DE3545405A1

DE3545405A1 - Circuit arrangement for a single-phase stop filter (wide-band stop filter)

Info

Publication number: DE3545405A1
Application number: DE19853545405
Authority: DE
Inventors: Karlheinz Dipl Ing Manz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1985-12-19
Filing date: 1985-12-19
Publication date: 1987-07-02

Abstract

The invention relates to a circuit arrangement for a single-phase stop filter with resonant circuits, at least one resonant circuit being a parallel resonant circuit formed of a choke coil and capacitor within a power supply line and a further resonant circuit being a series resonant circuit, formed of a coil and another capacitor, between the power supply line and a power return line and the choke coil of the parallel resonant circuit being equipped with two current-compensated part-windings. The current-compensated part-windings (TW1, TW2) of the choke coil located in the parallel resonant circuit of the power supply line (P, P') are bridged by a series capacitor (Co) and the common centre tap (MA) of the two part-windings (TW1, TW2) is connected to the power return line (MP) by means of a shunt capacitor (Cq). Single-phase stop filters of this type are used for multi-channel domestic telephone systems which use the existing power supply lines of the house installation system for information transmission. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für einen Einphasen-Sperrfilter mit Resonanzkreisen, wobei mindestens ein Resonanzkreis ein aus Drosselspule und Kondensator gebildeter Parallelresonanzkreis innerhalb einer Stromzuführungsleitung ist und ein weiterer Resonanzkreis ein aus einer Spule und einem weiteren Kondensator gebildeter Reihenresonanzkreis zwischen der Stromzuführungsleitung und einer Stromrückführungsleitung ist und die Drosselspule des Parallelresonanzkreises mit zwei stromkompensierten Teilwicklungen ausgestattet ist.The invention relates to a circuit arrangement for a Single-phase notch filter with resonant circuits, at least a resonance circuit is formed from a choke coil and capacitor Parallel resonance circuit within a power supply line and another resonance circuit is one out of one Coil and another capacitor formed series resonance circuit between the power supply line and one Current feedback line is and the choke coil of the Parallel resonance circuit with two current compensated Partial windings is equipped.

Sperrfilter der eingangs definierten Art sind aus der DE-PS 29 52 036 bekannt. Dort werden sie in Haus-Installationsnetze eingesetzt, in denen Nachrichtenübertragungsanlagen den Informationsfluß über das vorhandene Stromversorgungsnetz übertragen. Die Sperrfilter, die in der Regel unmittelbar vor dem Stromzähler installiert sind, verhindern somit die Übertragung von trägerfrequenzmodulierten Nachrichten über das gemeinsame Stromversorgungsnetz in die angrenzenden Bereiche. Die bekannten Sperrfilter sind so ausgeführt, daß einerseits die zulässigen Netzströme bis maximal 63 A ohne Störbeeinflussung aufgenommen werden können und andererseits die relativ schmale Bandbreite der Nachrichtenübertragungsanlage von beispielsweise 125 kHz+/-4 kHz gegenüber angrenzenden Bereichen (Nachbarwohnung bzw. Nachbarhaus) durch entsprechend dimensionierte Resonanzkreise abgeblockt ist.Blocking filters of the type defined at the outset are from DE-PS 29 52 036 known. There they are in house installation networks used in communication systems the flow of information via the existing power supply network transfer. The notch filter, which is usually immediate before installing the electricity meter thus the transmission of carrier frequency modulated messages over the common power supply network in the adjacent areas. The known notch filters are designed that on the one hand the permissible mains currents up to a maximum 63 A can be recorded without interference and on the other hand, the relatively narrow bandwidth of the communication system for example 125 kHz +/- 4 kHz opposite areas (neighboring apartment or house) through appropriately dimensioned resonance circuits is blocked.

Im Zusammenhang mit der Sperrung sind auch Einphasen-Sperrfilter für andere Trägerfrequenzen, wie beispielsweise für 105, 120 und 135 kHz bekannt, die jedoch in gleicher Weise relativ schmalbandig ausgelegt sind.There are also single-phase notch filters in connection with the blocking for other carrier frequencies, such as for 105, 120 and 135 kHz are known, but in the same way are designed to be relatively narrowband.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Schaltungsanordnung anzugeben, die in gleicher Weise die Übertragung von Nachrichten innerhalb des Haus-Installationsnetzes ermöglicht, gleichzeitig jedoch eine große Bandbreite, beispielsweise von 70 bis 140 kHz - für mehrkanalige Übertragungswege innerhalb einer Nachrichtenübertagungsanlage ermöglicht, wobei darüber hinaus die Dämpfungswerte über den gesamten Übertragungsbereich der Nachrichtenübertragungsanlage den Wert von ca. 30 dB überschreiten und gleichzeitig die Unterbringung der dazu notwendigen Schaltelemente innerhalb des Haus-Installationsnetzes in einfacher Weise möglich ist. Erfindungsgemäß wird dies durch die Kombination der Merkmale des Patentanspruchs 1 erreicht.The object underlying the invention is specify a circuit arrangement in the same way the transmission of messages within the home installation network enables, but at the same time a wide range, for example from 70 to 140 kHz - for multi-channel Transmission paths within a communication system enables, in addition, the damping values over the entire transmission range of the message transmission system exceed the value of approx. 30 dB and at the same time the accommodation of the necessary switching elements within the house installation network in simpler Way is possible. According to the invention this is achieved by the Combination of the features of claim 1 achieved.

