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Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Schwingungen ohne Oberschwingungen.
Die Erfindung hat zum Gegenstand eine Vorrichtung zur Erzeugung reiner sinusförmiger Schwingungen und insbesondere zur Beseitigung der Obersehwingungen bei der Schwingungserzeugung in einer Oszillatorröhre oder andern entsprechenden Entladungsstrecken. Nach der Erfindung bildet ein für die gewünschte Frequenz bestimmender Schwingungskreis einen in den Weg sowohl der von der Oszillatorröhre ausgehenden als der durch Rückkopplung zurückzuführenden Schwingungen angeordneten Siebkreis, der zwei verschieden grosse hintereinander geschaltete Kapazitäten enthält, von denen die grössere zwischen den Eingangsklemmen des Siebkreises und die kleinere zwischen den Ausgangsklemmen des Siebkreises eingeschaltet ist.
Dieser Siebkreis bewirkt, dass schon in der Oszillatorrölire die Ausbildung von Obersehwingungen vermindert wird, und ferner, dass die übrigbleibenden Oberschwingungen, die trotzdem noch im Schwingungserzeuger vorkommen können, durch den Siebkreis abgeschirmt und somit verhindert werden, aus dem Schwingungserzeuger herauszutreten.
Die Erfindung soll an Hand der beigefügten Zeichnung näher beschrieben werden, wo Fig. 1 eine Ausführungsform des Siebkreises an sich darstellt. In Fig. 2 ist derselbe Siebkreis einerseits an eine Oszillatorröhre, anderseits an eine Verstärkerröhre angeschlossen. Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform einer ähnlichen Schaltung.
Der Siebkreis nach der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist aus einer Induktanz L und zwei verschieden grossen Kondensatoren Ci, C zusammengesetzt, von welchen letzteren der grössere C1 die beiden Eingangsklemmen 1 des Siebkreises miteinander verbindet, während der kleinere Kondensator cas die Ausgangsklemmen 2 des Siebkreises verbindet.
Der Siebkreis ist für die zu erzeugende Frequenz 0) 0 abgestimmt, so dass
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Das Verhältnis zwischen der Klemmenspannung Vg an der Ausgangsseite des Sieblieises und der Klemmenspannung V1 an der Eingangsseite ist infolge der vorgenannten Gleichung
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In bezug auf die Grundfrequenz übt also der Siebkreis eine Transformatorwirkung aus, durch welche die Ausgangsspannung bei passender Wahl des Verhältnisses zwischen den Kapazitäten mehrfach grösser als die Eingangsspannung gemacht werden kann.
Für eine Oberschwingung mit der Frequenz m M o wird das entsprechende Verhältnis angenähert gleich
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Da das Glied-in der Gleichung 1 neben den beiden ändern Gliedern vernachlässigt werden kann #o#1
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nur einen geringen Bruchteil der Eingangsspannung Va beträgt, und dass der Siebkreis also auf die Oberschwingungen eine Transformatorwirkung ausübt, die der auf die Grundschwingungen ausgeübten Transformatorwirkung entgegengesetzt ist.
Die Begünstigung der Grundschwingung durch den Siebkreis auf Kosten der Oberschwingungen beruht jedoch nicht lediglich auf den genannten Gegensatz zwischen den Transformatorwirkungen auf die Grundschwingung einerseits und die Oberschwingungen anderseits, sondern ausserdem noch darauf, dass die Eingangsimpedanz des Siebkreises für die Grundschwingung verhältnismässig gross ist und derart gewählt werden kann, dass sie dem inneren Widerstand im Oszillator entspricht, während dieselbe für die Obersehwingungen praktisch genommen beinahe einen Kurzschluss des Oszillators bildet.
