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Feinabgleichung der Selbstinduktion von Hochfrequenzspulen.
Die Erfindung bezieht sich auf Hochfrequenzspulen mit beweglichem Kern aus verlustarmem ferromagnetischem Material und betrifft die Feinabgleichung der Selbstinduktion derartiger Spulen, insbesondere bei Hochfrequenzfiltern. Unter Feinabgleichung ist hiebei die einmalige Einstellung der
Selbstinduktion innerhalb enger Grenzen im Zuge der Fabrikation von Empfangsgeräten od. dgl. verstanden. Zweck der Feinabgleichung ist es, die kleinen individuellen Fabrikationsunterschiede, welche beispielsweise den Gleichlauf mehrerer Kreise stören würden, zu beseitigen.
Bisher bediente man sich zur Feinabgleichung der Selbstinduktion von Hochfrequenzspulen meist der Methode des Abwickelns, d. h. es wurde absichtlich die Drahtlänge etwas zu gross gewählt, und von der fertigen Spule schrittweise so viel Draht abgewickelt, bis der Selbstinduktionswert richtig war. Bei Spulen mit ferromagnetischem Kern war es auch schon bekannt, die Abgleiclung dadurch vorzunehmen, dass man in den Kern eine Höhlung bohrte und diese nach Bedarf mit fein verteiltem Eisenpulver mehr oder weniger anfüllte. Diesen bekannten Verfahren haftet jedoch der Nachteil an, dass während des Einstellvorganges keine Messung ausgeführt werden kann, so dass man bei der Abgleichung auf Schätzungen angewiesen ist.
Aus diesem Grunde verzichtet man bisher meist auf die Feinabgleichung der Selbstinduktion und begnügte sieh mit der Berichtigung der Eigenschwingung des betreffenden Schwingungskreises durch einen Korrekturkondensator, was jedoch bei der im Verhältnis zu Luftspulen sehr erheblichen Fabrikationsstreuung der Selbstinduktionswerte von Spulen mit festen ferromagnetischen Kernen zu solchen Schwierigkeiten führte, dass solehe Kerne keinen namhaften Eingang in die Praxis finden konnten.
Die Erfindung beseitigt diese Übelstände, indem sie die Lehre gibt, die Feinabgleichung dadurch vorzunehmen, dass eine Hochfrequenzspule mit einem offenen ferromagnetischen Schraubern verwendet wird, der während der Einstellung nur so wenig verschoben wird, dass die Spule ihren Charakter als Eisenkernspule dabei nicht verliert, so dass also die Magnetkraftlinien praktisch innerhalb des ganzen. Abgleichungsbereiches im Spuleninneren durch das magnetische Material, im äusseren Feld aber durch Luft verlaufen. Ausserdem muss die Schraubenbewegung selbsthemmend sein, damit nicht die einmal erfolgte Feinabgleichung beispielsweise bei Transporterschütterungen wieder verlorengeht und soll nur durch ein Hilfswerkzeug möglich sein, um unerwünschte Verstimmungen zu vermeiden, denn die Abgleichung soll in der Regel nur ein einziges Mal vorgenommen werden.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, einen verschiebbaren Eisenkern als Abstimmorgan einer Hochfrequenzspule zu verwenden, also dazu, um beim Betriebe des Gerätes die Wellenwahl damit vorzunehmen. Dieser Vorschlag führte aus verschiedenen Gründen zu keinem Erfolge, u. a. deshalb, weil die Kurve, welche die Selbstinduktion als Funktion der Eintauchtiefe des Kernes darstellt, über einen grösseren Bereich sehr ungünstig verläuft, so dass die Abstimmung keineswegs frequenzproportional ist, oder dass ein umständlicher und zu Fehlern Anlass gebender Ausgleichsmechanismus notwendig wird.
Ferner ändern sich die Kreiskonstanten (Dämpfung usw. ) innerhalb des Variationsbereiches in unerwünschter Weise, so dass die Vorteile der Eisenkernspulen nicht über den ganzen Variationsbereich der Abstimmung ausgenützt wurden, weil an dem kurzwelligen Ende des Variationsbereiehes die Spule praktisch eine reine Luftspule war.
Demgegenüber ist der Korrekturbereich bei der erfindungsgemässen Abgleichung relativ so klein, dass aus der gekrümmten Kurve, welche die Selbstinduktion als Funktion der Eintauchtiefe des Kernes darstellt, nur ein kleines, praktisch lineares Stück herausgegriffen wird. Es ist somit kein besonderer Mechanismus zum Ausgleich der Frequenzkurve erforderlich. Man ordnet die Spule und
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den Kern innerhalb des betreffenden Hochfrequenzgerätes so an, dass die Betätigung der Transportschraube nur bei der Montage, nicht aber bei der Bedienung des Gerätes zugänglich ist. Für Zwecke der Wellenwahl beim Betriebe eines Gerätes wäre eine solche Einstellvorrichtung natürlich ungeeignet.
Besonders bei Bandfiltern von Radioempfangsgeräten ist die genaue Abgleichung der Selbstinduktion der in den gekoppelten Kreisen verwendeten Spulen von Wichtigkeit. Wenn man, wie dies bisher meist geschah, die Selbstinduktion unabgeglichen lässt und die Eigenfrequenz der Primär-und Sekundärseite durch einstellbare Parallelkapazitäten, z. B. Quetschkondensatoren, gleichmacht, so ergeben sich verschiedene Nachteile, u. a.
