专利名称：具有增强的高通频带响应的双带阻滤波器的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及用于有线电^见(CATV, Cable Television)中 的滤波器电路领域，尤其涉及具有增强的高通频带(enhanced upper pass band)响应的双带阻滤波器。
背景技术：
在CATV产业中普遍使用带阻或"陷波"(notch)滤波器以阻断 特定频率范围内的信号传输。例如，某些频道被指定为额外付费频道， 需要订购者支付费用以接收传送代表这种频道的信息的信号。如果没 有订购该服务，亦即，没有支付该费用，则在通到未付费场所的电缆 线中安装适当的滤波器。这只是带阻滤波器多种传统应用中的一种， 亦即，作为所谓的陷波器(trap)。理想的是，带阻滤波器应尽可能的紧凑与其预期功能的品质性能 相称。当然，同样理想的是滤波器尽可能便宜，也同时保持高性能标 准。在这样的滤波器中，通频带插入和回波损耗具有决定性的价值， 尤其是在重要性持续增长的数字信号市场。双带阻滤波器的传统设计包括多个串联的陷波滤波器以去除两 段，所述的阻带，同时保持低、中和高通频带信号。所述传统设计的 缺点是初级陷波的二次谐振干扰了高通频带信号的频率。额外缺点是 通过增加更多部分来增加截止的锐度(sharpness)会增加插入损耗， 也增加了电路元件的数量。发明内容简言之，增强的双带阻滤波器影响低通频带、被中通频带隔开的 第一和第二阻带以及高通频带的频率。该滤波器包括两条支路(leg)。在一种形式中， 一条支路是高通滤波器而另一条支路为带阻滤波器， 其输出进入低通滤波器。在第二形式中， 一条支路是低通滤波器而另 一条支路为高通滤波器，其输出进入带阻滤波器。当低通频带的上限 值大约为100MHz或更低时，优选第一种形式，而当低通频带的上限值大约为100MHz或更高时，优选第二种形式。在第三种形式中， 一条支 路为高通滤波器而另 一条支路为夹在两个低通滤波器之间的带阻滤波 器，它阻止低通滤波器的二次谐振干扰高通频带内的所需频率。根据本发明的一实施例，影响低通频带、被中通频带隔开的第一 和第二阻带以及高通频带的频率的增强的双带阻滤波器，包括并联的 第一和第二支路；当低通频带的上限值大约为100MHz或更低时，第一 支路为第一高通滤波器，而第二支路为第一带阻滤波器，其输出进入 第一低通滤波器；以及当低通频带的上限值大约为100MHz或更高时， 第一支路为第二低通滤波器而第二支路为第二高通滤波器，其输出进 入第二带阻滤波器。根据本发明的一实施例，影响低通频带、被中通频带隔开的第一 和第二阻带以及高通频带的频率的增强的双带阻滤波器，包括并联的第一和第二支路；所述第一支路包括高通电路；且第二支路包括串联在多个低通电路之间的带阻电路。根据本发明的一实施例，制造影响低通频带、被中通频带隔开的 第一和第二阻带以及高通频带的频率的增强的双带阻滤波器的方法，包括步骤(a)提供第一和第二电路支路；(b)并联连接第一和第 二支路；(c)当低通频带的上限值大约为100MHz或更低时，使第一 支路为高通滤波器，并使第二支路为第一带阻滤波器，其输出进入第 一低通滤波器；和(d)当低通频带的上限值大约为100MHz或更高时， 使第一支路为第二低通滤波器，并使第二支路为第二高通滤波器，其 输出进入第二带阻滤波器。根据本发明的一实施例，制造影响低通频带、被中通频带隔开的 第一和第二阻带以及高通频带的频率的增强的双带阻滤波器的方法，包括步骤(a)提供第一和第二电路支路；(b)并联连接第一和第 二支路；(c)使第一支路为高通电路；和(d)使第二支路为串联在 多个低通电路之间的带阻电路。
图1A示出了现有技术中双带阻滤波器的示意图； 图1B示出了图1A的滤波器输出的频率图；图2A示出了本发明第一实施例的高级示意图，显示该电路的各个支路；图2B示出了第一实施例的高级示意图，显示图2A的组合电路的 效果；图3示出了实现本发明第一实施例的电路示意图； 图4A示出了本发明第二实施例的高级示意图，显示该电路的各个 支路；图4B示出了第二实施例的高级示意图，显示图4A的组合电路的 效果；图5示出了实现本发明第二实施例的电路示意图； 图6示出了实现本发明第三实施例的电路示意图。
具体实施方式