Hierbei ist der gemeinsame Mittenabgriff der beiden Teilwicklungen, der den Mittelpunkt der Längsinduktivität darstellt, durch die Querkapazität mit der Stromrückführungsleitung derart verbunden, daß sich in bezug auf die elektrische Wirkung ein Bückenquerzweig bildet, der für den Einphasen-Sperrfilter über einen relativ großen Trägerfrequenzbereich eine ausreichend große Betriebsdämpfung aufweist. Damit kann in besonders vorteilhafter Weise auf den Einsatz mehrerer hintereinander geschalteter Schmalband- Sperrfilter, die den gewünschten gesamten Trägerfrequenzbereich überdecken, verzichtet werden. Dies ist im Hinblick auf die Reduzierung des Einbauvolumens und der erheblich geringeren Kosten dieses erfindungsgemäßen breitbandigen Einphasen-Sperrfilters gegenüber dem bekannten schmalbandigen Sperrfilter als besonders vorteilhaft anzusehen.Here is the common center tap of the two partial windings, which represents the center of the longitudinal inductance, through the transverse capacitance with the current return line connected in such a way that with respect to the electrical Effect forms a cross branch that is for the Single-phase notch filter over a relatively large carrier frequency range has a sufficiently large operational damping. This can be in a particularly advantageous manner on the Use of several narrowband series Blocking filters covering the desired total carrier frequency range cover, be dispensed with. This is in view on reducing the installation volume and significantly lower cost of this broadband according to the invention Single-phase notch filter compared to the known narrow band Blocking filter to be regarded as particularly advantageous.

Für einen Trägerfrequenzbereich von 70 bis 140 kHz ergibt sich gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, daß für die Längskapazität ein Wert von 0,68 µF und für die Querkapazität ein Wert von 0,47 µF vorgesehen ist. Die Teilwicklungen sind in bekannter Weise wegen des hohen Laststromes auf jeweils vier Windungen begrenzt, die magnetisch gegeneinander wirkend auf einem E-Schnittkern aufgebracht sind, wobei sich unter den gegebenen Verhältnissen des Haus- Installationsnetzes für die Längsinduktivität eine Restinduktivität im Bereich um 1,6 µH ergibt.For a carrier frequency range of 70 to 140 kHz results according to an advantageous embodiment of the invention, that for the longitudinal capacitance a value of 0.68 µF and for the Transverse capacitance a value of 0.47 µF is provided. The partial windings are in a known manner because of the high load current limited to four turns each, the magnetic applied against each other on an E-cut core are, under the given conditions of the house Installation network for the longitudinal inductance one Residual inductance in the range around 1.6 µH results.

Die Erfindung wird in einem figürlich dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert, wobei Fig. 1 die Anordnung der Teilwicklungen auf dem E-Schnittkern besonders herausstellt, während Fig. 2 das vereinfachte elektrische Schaltbild des breitbandigen Einphasen-Sperrfilters zeigt.The invention is explained in more detail in an exemplary embodiment shown in the figures, FIG. 1 particularly emphasizing the arrangement of the partial windings on the E-cut core, while FIG. 2 shows the simplified electrical circuit diagram of the broadband single-phase notch filter.

In Fig. 1 ist die aus den beiden Teilwicklungen TW 1, TW 2 gebildete Drosselspule ersichtlich, die aus einem E-Schnittkern ES besteht. Auf den Außenschenkeln des E-Schnittkernes ES sind die beiden Teilwicklungen TW 1, TW 2 magnetisch gegensinnig wirkend aufgebracht und weisen den für beide Teilwicklungen TW 1, TW 2 gemeinsamen Mittenabgriff MA auf. Der Mittenabgriff MA ist mittels der Querkapazität Cq mit der Stromrückführungsleitung MP verbunden und bildet somit in Verbindung mit den beiden Teilwicklungen TW 1, TW 2 einen Brückenquerzweig, der für die von der Verbraucherseite einfließende Trägerfrequenz neben den vorhandenen Resonanzkreisen - Parallelresonanzkreis innerhalb der Stromzuführungsleitung, Reihenresonanzkreis zwischen der Stromzuführungs- und Stromrückführungsleitung - eine zusätzliche breitbandige Dämpfung darstellt.In Fig. 1, the choke coil formed from the two partial windings TW 1 , TW 2 can be seen, which consists of an E-cut core ES . On the outer legs of the E-cut core ES , the two partial windings TW 1 , TW 2 are magnetically oppositely applied and have the common center tap MA for both partial windings TW 1 , TW 2 . The center tap MA is connected to the current return line MP by means of the transverse capacitance Cq and thus forms a bridge transverse branch in connection with the two partial windings TW 1 , TW 2 , which, in addition to the existing resonance circuits - parallel resonance circuit within the power supply line, series resonance circuit between the carrier frequency flowing in from the consumer side the power supply and current return line - represents an additional broadband attenuation.

