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Schwingungskreis zur Übertragung elektrischer Schwingungen mit einem grossen Durch- lassbereich
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mehrere Kreise durch bestimmte gegenseitige
Kopplungen zu einem Bandfilter vereinigt.
Auch ist es bei Verstärkern bekannt, die als
Kopplungselemente zwischen den verschiedenen aufeinanderfolgenden Verstärkerstufen dienenden
Schwingungskreise auf etwas abweichende
Frequenzen abzustimmen.
Die Erfindung besteht darin, bei einem Schwingungskreis Übertragung elektrischer Schwin- gungen sehr hoher Frequenz mit einer grossen Durchlassbreite, der wenigstens eine Induktivität enthält, deren Kern aus elektrisch nicht oder nahezu nichtleitendemferromagnetischem Material besteht, die stoffliche Zusammensetzung dieses Materiales derart zu wählen, dass im durchzulassenden hohen Frequenzbereich die Permeabilität mit der Frequenz stark abnimmt.
Die Spule wird hiebei in einem Frequenzbereich verwendet, in dem der Effektivwert der Permeabilität viel geringer ist als der bei den früheren Anwendungen als optimal betrachtete Maximalwert und z. B. ein Drittel bis ein Zehntel dieses Wertes beträgr.
Auch bei Spulen mit lamelliertem oder feinverteiltem Eisen nimmt die Permeabilität des Kernmateriales infolge der sogenannten Hautwirkung mit zunehmender Frequenz scheinbar ab. Eine solche Wirkung ist jedoch beim Gegenstand der Erfindung nicht erwünscht, da sie nicht zum beabsichtigten Ergebnis führt. Die Hautwirkung darf daher nur eine untergeordnete Rolle spielen.
Es hat sich ergeben, dass insbesondere bei den erwähnten Spulen mit ferromagnetische Verbindungen enthaltenden Kernen durch geeignete Zusammensetzung des Kernmateriales im zu übertragenden Frequenzbereich eine solche Abnahme der Permeabilität mit der Frequenz erzielbar ist, dass die Schaltung eine günstige Bandfilterwirkung aufweist.
Es ist ohne weiteres einzusehen, dass ein Kreis mit einem Kern aus dem erwähnten ferromagnetischen Werkstoff dadurch die gewünschte Eigenschaft aufweist, dass bei steigender Frequenz entsprechend der Permeabilität auch die Induktivität abnimmt. Insbesondere bei Verwendung eines Parallelschwingungskreises passt sich dieser gleichsam der aufgedrückten Frequenz
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an und die Kreisimpedanz ändert sich daher weniger rasch mit der Frequenz als bei einem Kreis mit einer Spule ohne einem ferromagnetischen Kern mit im übrigen gleicher Dämpfung.
Der Zusammenhang zwischen der Permea-
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stante und m ein von der Art des Kernmateriales abhängiger Wert ist. Nach der Erfindung wird das Material vorzugsweise derart gewählt, dass der Wert m in dem zu übertragenden Bereich zwischen 0-8 und 2 liegt.
Es ist leicht nachweisbar, dass bei einem Wert von m = 2 der ideale Zustand eintreten würde, nämlich, dass der Schwingungskreis bei jeder
Frequenz des betreffenden Bereiches in Resonanz ist. Man wird daher bestrebt sein, diesen Fall möglichst zu verwirklichen.
Es wurde festgestellt, dass die unter dem Namen "Ferroxcube"bekannten Materialien, welche als wesentlichen Bestandteil ein Ferrit enthalten, für den beabsichtigten Zweck sehr günstige
Eigenschaften aufweisen.
Gegenüber Parallelschwingungskreisen, deren Durchlassbreite mittels eines Parallelwiderstandes vergrössert ist, bietet die Erfindung den Vorteil, dass ein viel günstigerer Wert des Produktes von Bandbreite und Maximalimpedanz des Kreises erhalten wird, wenn z. B. unter Bandbreite hier die Differenz zwischen zwei Frequenzen verstanden wird, bei der die Impedanz bis unterhalb eines bestimmten Teiles der Maximalimpedanz herabsinkt.
