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Abstimmanordnung mit einer zumindest annähernd kreisförmig ausgebildeten Leitung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Abstimmanordnung, insbesondere in einer UltrahochfrequenzVerstärkerstufe eines Fernsehempfängers, mit einer zumindest annähernd kreisförmig ausgebildeten Leitung, bei der mittels einer leitenden Brücke eine einstellbare Verbindung zwischen zwei Punkten des gleichen Leiters hergestellt ist, mit der die Eigenfrequenz veränderbar ist.
Bei bekannten Anordnungen dieser Art ist die Leitung als eine Schleife ausgebildet, wobei die Verstimmung durch die Verschiebung bzw. Verdrehung einer Kurzschlussbrücke über die Schleife erhalten wird. Dabei ergibt sich die Schwierigkeit, dass gerade an der Stelle, an der der stärkste Hochfrequenzstrom fliesst, ein verschiebbarer Kontakt bestehen muss. Es musste daher ein erheblicher Aufwand getrieben werden, um wenigstens annähernd eine reproduzierbare Einstellung zu ermöglichen.
Bei einer Abstimmanordnung der eingangs erwähnten Art wird dieser Nachteil vermieden und lässt sich unter Verwendung einfacher Kontakte eine sehr genaue Abstimmung erreichen, indem gemäss der Erfindung ein vorzugsweise innerhalb der Leitung angeordnetes, einen geschlossenen Ring oder Scheibe bildendes Leitungsstück über wenigstens zwei leitende Brücken, von denen mindestens eine verschiebbar ist, mit zwei Punkten der Leitung verbunden ist.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass man die Verschiebung einer Kurzschlussbrücke und die dadurchbedingten Kontaktschwierigkeiten vermeidenkann, wennmanin grundsätzlich bekannter Weise die elektrische Länge der Leitung ändert. Eine solche Längenänderung hat man bei geradlinig ausgebildeten Leitungen z. B. dadurch vorgenommen, dass man die Leitung als konzentrische Röhren gestaltet hat, die ineinander geschoben wurden. Beim Erfindungsgegenstand jedoch wird ein Teil der kreisförmigen Leitung durch ein scheiben- oder ringförmiges Element überbrückt und damit unwirksam gemacht.
Dabei tritt auch eine Änderung der kapazitiven Belastung auf ; es wird nämlich bei Verkürzung des wirksamen Teiles der Leitung durch den überbrückten Teil der Leitung die Kapazität am Leitungsende, die in erster Linie durch das runde Leitungsstück bedingt ist, erhöht. Durch eine Vergrösserung der Endkapazität wird aber auch die scheinbare elektrische Länge der Anordnung vergrössert. Bei Abstimmung auf höhere Frequenzen (kürzere Wellen) wirkt somit die Vergrösserung der Endkapazität der mit Hilfe des Schleifkontaktes vorgenommenen Verkürzung der Leitungslänge entgegen.
Dadurch ergibt sich, dass bei höheren Frequenzen eine Spreizung der Abstimmskala auftritt : Während nämlich die Abstimmung, wenn lediglich die Lange der Leitung proportional der Schleiferverschiebung geändert wird, proportional der Wellenlänge und damit umgekehrt proportional der Frequenz verläuft, kann durch den Einfluss der Kapazitätserhöhung am Leitungsende erreicht werden, dass die Abstimmung sich direkt proportionalmit der Frequenz ändert. So kann erreicht werden, dass die gewünschten Frequenzkanäle auf einer mit den verschiebbaren Kontakten verbundenen Skala etwa gleiche Abstände voneinander aufweisen.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Über einer z. B. etwa quadratischen Grundplatte 1 aus leitendem Material ist eine etwa kreisförmige aufgewickelte Leitung 2 aus Metallband mittels Isolierstützen 3 angebracht. Der offene Anfang ist bei 4 nach aussen geführt und kann dort mit weiteren Schaltelementen verbunden werden. Auch das andere Ende der Leitung 2
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kann herausgeführt und mit einem Anschluss versehen sein.
Die Isolierung zwischen der Platte 1 und der Leitung 2 kann auch durchschichtförmigesMaterialher- gestellt sein, wie es z. B. in der Technik der gedruckten Schaltungen geläufig ist.
Innerhalb der Leitung 2 ist ein ring-oder scheibenförmig ausgebildetes Leitungsstück 5 angebracht.
Dieses Leitungsstück ist über eine Brücke 7 mit dem Ende der Leitung 2 elektrisch verbunden. Zwischen dem äusseren Rand des Leitungsstückes 5 und dem inneren Rand der Leitung 2 ist ein Schleifkontakt 6 ver- schiebbar angebracht, der eine elektrische Verbindung zwischen beiden Rändern herstellt.