Für die Grundschwingungen würde die genannte Eingangsimpedanz, wenn der Siebkreis ungedämpft wäre, auf Grund der Gleichung 1 unendlich gross sein und sie kann immerhin durch passende Bemessung der Dämpfung sowie das Verhältnis zwischen den drei Grössen L, Cund C jeden beliebig grossen Wert erhalten. Um die grösstmögliche Leistung aus dem Oszillator herauszuholen, soll die Grösse der Eingangsimpedanz für die Grundschwingung gleich dem inneren Widerstand des Oszillators sein. Wenn es nicht notwendig ist, mit der Oszillatorleistung zu sparen, so ist es aus gewissen Gründen vorteilhaft, die Eingangsimpedanz wesentlich niedriger als den inneren Widerstand zu halten. Dadurch erreicht man unter andern, dass die Frequenz der erzeugten Schwingungen unabhängig von den verschiedenen Batteriespannungen sich mehr konstant hält.
Die Anpassung der beiden Impedanzen kann gegebenenfalls mittels eines Transformators (Fig. 3) erfolgen. Für die Oberschwingungen ist die Eingangsimpedanz zwischen den Klemmen 1 praktisch genommen gleich der Reaktanz des Kondensators 01, Ein grosser Wert des Kondensators al wirkt also in günstiger Richtung sowohl in bezug auf die spannungstransformierende Wirkung des Siebkreises als auch in bezug auf die kurzschliessende Wirkung desselben auf die Oberschwingungen.
Bei der Schaltung nach Fig. 2 ist die Eingangsseite 1, 1 des Schwingungskreises Li, C*i, Cs über
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Der Schwingungskreis hat hier die doppelte Aufgabe, die Schwingungsfrequenz im Oszillator (s. Gleichung l) festzulegen und als Siebkreis für die erzeugten Schwingungen zu dienen. Die Ausgangsseite 2, 2 ist über einen Blockkondensator 7 zwischen dem Gitter 8und der Kathode deiner Verstärkerrohre. M angeschlossen. Die eine der Ausgangsklemmen 2 des Siebkreises ist mit dem-Gitter 6 des Oszillators durch eine Leitung 11 verbunden, die eine galvanische Rückkopplung bildet. Diese galvanische Rückkopplung kann durch eine passende Rückkopplung anderer Art ersetzt werden.
Es ist in dieser Hinsicht nur wesentlich, ausser dass die Rückkopplung in richtiger Weise wirken soll, dass nur die vom Siebkreis hindurchgelassenen Schwingungen, also praktisch genommen nur die Grundschwingung, eine Rückkopplungswirkung aus- üben dürfen. Durch zweckmässig angeordnete Drosselspulen 12, 13, 14, 15 werden die Schwingungen von den Batterien ferngehalten. Die Drosselspule 13, 15 können gegebenenfalls durch grosse Ohmsche Widerstände ersetzt werden. Die verstärkten reinen Schwingungen werden bei 16 entnommen.
Die Anordnung nach Fig. 3 unterscheidet sich von der vorher beschriebenen teils durch den Transformator 12 zwischen dem Anodenkreis des Oszillators und den Eingangsklemmen 1-1, teils darin, dass nicht die ganze Ausgangsspannung sondern nur ein Teil derselben für die Rückkopplung entnommen wird. Die Leitung 11 für die Rückkopplung ist nämlich hier zwischen zwei zwischen den Ausgangsklemmen des Siebkreises hintereinander gekoppelten Kondensatoren C"z, C"z angeschlossen. Durch passende Wahl des Verhältnisses zwischen C'g, at2 kann offenbar die Grösse des für die Rückkopplung entnommenen Teiles der Ausgangsspannung nach Belieben gewählt werden.
Die Anordnung nach Fig. 3 passt für den Fall, dass man eine Verstärkerröhre 10 mit grossem Sättigungsstrom direkt nach dem Oszillator verwenden will, wobei man also, um die Verstärken röhre voll auszunutzen, veranlasst sein kann, dieser Röhre eine Gitterspannung mit. so grosser Amplitude zuzuführen, dass diese Spannung nicht direkt für die Rückkopplung benutzt werden kann.
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