193510. lajstromszámú szabadalom • Négypólusú szűrőkapcsolás
A találmány tárgya négypólusú szűrőkapcsolás, amelynek bemeneti és kimeneti kapocspárja, az egyik bemeneti és a megfelelő kimeneti kapocs között két félrészből álló tekercsesei megvalósított induktív eleme van, ahol a két félrósz közös pontja és a másik bemeneti és a megfelelő kimeneti kapocs közé kondenzátor van csatlakoztatva A találmány szerinti négypólus mindenekelőtt meghatározott frekvenciák igen éles szűrésére álkalmas Az elméleti és gyakorlati elektrotechnikában jól ismertek a négypólusok (lásd pl Hanero J L és Willoner, G. könyvét, amelyet Synthesis of filters címmel a Prentice Hall kiadó adott ki 1968 ban), mint olyan áramköri egységek, amelyek közös jellemzője, hogy generátorhoz csatlakoztatható bemeneti és terhelésre csatlakoztatható kimeneti kapocspárjuk van, legalább az egyik bemeneti és a megfelelő kimeneti kapocs között valamilyen impedanciával jellemzett elem van beiktatva, továbbá a beme neti és kimeneti kapocspárok között kapcsolatot teremtő vezetékek valamilyen áramköri elemen keresztül egymással össze vannak kötve. A híradástechnikában a négypolusok egyebek között szűrőként alkalmazhatók Ilyenkor a kapocspárokat összekötő vezetékek egyikén azonos áramiránnyal jellemzett két soros tekercset, szükség esetén akár transzformátort iktatnak be, és a két tekercs közös pontját kondenzátor egyik fegyverzetére vezetik A kondenzátor másik fegyverzete a megfelelő bemeneti és kimeneti kapocs közé van csatlakoztatva Ez az ún T szűrő, amely meghatározott frekvenciatartomány kiválasztására alkalmas Ebben a tartományban csillapítása viszonylag kicsi, a tartomány határain viszont csak 5 6 dB/dekád értékű meredeksege van, ami kedvezőtlen, mivel a meghatározott frekvenciatartományt csak egy széles átmeneti sávval együtt lehet kiválasztani, tehat a kiválasztás nem mindig a megfelelő módón valósul meg. A meredekséget javítani lehet, ha a T szűrőket sorosan kapcsoljak egymáshoz de ennek az a következménye, hogy a csillapítás jelentősen megnő, és ezért a kívánt tartományban is erősen lecsökken az átengedett teljesítmény A négypólusként kialakított szűröket tehát egy viszonylag széles átmeneti sáv jellemzi, ahol a csillapítás viszonylag széles frekvenciatartományban megy át a megkívánt kis értékről a nagy értékre. A szelektivitás sem megfelelő, és a szűrő karakterisztikája a terheléstől is függ Ha a terhelésfüggés kiküszöbölésére van szükség, a T szűrő kapcsolása a terhelés nagyságától függően változik és esetleg bonyolult felépítésre is szükség lehet A négy pólusok válfaját jelentő T szűrők hiányosságainak felszámolására dolgozták ki a kristályszürőket amelyek használata viszont bonyolult felépítésük és ezzel kapcsolatos nagy költségeik miatt csak akkor indokolt, ha az át menet meredekségevei. a szeletivitással kap csolatban nagy igényeket támasztunk A kris tályszürók felépítésében a legnagyobb problé mát a kristály és az egyéb áramköri elemek jellemzőinek hőmérsékletfüggése okozza, amit csak bonyolult kapcsolással lehet kiküszölni és/vagy szükség van termosztátra. Találmányunk célja a T-szűrők említett hiányosságainak megszüntetése és így egyszerű, olcsón ellőállítható nagy szelektivitású szűrő kidolgozása. Találmányunk alapja az a felismerés, hogy a T-szűrőkben alkalmazott tekercseket (induktivitásokat) nem feltétlenül szükséges azonos áramiránnyal jellemzett módon kialakítani, hanem meglepő módon sokkal célszerűbb, ha az induktivitást ellentétes áramiránnyal jellemzett tekercs-, ill vezetékrészekből alakítjuk ki. Ebben az esetben a kívánt eredményt esetleg akár két egyenes vagy meghajlított vezetékkel is el lehet érni, ha azokat szorosan egymás mellett vezetjük és bennük az ellentétes áramirányt biztosítjuk, így közöttük abszolút értékben a csatolási tényező közel 1 értékét biztosítjuk Az említett felismerést számos vezetéken és tekercsen ellenőriztük, annak helyességéről meggyőződtünk, és ennek alapján olyan négypólusú szűrőkapcsolást hoztunk létre, amelynek bemeneti és kimeneti kapocspárja, továbbá az egyik bemeneti és a megfelelő kimeneti kapocs között két félrészből álló tekerccsel megvalósított induktív eleme van. A két félrész közös pontja és a másik bemeneti és kimeneti kapocs közé kondenzátor van kapcsolva. A találmány szerint az induktív elem egy bifiláris tekercs, amelynek két félrésze egymással ellentétes áramiránnyal van kapcsolva. A továbbiakban bifiláris tekercsnek nevezzük az induktív elemet akkor is, ha az nem többmenetű tekercsként, hanem két egyenes és/vagy hajlított vezetékből van kialakítva. A találmány szerinti négypólusban előnyös lehet az induktív elem két végpontja és a megfelelő bemeneti, ill kimeneti kapocs között egy-egy kiegészítő tekercset és/vagy kondenzá tort beiktatni, amelyek induktivitása, ill kapacitása célszerűen egyenlő. Az induktív elemet, ill szükség esetén a kiegészítő tekercset vasmagon is ki lehet alakítani. A találmány szerinti négypólus rezonanciafrekvencián rendkívül meredek, 200 .300 dB/oktáv mértékű vágást tud biztosítani, tehát több nagyságrenddel jobbat, mint a hagyományos T szűrők, egyszerűen, minimális költséggel hozható létre Karakterisztikája a terheléstől csak kismértékben függ A találmány tárgyát a továbbiakban példaként kiviteli alakok kapcsán, a csatolt rajzra hivatkozással ismertetjük részletesen. A rajzon az 1 ábra: a találmány szerinti négypólusú szü rőkapcsolás alapkapcsolása, a 2 ábra: a találmány szerinti négypólusú szü rőkapcsolás erősítés/frekvencia karakteriszti kája, a 3. ábra: a találmány szerinti négypólusu szü rőkapcsolás egy előnyös kiviteli alakja beikta tott tekercsekkel, a 9351 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