In der in Fig. la dargestellten Lage bildet der Leiter 2 gegenüber der Platte l eine Lecherleitung, an deren Ende über die Brücke 7 und den. Kontakt 6 das Leitungsstück 5 angeschlossen ist, das gegenüber der
Platte 1 als. Kapazität wirkt. Wickelt man den wirksamen Teil der Leitung ab, so erhält man eine Anord- nung nach Fig. 2a. Der Leiter 2 ist somit fast in seiner ganzen Lange als abgestimmte Leitung für die ge- wünsche Resonanz wirksam. Durch die Kapazität des Leitungsstückes 5 wird seine wirksame Länge noch etwas vergrössert.
Wird der Schleifer 6 gemäss der Fig. lb um etwa 1800 gedreht, so ergibt sich, wenn man den wirksa- men Teil der Leitung 2 wieder abwickelt, eine Anordnung nach Fig. 2b. Der wirksame Teil der Leitung ist etwa auf die Hälfte verkürzt. Der nicht mehr wirksame Teil der Leitung 2, der durch das Leiterstück 5 überbrückt wird, ist nur noch mit seine. Kapazität gegenüber der Platte 1 wirksam und erhöht damit die kapazitive Belastung der Leitung 2 an ihrem Ende.
Ist schliesslich der Schleifer 6 gemäss Fig. 1c an den Leitungsanfang gestellt, ergibt sich nach Fig. 2c nur eine sehr kurze wirksame Leitung, während die. Kapazität an ihrem Ende durch die Eigenkapazität des überbrückten Teiles der Leitung 2 wesentlich erhöht. ist.
Es ist natürlich auch möglich, statt der in Fig. l dargestellten unsymmetrischen Leitung die Anordnung symmetrisch auszubilden, indem an beiden Seiten der Platte 1 eine Leitung angeordnet ist.
Die Anordnung nach den Fig. 1 und 2 lässt sich durch ein Ersatzschaltbild nach Fig. 3 darstellen. Der Eingang der Leitung wird dabei durch die Klemme 4 gegenüber der Platte 1 dargestellt, während das Ende der Leitung an der Brücke 7 liegt. Durch Verstellen des Schleifers 6. wird einerseits die Länge der Leitung zwischen den Punkten 4 und 7 verändert. und anderseits die Kapazität an ihrem Ende. Beide Änderungen sind dabei derart miteinander gekoppelt, dass eine Verkürzung der Leitung 2 mit einer Vergrösserung der Kapazität am Ende einhergeht.
Die Abstimmanordnung nach der Erfindung kann in bekannter Weise als kapazativ belastete Lecherleitung als Resonanzelement verwendet'werden. Dabei kann ihr. Eingang über ein weiteres, ebenfalls für die Abstimmung mit zu berücksichtigendes Leitungsstück mit dem Ausgang oder dem Eingang eines Verstärkerelementes, z. B. der Anode einer Elektronenröhre, verbunden sein. Statt mit den Punkten 4 und 1 kann die Anordnung nach der Erfindung auch mit den Punkten 7 und 1 an diese Verbindungsleitung angeschlossen werden. Zwar kann es dann erforderlich sein, die Länge der Verbindungsleitung anders zu bemessen, um bei der gewünschten Frequenz Resonanz zu erhalten. Grundsätzlich ist jedoch auch dabei eine Abstimmung nach dem Prinzip einer am Ende offenen Lecherleitung vorhanden.
Durch die innere Kapazität der angeschlossenen Leitung, z. B. des Ausganges eines Verstärkerelementes, wird an sich eine Verkürzung des aussen anzuschliessenden Teiles einer auf Resonanz eingestellten Lecherleitung bewirkt. Eine solche Verkürzung kann jedoch unerwünscht sein, weil dadurch die Möglichkeit einer Änderung der Abstimmung durch Änderung der Länge eingeengt wird. Es ist daher zweckmässig, in die Verbindungsleitung einen Kondensator einzuschalten. Man kann dann aussen eine erheblich längere Leitung anschliessen, deren effektive Länge durch den Kondensator scheinbar verkürzt wird. Besonders günstige Ergebnisse erhält man, wenn der Verkürzungskondensator nahe an der Leitung 2, z. B. an ihrem Anfang 4 oder in der Nähe der Brücke 7, angeordnet ist. Eine derartige Anordnung zeigt Fig. 4.
Dabei ist die Anode einer Verstärkerröhre 15 über eine Verbindungsleitung 10 mit der Abstimmanordnung nach der Erfindung verbunden, u. zw. mit dem Ende, an dem das Leitungsstück 5 über die Brücke 7 an die Leitung 2 angeschlossen ist. Unmittelbar in der Nähe der Brücke 7 ist der Verkürzungskondensator 11 angebracht.
Bei den bisher beschriebenen Anordnungen war die Lecherleitung an ihrem Ende praktisch unbelastet.