参照图1A，示意图示出了现有技术中双带阻滤波器10,其包括两 个串联的带阻滤波器32。图1B示出了由滤波器IO产生的频率响应图。 注意在图1B中具有多个信号强度为0到-5dB的通频带12。两个阻带 14具有的信号强度通常在-50dB到-70dB范围内，有效地阻止了具有落 入阻带14内的频率的信号通过所述电路。在通频带12的高频区域内 的多个二次谐振16干扰高频区域的频率，减少它们的信号强度至-5dB 到-10dB范围内。图1A中现有技术的设计在窄带内工作较好，例如一 个仅有200MHz宽的，但是增加带宽会导致例如增加插入损耗和需要更 多元件的问题。参照图2A，示出了本发明第一实施例，由双带阻滤波器电路20组 成，其包括高通支路22和组合的带阻与低通支路24。输入线18传送 频率范围可以为0到3GHz的信号。所有信号都进入高通支路22和组 合的带阻与低通支路24。优选地，支路22和支路24各包括以电气运 行关系连接的多个元件(电感和电容)，优选地成多级或多部分，其 中每一级或每一部分均包含电感和电容以建立谐振电路。根据希望截 止如何尖锐，可添加附加部分。图2A-2B中的图示性表述概况地表示 在标出的频率处信号的能级。在组合的带阻与低通支路24中，选择以特定配置连接的元件的适 当的值，使得具有低于值Fpl的频率的信号通过支路24;这个区域被 称为通频带。这种值的选择被认为在本领域普通技术人员的技能内。阻止具有频率值在值Fp2和Fp3之间的信号通过支路24,这个区域被 称为阻带。具有频率值在Fp4和Fp5之间的信号通过支路24;这个区 域也被称为通频带。阻止具有频率值高于值Fp6的信号通过支路24， 这个区域被称为胆带。在高通支路22中，阻止具有低于值Fp7的频率 的信号通过支路22;这个区域被称为阻带。具有高于Fp8的频率的信 号通过支路22;这个区域被称为通频带。参照图2B,示出了高通支路22和带阻与低通支路24的组合的效 果。注意除了定义在Fp2和Fp3之间阻带外，现在还有定义在值Fp6 和Fp7之间的阻带。参照图3,示出了实现双带阻滤波器电路20的示意图，其中示出 了高通支路22和组合的带阻与低通滤波器支路24的优选电路元件。 优选地，组合的带阻与低通滤波器支路24包括带阻滤波器26和低通 滤波器28。在此示出的带阻滤波器26具有多个串联陷波滤波器和分流 陷波滤波器。从带阻滤波器26输出的信号进入仅通过那些低于值Fp5 的频率的低通滤波器28。图3的实施例的频率图和图1的频率图类似， 但滤波器电路20在带宽超过200MHz时工作得4艮好，而插入损耗远低 于图1A中的现有技术的电路10。滤波器电路20比增加带阻部分至图 U中的现有技术电路10的情形所需的元件更少。参照图4A，示出了包含双带阻滤波器电路30的本发明的第二实施 例，双带阻滤波器电路30包括低通支路34和组合的高通与带阻支路 36。输入线18传送频率范围可以为0到3GHz的信号。所有信号进入 低通支路34和组合的高通与带阻支路36。支路34和支路36各由多个 按电气运行关系连接的元件(电感和电容)组成，优选地，成多级或 多部分，其中每一级或每一部分均包含电感和电容以建立谐振电路。 根据希望截止如何尖锐，可增加附加部分。图《图示性表述概况 地表示在标出的频率处信号的能级。在低通支路34中，选择以特定配置连接的元件的适当的值(这在 本领域普通技术人员的能力内)，使得具有低于值Fpll的频率的信号 通过支路34;这个区域被称为通频带。在组合的高通与带阻支路36中， 阻止频率值低于值Fpl4的信号通过支路36;这个区域;波称为阻带。频 率值在Fpl4和Fpl5之间的信号通过支路36;这个区域被称为通频带。 阻止频率值在值Fpl6和值Fpl7之间的信号通过支路36;这个区域被称为阻带。频率高于Fpl8的信号通过支路22;这个区域被称为通频带。 参照图4B,示出了低通支路34和高通与带阻支路36的组合的效 果。注意除了定义在Fpl6和Fpl7之间的阻带外，现在还有定义在值 Fpl2和Fpl3之间的阻带。参照图5,示出了实现双带阻滤波器电路30的示意图，其中示出 了低通支路34和组合的高通与带阻滤波器支路36的优选电路元件。 优选地，组合的高通与带阻滤波器支路36包括高通滤波器40和带阻 滤波器42。在此示出的带阻滤波器42具有多个串联陷波滤波器和分流 陷波滤波器。从高通滤波器40输出的信号进入带阻滤波器42。