multi-circuit filter according to claim 1 or 2, characterized in that that the individual adjacent rotor and stator sections (R 1, R 2, R 3; S 1, S2, S3) of the multiple variable capacitor each electrically from each other and to ground (M) are arranged in isolation. Die Erfindung betrifft ein kapazitiv abstimmbares Mehrkreisfilter laut Oberbegriff des Hauptanspruches. The invention relates to a capacitively tunable multi-circuit filter according to the preamble of the main claim. 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. It is known that high-frequency multi-circuit filters are capacitive or inductive to vote. In practice, capacitive tuning has mainly been used so far, at which the neighboring inductances of the tunable resonant circuits over common coupling inductances or so connected via separate coupling windings are that there is a constant coupling factor between the oscillating circuits, the inductance value of the coupling inductance is always a constant fraction is the resonant circuit inductance. This so far mainly applied inductive Coupling is relatively complex, especially at higher frequencies in the megahertz range, because in these frequency ranges the coils are relatively difficult to achieve mechanically in the required Accuracy can be realized. This inductive coupling is particularly complex for multi-circuit filters that should be tunable in several frequency sub-ranges, so for example in five adjoining frequency ranges over, for example five octaves, because in this case not only the coil of the resonant circuit is appropriate must be switched, but also separate coupling elements for each sub-area required are. Despite these difficulties, the inductive method has hitherto been predominantly used Coupling with multiple Circular filters are used because there is a mechanical capacitive coupling and was even more difficult to solve electrically. Es ist Aufgabe der Erfindung, eine im Aufbau sehr einfach und billig realisierbare Anordnung für eine kapazitive Kopplung bei einem Mehrkreisfilter zu schaffen. It is the object of the invention to provide a construction that is very simple and cheap realizable arrangement for a capacitive coupling in a multi-circuit filter create. 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. This task is based on a capacitively tunable multi-circuit filter according to the preamble of the main claim solved by its characterizing features. An advantageous further development results from the subclaims. 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. According to the invention it is possible with a single multi-variable capacitor both the capacitive tuning of the oscillating circuits and the mutual capacitive one Carry out coupling of the neighboring resonant circuits, which is a very simple one and cheap construction of such multi-circuit filters-made possible. 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.The measure according to the invention is particularly advantageous in connection with multi-circuit filters in several successive frequency ranges, for example should be tunable over five or more octaves. Here can be a and the same multiple variable capacitor only by switching the associated one accordingly Resonant circuit coils the range switching can be carried out, the capacitive coupling factor between the resonant circuits remains constant in the sub-areas The tuning device is for two-circuit filters as well as for three- or multi-circuit filters suitable. The multiple variable capacitor suitable for the purpose according to the invention can be set up very simply. All that is needed is the individual rotor-stator sections to be attached electrically isolated from each other and from ground, namely so that the plates of adjacent stator-rotor sections of the multiple variable capacitor each form the coupling capacitance, which is the constant coupling factor in every rotary position of the rotor ensures the applied capacitive coupling in each case at the oscillating circle high point, so in each case at the so-called hot end of the oscillating circuit (i.e. at that of mass distant end of the oscillating circuit) avoids undesired secondary resonances, as they are to be feared with inductive coupling. On the multiple variable capacitor are no additional sliding contacts or the like. nötig.necessary. 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. The invention is illustrated below with reference to schematic drawings F i g explained in more detail using an exemplary embodiment. 1 shows the basic circuit diagram a capacitively tunable and capacitively coupled three-circuit filter. The single ones successive resonant circuits are each through the coils L 1, L 2 and L 3 and the oscillating circuit capacitors C1, C2 and connected in parallel C3 formed. Between the resonant circuits are those together with the capacitors C1, C2 and C3 tunable variable coupling capacitors C4 and C5 arranged, namely they are in each case between the high points, i.e. the ends facing away from the mass M the oscillating circuits switched on.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1083657B1 (en) * 1999-09-07 2003-05-14 Itis UHF filter with four stages which are adjustable by applying a common control voltage

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NICHTS-ERMITTELT *

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