Mit der Zusammensetzung des Materiales ändert sich auch der Frequenzbereich, in dem die für die Erfindung günstigste Beziehung zwischen der Permeabilität (bzw. den Verlusten) und der Frequenz auftritt, so dass durch geeignete Wahl des Materiales eine Bandfilterwirkung für verschiedene Frequenzbereiche erhalten werden kann.
Die Erfindung ist bei Verstärkern mit Parallelschwingungskreisen verwendbar, welche ein Frequenzband bestimmter Breite durchlassen müssen. Sie lässt sich aber auch bei Verstärkern für Videofrequenzspannungen verwenden, bei denen Schwingungen sämtlicher Frequenzen unterhalb einer bestimmten Grenze verstärkt werden müssen. Ferner findet sie bei Bandfiltem mit gekoppelten Kreisen und Bandverstärkern Anwendung, bei denen die Kopplungselemente zwischen den verschiedenen aufeinanderfolgenden Stufen aus gegenseitig verstimmten Schwingungskreisen bestehen.
Es wurde festgestellt, dass besonders günstige Ergebnisse in dem zwischen 10 und 100 MHz liegenden Frequenzbereich erzielbar sind.
Die Erfindung eignet sich ferner zur Anwendung im Antennenkreis eines Empfängers für Ultrahochfrequenzschwingungen, wenn dieser Kreis zur Aufnahme eines breiten Frequenzbereiches dienen soll. In diesem Falle wird erfindung- gemäss ein Stab aus einem ferromagnetischen
Stoff als Antenne verwendet, der zugleich den Kern der Spule des Eingangskreises des Rund- funkempfängers bildet.
In diesem Zusammenhang sei bemerkt, dass es an sich bekannt ist, bei Empfangsgeräten mit Rahmenantennen den Empfangsrahmen zur Erhaltung einer besseren Konzentration des durch den Rahmen hindurchgehenden magnetischen Feldes mit einem ferromagnetischen Stoff zu versehen.
Die Erfindung unterscheidet sich von dieser bekannten Vorrichtung nicht nur dadurch, dass in einem Frequenzbereich gearbeitet wird, der gegenüber dem Bereich der zu empfangenden Frequenzen auf besondere Weise gewählt ist, sondern auch dadurch, dass die Abmessungen der Antenne aus dem ferromagnetischen Stoff gegenüber denen der Spule gross sind. Diese kann auf eine verhältnismässig geringe Länge des stabförmigen Kernes konzentriert sein. Die Antenne wird vorzugsweise in Richtung des magnetischen Feldes angeordnet und kann als magnetischer Dipol wirken, der eine starke Konzentration des magnetischen Feldes herbeiführt. Aus denselben Gründen wie die bereits beschriebene Parallelresonanzspule mit einem magnetischen Kern wird eine solche Antenne zum gleichzeitigen Empfang von Frequenzen innerhalb eines weiten Bereiches geeignet sein.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schwingungskreis zur Übertragung elektrischer Schwingungen sehr hoher Frequenz mit einer grossen Durchlassbreite, der wenigstens eine Induktivität enthält, deren Kern aus elektrisch nicht oder nahezu nicht leitendem ferromagnetischem Werkstoff besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Permeabilität des Kernes der Beziehung jj, = Cl-fols wobei der Wert m in dem durchzulassenden Bereich etwa zwischen 0-8 und 2, vorzugsweise nahe an 2 liegt und j die Frequenz und C eine Konstante bedeuten.
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Oscillation circuit for the transmission of electrical oscillations with a large transmission range
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several circles through certain mutual
Couplings combined into a band filter.
It is also known in amplifiers known as
Coupling elements between the various successive amplifier stages serving
Oscillation circles to something different
Tuning frequencies.
The invention consists in a resonance circuit transmission of electrical vibrations of very high frequency with a large passage width, which contains at least one inductance, the core of which consists of electrically non-conductive or almost non-conductive ferromagnetic material, the material composition of this material to be selected so that the high frequency range, the permeability decreases sharply with frequency.