Unsymmetrie der Bandfilterkurven. Da die Eigenkapazität von Eisenkernspulen im allgemeinen einer geringeren Streuung unterliegt als ihr Selbstinduktionswert, ist es häufig möglich, bei Verwendung der erfindungsgemässen einstellbaren Kerne auf zusätzliche einstellbare Kapazitäten überhaupt zu verzichten und dadurch den Vorteil eines wesentlich verringerten Raumbedarfes und des Fortfalles von Fehlerquellen zu erzielen. So ergibt sich eine besonders einfache und billige Konstruktion, die sich durch grosse zeitliche Konstanz der Abstimmung auszeichnet.
Es ist jedoch im Rahmen der Erfindung auch möglich, insbesondere wenn Leitungskapazitäten abgeglichen werden sollen, ausser den einstellbaren Kernen auch noch einstellbare Trimmer-oder Padderkondensatoren zu verwenden.
Im folgenden soll die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.
Die Zeichnung zeigt einen Filtertransformator (Bandfilter), der mit erfindungsgemässen Hochfrequenzspulen ausgerüstet ist, u. zw. stellt Fig. 1 einen Längsschnitt und Fig. 2 einen Horizontalschnitt nach Linie A-B der Fig. 1 dar. Fig. 3 zeigt eine Einzelheit desselben Filtertransformators.
Auf der Grundplatte 1 aus Isoliermaterial sind die Spulenkörper 2, 3 für die Primär-und Sekundärwicklung des Filters befestigt. Im Innern der Spulenkörper befinden sich die Kerne 4 aus verlustarmem, magnetischem Material. Zu den Wicklungen parallel geschaltete Fixkondensatoren 5 sind an der Rückseite der Grundplatte befestigt. Erfindungsgemäss sind zur genauen Einstellung der Eigenfrequenz des Primär- und Sekundärkreises die Eisenkerne in den Spulen verschiebbar, wodurch deren Induktivität fein abgeglichen werden kann. Zu diesem Zweck sind die Kerne derart gestaltet, dass sie das Spuleninnere vollkommen ausfüllen, so dass sie im Spulenkörper eine sichere Führung erhalten. An einem Ende des Kernes greift die Stellvorrichtung an.
Der mit der Grundplatte 1 verbundene Winkel 6 enthält ein Gewinde für die Stellschraube 7, welche in axialer Richtung auf den Kern wirkt. Am Kernende sind Plättchen 8 aus Isoliermaterial mit einem Ende angeklebt, während ihr freies Ende durch einen Steg 9 in Abstand gehalten wird. Weiters ist eine Spannsehraube 10 vorgesehen, welche die Plättchen 8 fester an den Kern presst. Am Steg 10 greift die Stellschraube an. Um die Anordnung noch kompakter und stabiler zu machen, kann der Raum zwischen den Plättchen 8 mit Isoliermaterial,
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einer metallischen Hülle 11 umgeben, auf deren Boden 12 die Grundplatte mittels Winkeln 13 befestigt ist.
Die Hülle hat die Gestalt eines zylindrischen Absehirmtopfes, durch dessen Stirnflächen die Stellschrauben ragen, so dass die Kerne auch bei eingebautem Transformator leicht nachgestellt werden können.
Das Verschieben der Kerne in den Spulen soll lediglich deren Induktivität ändern. Es ändert sieh jedoch gleichzeitig auch die Kopplung der Spulen, da das Streufeld geändert wird und damit die Bandbreite des Filters. Es ist daher notwendig, nach dem Einstellen der Eigenfrequenz auch die Kopplung der Filterspulen nachzuregulieren. Dies kann in einfacher Weise dadurch erfolgen, dass man die eine Filterspule auf einer gesonderten Grundplatte montiert und sie gegenüber der andern Spule verschiebbar macht. Man kann aber auch, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist, zwischen den beiden Filterspulen eine verschiebbare Abschirmplatte ; M einschalten. Im letzteren Fall erfolgt die Nachregulierung der Kopplung dadurch, dass man die Platte mehr oder weniger weit zwischen die Spulen schiebt.
In Fig. 3 der Zeichnung ist die Befestigung der Absehirmplatte auf der Grundplatte 1 dargestellt. Die Platte 14 ist unten rechtwinkelig abgebogen und besitzt einen Schlitz 15, durch welchen die Befestigungsschrauben 16 ragen. Nach Lüften der Schrauben lässt sich die Platte in der Richtung des Schlitzes verschieben.
Eine weitere grosse Vereinfachung im Aufbau des Filters ergibt sich, wenn die Kerne nicht, wie in der Zeichnung dargestellt, quadratischen, sondern kreisförmigen Querschnitt besitzen. In diesem Falle kann der Kern fest mit der Einstellsehraube verbunden werden, so dass sich jedes weitere Zwischenglied erübrigt.
Die Filterspulen müssen natürlich nicht unbedingt koaxial liegen, sondern können auch nebeneinander mit parallelen oder geneigten Achsen angeordnet werden, wodurch sich unter Umständen eine günstigere Montage im Apparat ergibt.
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