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Aus kapazitiv gekoppelten Kreisen bestehendes, abstimmbares Schwingungssystem.
Die Erfindung bezieht sich auf ein aus kapazitiv gekoppelten Kreisen bestehendes, abstimmbares Schwingungssystem und bezweckt, ein abstimmbares System zu schaffen, bei dem die Kopplung auf eine vorausbestimmte, gewünschte Weise mit der Abstimmung zusammenhängt.
Die Erfindung soll an Hand der Zeichnungen erläutert werden,
In Fig. 1 der Zeichnung ist ein bekanntes kapazitiv gekoppeltes Schwingungssystem dargestellt,
EMI1.1
EMI1.2
EMI1.3
von Ci und C2 durch
EMI1.4
Wenn die beiden Kreise auf dieselbe Frequenz abgestimmt sind, kann mit Hilfe der Beziehung zwischen der Eigenfrequenz o) der letztere Ausdruck für k in folgender Form geschrieben werden :
EMI1.5
Erfolgt die Abstimmung mittels der Kondensatoren C, und O2 und bleiben dabei L1 und L2 unverändert, so ist der Kopplungsfaktor von der Frequenz abhängig, u. zw. in jenem Sinne, dass bei Zunahme der Frequenz der Kopplungsfaktor proportional dem Quadrate der Frequenz zunimmt.
In Fig. 2 ist eine ebenfalls bekannte Schaltung dargestellt, bei welcher der Kopplungsfaktor umgekehrt proportional mit dem Quadrate der Frequenz abnimmt. Die Kopplung erfolgt hier mittels des Kondensators C, von dem vorausgesetzt wird, dass die Kapazität in bezug auf die veränderlichen Kapazitäten gross ist. Es ergibt sich in diesem Falle für den Kopplungsfaktor der Ausdruck :
EMI1.6
Die beiden in Fig. 1 und 2 dargestellten Kopplungsarten können gleichzeitig in derselben Schaltung angewandt werden, so dass eine Schaltung gemäss Fig. 3 entsteht.
Unter den gleichen Voraussetzungen, wie sie bei den Schaltungen nach Fig. 1 und 2 gemacht wurden, gilt in diesem Fall für den Kopplungsfaktor der Ausdruck :
EMI1.7
und setzt sich demnach aus zwei Gliedern zusammen, wovon das eine proportional mit dem Quadrat der Frequenz zunimmt und das andere umgekehrt proportional mit dem Quadrat der Frequenz abnimmt.
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Die allgemeinste Form des Kopplungsfaktors, die durch Kombination der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Kopplungsarten mit Hilfe von unveränderlichen Kapazitäten erhalten werden, kann, wie aus obigem klar sein wird, dargestellt werden durch
EMI2.1
In manchen Fällen ist es jedoch erwünscht, zwei Sehwingungskreise in einer solchen Weise miteinander zu koppeln, dass entweder der Kopplungsfaktor von der Frequenz unabhängig ist oder aus von der Frequenz abhängigen Gliedern und einem konstanten Glied zusammengesetzt ist.
Erfindungsgemäss wird dieses Ergebnis mit einer Schaltung erzielt, bei der in einem der Kreise ein Kondensator liegt, der eine Kapazität besitzt, die grösser als die Kapazität des Abstimmkondensators ist und der einerseits unmittelbar mit dem einen Ende der Selbstinduktionsspule des zweiten Kreises und anderseits über einen Kondensator, dessen Kapazität in bezug auf die der Abstimmkondensatoren klein ist, mit dem andern Ende der genannten Selbstinduktion verbunden ist und weiters durch eine Ausführungsform bei der in Reihe mit dem Abstimmkondensator jedes der Kreise zwei Kondensatoren von grosser Kapazität derart geschaltet sind, dass einer der beiden Kondensatoren in den beiden Kreisen liegt und mit einem der Enden jeder der Selbstinduktionsspulen der beiden Kreise verbunden ist,
während die andern Enden der Selbstinduktionsspulen über einen Kondensator geringer Kapazität miteinander verbunden sind.