The coil is used hiebei in a frequency range in which the effective value of the permeability is much lower than the maximum value considered optimal in earlier applications and z. B. a third to a tenth of this value amount.
Even with coils with lamellar or finely divided iron, the permeability of the core material apparently decreases with increasing frequency due to the so-called skin effect. However, such an effect is undesirable in the subject matter of the invention, since it does not lead to the intended result. The skin effect should therefore only play a subordinate role.
It has been found that, in particular in the case of the aforementioned coils with cores containing ferromagnetic compounds, by suitable composition of the core material in the frequency range to be transmitted, such a decrease in permeability with frequency can be achieved that the circuit has a favorable band filter effect.
It can readily be seen that a circle with a core made of the ferromagnetic material mentioned has the desired property that, with increasing frequency, the inductance also decreases in accordance with the permeability. In particular when using a parallel oscillating circuit, it adapts itself to the applied frequency
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and the circuit impedance therefore changes less rapidly with frequency than in a circuit with a coil without a ferromagnetic core with otherwise the same damping.
The relationship between the permea-
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constant and m is a value that depends on the type of core material. According to the invention, the material is preferably chosen such that the value m is in the range between 0-8 and 2 to be transferred.
It can easily be demonstrated that with a value of m = 2 the ideal state would occur, namely that the oscillation circuit for every
Frequency of the area in question is in resonance. Efforts will therefore be made to make this case as possible.
It has been found that the materials known under the name "Ferroxcube", which contain a ferrite as an essential component, are very favorable for the intended purpose
Have properties.
Compared to parallel oscillation circuits, the passage width of which is increased by means of a parallel resistor, the invention offers the advantage that a much more favorable value of the product of the bandwidth and maximum impedance of the circuit is obtained when z. B. bandwidth is understood here as the difference between two frequencies at which the impedance drops below a certain part of the maximum impedance.
The composition of the material also changes the frequency range in which the most favorable relationship between permeability (or losses) and frequency occurs for the invention, so that a band filter effect can be obtained for different frequency ranges through a suitable choice of material.
The invention can be used in amplifiers with parallel oscillation circuits which have to pass a frequency band of a certain width. However, it can also be used in amplifiers for video frequency voltages in which vibrations of all frequencies below a certain limit have to be amplified. It is also used in band filters with coupled circuits and band amplifiers in which the coupling elements between the various successive stages consist of mutually detuned oscillation circuits.
It was found that particularly favorable results can be achieved in the frequency range between 10 and 100 MHz.
The invention is also suitable for use in the antenna circuit of a receiver for ultra-high frequency oscillations if this circuit is to be used to accommodate a wide frequency range. In this case, according to the invention, a rod is made from a ferromagnetic one
Fabric used as antenna, which at the same time forms the core of the coil of the input circuit of the radio receiver.
In this connection it should be noted that it is known per se to provide the receiving frame with a ferromagnetic substance in receiving devices with loop antennas in order to maintain a better concentration of the magnetic field passing through the frame.
The invention differs from this known device not only in that it works in a frequency range that is selected in a special way compared to the range of frequencies to be received, but also in that the dimensions of the antenna made of the ferromagnetic material compared to those of the coil are big. This can be concentrated on a relatively short length of the rod-shaped core. The antenna is preferably arranged in the direction of the magnetic field and can act as a magnetic dipole, which brings about a strong concentration of the magnetic field. For the same reasons as the parallel resonance coil with a magnetic core already described, such an antenna will be suitable for the simultaneous reception of frequencies within a wide range.
PATENT CLAIMS:
1. Oscillating circuit for the transmission of electrical vibrations of very high frequency with a large passage width, which contains at least one inductance, the core of which consists of electrically non-conductive or almost non-conductive ferromagnetic material, characterized in that the permeability of the core has the relationship jj, = Cl-fols where the value m in the range to be passed is approximately between 0-8 and 2, preferably close to 2, and j is the frequency and C is a constant.