图5实 施例的频率图和图1的频率图类似，但滤波器电路30在带宽超过 200MHz时工作得4艮好，而插入损身毛远低于图1A中的现有技术电路10。 滤波器电路30比增加带阻部分至图1A中现有技术电路10的情形所需 的元4牛更少。当值Fpl大约为lOOMHz或更低时，优选地使用图3中的实施例， 然而当值Fpll大约为lOOMHz或更高时，优选地使用图5中的实施例。参照图6,双工滤波器电路50包含与低通/带阻/低通支路60并联 的高通支路54,支路60优选地包括串联于两个低通滤波器56中间的 带阻滤波器58。优选地，高通支路54、低通滤波器56和带阻滤波器 58由多个以电气运行关系连接的元件(电感和电容)组成，优选地， 成多级或多部分，其中每一级或每一部分均包括电感和电容以建立谐 振电路。根据希望截止如何尖锐，可增加附加部分。优选地，多个电涌保护(surge protection)电路52提供保护免 受闪电(lightning)的影响，电路50的支路60隔离二次谐振，并阻 止它们进入高通支路54。由此，图6中电路的频率图看起来像图1A的 频率图，但没有二次谐振16。虽然本发明通过特定优选实施例及附图加以说明，4旦应该明白对 于本领域技术人员而言，本发明并不限于优选实施例并且在不背离随 后的权利要求所限定的本发明的范围的情况下，可对实施例做出各种 修改。
权利要求
1、一种双带阻滤波器，其影响低通频带、被中通频带隔开的第一和第二阻带以及高通频带的频率，包括并联连接的第一和第二支路；当低通频带的上限值约为100MHz或更低时，第一支路为第一高通滤波器而第二支路为第一带阻滤波器，第一带阻滤波器输出到第一低通滤波器；以及当低通频带的上限值约为100MHz或更高时，第一支路为第二低通滤波器而第二支路为第二高通滤波器，第二高通滤波器输出到第二带阻滤波器。
2、 根据权利要求1的双带阻滤波器，其中所有电路元件都由电容 和电感组成。
3、 一种双带阻滤波器，其影响低通频带、被中通频带隔开的第一 和第二阻带以及高通频带的频率，包括并联连接的第一和第二支路；第一支路包括高通电路；以及第二支路包括串联在多个低通电路之间的带阻电路。
4、 根据权利要求3的双带阻滤波器，其中所有电路元件都由电容 和电感组成。
5、 根据权利要求3的双带阻滤波器，其中所有来自低通电路的二 次谐振被阻止进入高通电路。
6、 一种制造双带阻滤波器的方法，所述双带阻滤波器影响低通频 带、被中通频带隔开的第一和第二阻带以及高通频带的频率，包括步 骤提供第一和第二电路支路； 并联连接第一和第二支路；当低通频带的上限值大约为100MHz或更低时，使第一支路为高通 滤波器，并使第二支路为第一带阻滤波器，第一带阻滤波器输出到第 一低通滤波器；以及当低通频带的上限值大约为100MHz或更高时，使第一支路为第二 低通滤波器，并使第二支路为第二高通滤波器，第二高通滤波器输出 到第二带阻滤波器。
7、 根据权利要求6所述的方法，进一步包括步骤使所有电路元 件为电容和电感。
8、 一种制造双带阻滤波器的方法，所述双带阻滤波器影响低通频 带、被中通频带隔开的第一和第二阻带以及高通频带的频率，包括步 骤提供第一和第二电路支路；并联连接第一和第二支路；使第一支路为高通电路；以及使第二支路为串联在多个低通电路之间的带阻电路。
9、 根据权利要求8所述的方法，进一步包括步骤使所有电路元 件为电容和电感。
10、 根据权利要求8所述的方法，包括步骤阻止所有来自低通 电路的二次谐振进入高通电路。
全文摘要
一种双带阻滤波器，影响低通频带、被中通频带隔开的第一和第二阻带和高通频带的频率。所述滤波器包括两条支路。一种形式中，一条支路为高通滤波器而另一支路为带阻滤波器，其输出进入低通滤波器。在第二种形式中，一条支路为低通滤波器，而另一支路为高通滤波器，其输出进入带阻滤波器。当低通频带的上限值约为100MHz或更低时优选第一种形式，而当低通频带的上限值约为100MHz或更高时优选第二种形式。在第三种形式中，一条支路为高通滤波器而另一条支路为一夹在两个低通滤波器之间的带阻滤波器，阻止来自低通滤波器的二次谐振干扰高通频带的所需频率。
文档编号H04N7/10GK101252669SQ20081008054
公开日2008年8月27日 申请日期2008年2月21日 优先权日2007年2月22日
发明者S·K·沙菲尔 申请人:约翰·梅扎林瓜联合有限公司