EMI2.2
EMI2.3
EMI2.4
gleicher Art wie die der Fig. 4 dargestellt. Sie ist jedoch durch Hinzufügung zweier Kondensatoren C2 und 08, wovon ersterer klein, letzterer gross ist, gegenüber den Abstimmkondensatoren C1 und C,., symmetrisch gemacht. Der Kopplungsfaktor dieses Systems wird dargestellt durch den Ausdruck :
EMI2.5
und setzt sieh also zusammen aus der Summe zweier von der Frequenz unabhängiger Grössen.
Durch Vertauschung von L, und C., oder von L2 und O2 erhält man eine Umkehrung des Vorzeichens eines der Teile, aus denen der Ausdruck für den Kopplungsfaktor besteht, so dass letzterer durch die Differenz zweier von der Frequenz unabhängiger Grössen bestimmt wird.
Gemäss der Erfindung kann die Kopplung nach der Schaltung der Fig. 4 und 5 mit der Kopplung nach einer der beiden Schaltungen der Fig. 1 oder 2 oder auch mit beiden zugleich kombiniert werden.
Man erhält in dieser Weise für den Kopplungsfaktor als Ausdruck allgemeiner Form :
EMI2.6
der sich also aus zwei frequenzabhängigen und einem frequenzunabhängigen Glied zusammensetzt. Dabei können die Koeffizienten a, b, c verschiedene Vorzeichen haben und ihre Werte sind von der Wahl der Grösse der Kopplungskapazitäten abhängig. Ein Beispiel einer solchen Kombination, wobei a, bund c positive Grössen sind, ist in Fig. 6 dargestellt, welche Schaltung als durch die Vereinigung der Fig. 1, 2 und 5 entstanden gedacht werden kann. Der Kopplungsfaktor wird in diesem Fall :
EMI2.7
EMI2.8
gross sind in bezug auf 01 und C' ! :.
Eine ähnliche Kombination, wobei das frequenzunabhängige Glied in dem Ausdruck für den Kopplungsfaktor mit negativen Vorzeichen auftritt, also. k die Form hat
EMI2.9
ist in Fig. 9 dargestellt. Voraussetzung dabei ist, dass die Kondensatoren cas und C'n von der gleichen Grössenordnung wie die Abstimmkondensatoren 01 und C2 sind, während 03 klein ist gegenüber diesen.
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Wie bereits erwähnt wurde, ist es auch möglich, die Schaltung nach Fig. 4 mit der Schaltung nach Fig. 1 oder nach Fig. 2 zu kombinieren, wie das beispielsweise in den Schaltungen nach Fig. 7 und 8 dargestellt ist.
In Fig. 7 ist die Kapazität des Kondensators C'g kleiner als die der Abstimmkondensatoren Ci und C'ji, während Cg von derselben Grössenordnung ist wie diese. Man findet in diesem Fall einen Kopplungsfaktor der Art
EMI3.1
In Fig. 8 ist C4 erheblich grösser als 01 und O2, während Cm von der gleichen Grössenordnung wie C, und C's ist. Der Kopplungsfaktor erhält dann die Gestalt
EMI3.2
PATENT-ANSPRÜCHE :
1.
Aus zwei kapazitiv gekoppelten Kreisen bestehendes abstimmbares Sehwingungssystem, bei dem eine Vereinigung einer mit der Frequenz an Stärke zunehmenden kapazitiven Kopplung mit einer mit der Frequenz an Stärke abnehmenden kapazitiven Kopplung angewendet ist und bei dem gegebenenfalls die kapazitiven Kopplungen mittels unveränderlicher von der Abstimmung unabhängiger Kapazitäten bewirkt werden, dadurch gekennzeichnet, dass in einem der Kreise ein Kondensator liegt, der eine Kapazität besitzt, die grösser als die Kapazität des Abstimmkondensators ist und der einerseits unmittelbar mit dem einen Ende der Selbstinduktionsspule des zweiten Kreises und anderseits über einen Kondensator, dessen Kapazität in bezug auf die der Abstimmkondensatoren klein ist, mit dem andern Ende der genannten Selbstinduktion verbunden ist.