Es ist jedoch bei einer Anordnung nach der Erfindung auch möglich, einen Abschluss mit einer X/4-Leitung durchzuführen, wobei das eine Ende dieser Leitung kurzgeschlossen ist. Dazu wäre das eine Ende der Leitung 2 über ein zusätzliches Leitungsstück 12 an Erde, d. h. vorzugsweise an die Platte 1 anzuschliessen.
Bei dieser Anordnung'wird erreicht, dass der grösste Strom am Ende der Hilfsleitung 12 fliesst, also an einer Stelle, an der ein fester Kontakt besteht. Der verschiebbare Kontakt 6, durch den die effektive Länge der Leitung 2 geändert wird. befindet sich in der Nähe'des Spannungsbauches und wird daher durch den
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Hochfrequenzstrom nur sehr wenig belastet. Es ist daher möglich, auch bei Ausnutzung einer X/4-Leitung einen verschiebbaren Kontakt zu verwenden, der verhältnismässig einfach ausgebildet sein kann und trotz- dem immer einwandfrei funktioniert.
Die Länge des Leitungsstückes 12 soll zweckmässig ein Viertel der Betriebswellenlänge betragen und vorzugsweise weniger als 1 - 1096 von der Betriebswellenlänge abweichen. Unter Betriebswellenlänge ist dabei der durch die Knotenabstände gegebene Wert zu verstehen, der in der Praxis im allgemeinen klei- ner ist, wenn zwischen den leitenden Teilen der Leitung ein Dielektrikum angeordnet ist, dessen Dielek- trizitätskonstante merklich grösser ist als 1. Wenn die Abstimmung über einen grösseren Bereich erfolgt, z. B. zwischen 470 und 900 MHz beim Fernsehen, ist fur die Bemessung des Leitungsstückes 12 die kür- zeste Wellenlänge zugrunde zu legen.
Eine Abstimmanordnung nach der Erfindung kann auch in einer Oszillatorschaltung verwendet wer- den, bei der gegenphasige Spannungen zur Steuerung eines Verstärker elementes erforderlich sind. Ein Aus- führungsbeispiel davon zeigt Fig. 5.
Dabei sind der Anfang 4 und die Brücke 7 einer Abstimmanordnungnach der Erfindung mit dem Aus- gang und dem Eingang eines Verstärkerelementes, hier der Anode und dem Gitter einer Elektronenröhre 15, Über Verbindungsleitungen 16 bzw. 17 verbunden. Am Gitter der Röhre 15 sind weiter ein Trennkonden- sator 18 und ein Ableitwiderstand 19 gegen Erde angeschlossen. Die Kathode der Röhre 15 ist ebenfalls ge- erdet. Zwischen der Anode der Röhre 15 und Erde ist weiter ein Abgleichkondensator 20 eingeschaltet.
Die Platte 1 der Abstimmanordnung liegt ebenfalls an Erde.
Bei der dargestellten Anordnung treten an den Enden der abgestimmten Lecherleitung, die durch die Leitungsteile 16 und 17 und die Abstimmanordnung gebildet wird, gegenphasige Spannungen auf, so dass der Oszillator etwa nach dem Prinzip einer Colpittschaltung schwingt. Durch Verschieben des Kontaktes 6 kann die Abstimmfrequenz geändert werden.
Zum Empfang von Schwingungen mit niedrigerer Frequenz in fest gegebenen Bereichen kann es zweckmässig sein, die Leitung 2 der Abstimmanordnung in an sich bekannter Weise um feste Stücke zu verlängern und dann diese festen Stücke nacheinander mit einzuschalten.
Dies ist in Fig. 5 angedeutet. Das Ende der Leitung 2 ist dort aufgeschlitzt, so dass Kontaktstreifen 21 entstehen, zwischen denen Verlängerungsstücke 22 angeordnet sind. Diese Verlängerungsstücke können in Form von Leiterschleifen ausgebildet sein, sie können aber auch spulenförmig aufgewickelte Drahtenden sein.
Eine solche absatzartig Verlängerung der Leitung 2, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist, kann auch bei den Anordnungen nach Fig. 1 und 4 angewendet werden.
Eine Abstimmanordnung nach der Erfindung kann auch zur Kopplung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Verstärkerstufen Verwendung finden, wobei gegebenenfalls zwei Anordnungen zu einem Bandfilter vereinigt sein können.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Abstimmanordnung, insbesondere in einer Ultrahochfrequenz-Verstärkerstufe eines Fernsehempfän- gers, mit einer zumindest annähernd kreisförmig ausgebildeten Leitung, bei der mittels einer leitenden Brücke eine einstellbare Verbindung zwischen zwei Punkten des gleichen Leiters hergestellt ist, gekennzeichnet durch ein vorzugsweise innerhalb der Leitung (2) angeordnetes, einen geschlossenen Ring oder eine Scheibe bildendes Leitungsstück (5), das über wenigstens zwei leitende Brücken (6,7), von denen mindestens eine (6) verschiebbar ist, mit zwei Punkten der Leitung verbunden ist.