Weiterhin ist erkennbar, daß netzseitig zwischen der Stromzuführungsleitung P und der Stromrückführungsleitung MP der Reihenresonanzkreis, bestehend aus der Spule L 1 und dem weiteren Kondensator C 1, angeordnet ist und die Teilwicklungen TW 1, TW 2, die durch die Längskapazität Co überbrückt sind, innerhalb der Stromzuführungsleitung P, P′ zwischen der Netzseite und der Verbraucherseite geschaltet sind.It can also be seen that the series resonant circuit, consisting of the coil L 1 and the further capacitor C 1 , is arranged on the network side between the power supply line P and the current return line MP and the partial windings TW 1 , TW 2 , which are bridged by the longitudinal capacitance Co , within the power supply line P, P 'are connected between the network side and the consumer side.

Mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung lassen sich in einfacher Weise mehrere schmalbandige Einphasen-Sperrfilter innerhalb eines bestimmten Trägerfrequenzbereiches durch einen einzigen breitbandigen Einphasen-Sperrfilter ersetzen, der sowohl vom Einbaubedarf innerhalb des Haus-Installationsnetzes als auch von den Kosten her wesentlich günstiger ist.With the circuit arrangement according to the invention several narrow-band single-phase notch filters in a simple manner within a certain carrier frequency range replace a single broadband single-phase notch filter, of both the installation requirements within the house installation network as well as the cost is much cheaper.

In Fig. 2 ist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung in vereinfachter Form dargestellt. Dabei ist der aus der Längskapazität Co und der Längsinduktivität Lo gebildete Parallelresonanzkreis innerhalb der Stromzuführungsleitung P, P′ untergebracht und die aus den Teilwicklungen TW 1, TW 2 in Fig. 1 bestehende Längsinduktivität Lo über den gemeinsamen Mittenabgriff und der Querkapazität Cq mit der Stromrückführungsleitung MP verbunden. Der aus der Spule L 1 und dem Kondensator C 1 gebildete Reihenresonanzkreis ist dagegen, wie bereits erwähnt, netzseitig zwischen der Stromzuführungsleitung P und der Stromrückführungsleitung MP angeordnet. Beide Resonanzkreise und der in Verbindung mit den Teilwicklungen und der Querkapazität Cq gebildete Brückenquerzweig gewährleistet eine ausreichend breitbandige Bedämpfung der innerhalb der Verbraucherseite vorhandenen Nachrichtenübertragung mittels mehrerer unterschiedlicher Trägerfrequenzen.In FIG. 2, the circuit arrangement of the invention is shown in simplified form. Here, the parallel resonant circuit formed from the series capacitance Co and the series inductance Lo within the power supply line P, P 'is accommodated and which consists of the partial windings TW 1, TW 2 in Fig. 1 series inductance Lo through the common center tap and the shunt capacitance Cq with the power return line MP connected. In contrast, as already mentioned, the series resonance circuit formed from the coil L 1 and the capacitor C 1 is arranged on the network side between the current supply line P and the current return line MP . Both resonance circuits and the bridge cross branch formed in connection with the partial windings and the transverse capacitance Cq ensure adequate broadband damping of the message transmission present on the consumer side by means of several different carrier frequencies.

Claims

1. Circuit arrangement for a single-phase notch filter with resonance circuits, wherein at least one resonance circuit is a parallel resonance circuit formed from a choke coil and capacitor within a current supply line and a further resonance circuit is a series resonance circuit formed from a coil and a further capacitor between the current supply line and a current return line and the choke coil of the parallel resonance circuit is equipped with two current-compensated partial windings, characterized in that the partial windings ( TW 1 , TW 2 ) are bridged by a longitudinal capacitance ( Co ) and that the partial windings ( TW 1 , TW 2 ) have a common center tap ( MA ) which is connected to the current return line ( MP ) by means of a transverse capacitance ( Cq ).

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that for a carrier frequency range of 70 to 140 kHz, the longitudinal capacitance ( Co ) has a value of 0.68 µF and the transverse capacitance ( Cq ) has a value of 0.47 µF.