146742. lajstromszámú szabadalom • Elektromos aluláteresztő szűrőkapcsolás
Megjelent: 1960. április 30. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMILEfRÁS 146.742 SZÁM 21. a2 . 18—20. OSZTÁLY — FA—383. ALAPSZÁM Elektromos aluláteresztő szűrőkapcsolás Farkas Vilmosné technikus, Budapest A bejelentés napja: 1958. december 5. Számos távközlő berendezésiben (pl. vivőfrekvenciás berendezésekiben hangfrekvenciás erősítők), mérőműszereikben, vagy ezekhez kapcsolódó segédberendezésekben szükség van arra, -hogy megadott frekvenciahatárok között a berendezésben jelenlevő váltakozó áramok viszonylag kis csillapítást, míg további másik frekvenciahatárok között viszonylag nagy csillapítást szenvedjenek. A különböző frekvenciájú elektromos áramok kiszűrésére általában induktív és kapacitív impedanciákból álló ún. szűrőláncokat használnak. A szűrőknél — mint ismeretes — megkülönböztetünk áteresztő frekvencia tartományt, ahol a szűrő csillapítása kicsi és zárótartományt, ahol a csillapítása nagy. Ha a szűrő gyakorlati zárótartománya a gyakorlatilag hasznosítható áteresztő tartományhoz közel esik, akkor a szűrőelemek számát növelni kell. Ilyenkor a kapcsolás érzékenyebbé válik az alkalmazott impedanciák elkerülhetetlen ohmos veszteségi öisszetevője iránt is. A veszteség hatása abban nyilvánul, hogy az áteresztő tartományban frekvenciától függő ingadozó csillapítás jelentkezik. A leírt szűrőláncok méretezése már ismert eljárások szerint történik és többnyire azon alapszik, hogy először egy könnyen számítható ún. „X" típusú szűrőt méreteznek, majd ezt a kapcsolást valamely vele ekvivalens T vagy TT kapcsolássá átalakítják, erre vonatkozó tételek segítségével. Az átalakítás főleg alkatrész megtakarítás céljából történik. Ismeretes az „X" típusú szűrőnek a „hybrid" ekvivalense is, melyet azonban ritkán alkalmaznak, a kapcsoláshoz szükséges transzformátor miatt. Az „X" és hybrid kapcsolásoknak a T és TT kapcsolásokkal szemben azonban van előnyük, mégpedig az, hogy a szűrőelemek veszteségét ezeknél egyszerűen lehet kompenzálni ohmos ellenállások segítségével, miáltal az áteresztő tartomány említett csillapításingadozása csökkenthető. Ismeretes jelenleg is „X" típusú mindent áteresztő (késleltető művonal), aluláteresztő, felüláteresztő és sávszűrőkapcsolás, valamint ezek összes T és TT ekvivalense, továbbá a felsoroltaknak mindent áteresztő hybrid ekvivalense. Célunk most egy oly „X" 'kapcsolással ekvivalens kapcsolás létrehozása, mely ún. aluláteresztő szűrőt valósít meg, tehát egy határfrekvencia alatt csillapítása kicsi és nem ingadozik, egy határfrekvencia felett pedig csillapítása megnő, ezenkívül az elemek veszteségei kompenzálhatok. Ezáltal a kapcsolásnál nem lesz szükség nagy tekercsjóságra, mert az áteresztő tartománybeli káros csülapításingadozások kompenzáló ellenállással csökkenthetők. Habár ezzel a szűrő áteresztő tartománybeli csillapítása kissé növekszik, ez számos esetben nem jelent hátrányt, mért erősítéssel ellensúlyozható. A csillapításingadozások csökkenésével a szűrő impedanciája is egyenletesebb lesz. Célunk továbbá az „X" kapcsoláshoz viszonyítva kapcsolási elemek megtakarítása. A fenti célkitűzést legegyszerűbben egy olyan hybridkapcsolással lehet elérni, amelynél a hosszirányú Zi impedanciát egy párhuzamos rezgőkör, a keresztirányú Z2, impedanciát pedig egy kondenzátor valósítja meg. A hybridkapcsolás transzformátorának induktivitása az említett párhuzamos rezgőkörnek is része, tehát külön induktivitást a transzformátoron kívül nem kell alkalmazni. (Ismeretes, hogy a hybrid transzformátor tekercsének középkivezetése van és a 2 féltekercs egymással szoros csatolásban áll, ezek jelenlegi esetben is természetesen érvényesek.) A tekercsveszteség káros hatásának ellensúlyozása a Z2 impedanciával párhuzamosan kapcsolt ohmos ellenállással lehetséges. A találmány egy példaképpeni megoldását az ábra szerint adjuk meg. A különböző frekvenciájú áramok az —1— és '—2— pontokra kerülnek, melyekből — követelményektől függően — a magasabb frekvenciájú áramokat a kapcsolás kiszűri. Ezért a —10— és —11— kapcsokra csak az alacsonyabb rezgésszámú áramok jutnak, a —4— és —5— szorosan csatolt tekercseken keresztül. A szoros csatolást a —6— közös vamag biztosítja. A magasabb rezgésszámú áramokat a —7— terhelő kondenzátor söntöli, -mert a —4— és —5— tekercsek a —3— kondenzátor segítségével rövidre lesznek zárva. A szűrő átviteli tényezőjének valós része — vagyis a csillapítás — a —3— és —7— kapacitások és a —4— és —5— önindukciós tekercsek nagysága által meghatározott frekvenciánál
