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Magnetischer Kreis mit differenzierter Scherung der Magnetisierungskurven Die vorliegende Erfindung betrifft einen magnetischen Kreis mit einem mindestens aus zwei verschiedenen magnetischen Materialien bestehenden Magnetkern und differenzierter Scherung der Magne- tisierungskurven, insbesondere für übertragerspulen, welche für Fernmeldezwecke verwendet werden.
In Fernmeldeanlagen werden Übertragungsspulen sehr häufig verwendet. Sie dienen bekanntlich in erster Linie zur möglichst einwandfreien und verlustfreien Übertragung der Nachrichten- und Signalströme (Rufströme) von einem Stromkreis zum anderen, zur Anpassung der Impedanzen zwischen den verschiedenen Teilen (Leitungen, Verstärker- und Zentralausrüstungen) der Fernmeldeanlagen und zur galvanischen Trennung von Stromkreisen. Zur Erfüllung dieser Aufgaben müssen die übertragerspulen eine Reihe von Eigenschaften aufweisen.
Es ist bekannt, dass beim Übergang einer Zwei drahtleitung in eine Amtsausrüstung in vielen Fällen eine Gabelschaltung nötig ist, durch welche der Zweidrahtstromkreis in einen vierdrähtigen Stromkreis übergeführt wird, wie z. B. beim Eintritt in einen Zweidrahtverstärker. In solchen Fällen wird eine Leitungsnachbildung verwendet, welche die Impedanz für alle in Frage kommenden Frequenzen nachbildet. Die Gabelschaltung ist bekanntlich aus Symmetrie- gründen über je einen Übertrager mit der Leitung bzw. der Nachbildung verbunden. Diese übertrager sind unter der Bezeichnung Linienspule bzw. Nachbildungsspule bekannt.
Für die Signalgebung auf Fernmeldeleitungen (Übertragung von Ruf- und Wahlsignalen usw.) wird oft ein niederfrequenter Wechselstrom von z. B. 20 oder 50 Hz verwendet, dessen Pegel (bis etwa 70 Volt) bedeutend höher ist als der Pegel der Sprechströme. Die Signalströme müssen selbstverständlich über die Linienspulen übertragen werden. Die ankommenden Rufströme belasten die Nachbildungsspule der ankommenden Leitung praktisch nicht, während die abgehenden Rufströme sie teilweise belasten.
Bei den bisher zur Verwendung gelangenden Spulen konnte die Dimensionierung so gewählt werden, dass die nötige Signalleistung ohne weiteres von den Linienspulen übertragen wurden, ohne deren Wir- kungsgrad für die Übertragung der Nachrichtenströme zu beeinträchtigen.
Bei der heutigen Tendenz der Verkleinerung der Bauteile in nachrichtentechnischen Anlagen müssen aus Raumgründen unter anderem auch die Linienspulen stark verkleinert werden. Dies führt zwangläufig zur Verwendung von Kernmaterialien höherer Permeabilität, damit die vorgeschriebenen Dämp- fungswerte für die tonfrequenten Nachrichtenströme nicht über die zulässige Grenze ansteigen.
Bekannt- lich bewirkt eine Verkleinerung des Spulenkerns bei Verwendung des gleichen Kernmaterials eine Erhöhung der durch die Linienspule verursachten Dämpfung der Nachrichtenströme. Moderne magnetische Materialien haben aber den Nachteil, dass nach einer magnetischen Beanspruchung, die den Sättigungspunkt erreicht oder überschreitet eine, starke Rema- nenz zurückbleibt, sofern der magnetische Kreis ganz geschlossen ist. Eine derartige magnetische Beanspruchung würde bei einer Linienspule durch die Rufströme entstehen.
Die Remanenz beeinflusst selbstverständlich die magnetischen Eigenschaftendes Kerns, da die im Remanenzpunkt für die kleinen Pegel der Nachrichtenströme wirksame Permeabilität kleiner ist als im Ursprung.
Diese veränderte Permeabilität stört den Impedanzabgleich zwischen der Leitung und der Nachbildung, was zu einer unzulässigen Verschlechterung des Pfeifpunktes führen kann, und ausserdem besteht auch die Gefahr einer unzulässigen Erhöhung der durch die Linienspule auf die Nach-
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richtenströme bewirkten Dämpfung infolge der verringerten Spuleninduktivität.
Der Zweck der Erfindung besteht nun in der Schaffung eines magnetischen Kreises, welcher bei Verwendung als Kern in einer Linienübertragerspule die obigen Nachteile zu vermeiden gestattet.
Gegenstand der Erfindung ist nun ein magnetischer Kreis mit einem aus mindestens zwei verschiedenen magnetischen Materialien bestehenden Magnetkern und differenzierter Scherung der Magne- tisierungskurven, welcher sich dadurch auszeichnet, dass bei verschiedenen magnetischen Feldstärken in beiden Materialien jeweils gleich viele Induktionslinien vorhanden sind,
und dass für Feldstärken oberhalb eines gewissen Grenzwertes die Scherung der Magnetisierungskurve des einen Materials durch das andere Material und bei Feldstärken unterhalb des Grenzwertes die Scherung der Magnetisierungskurve des genannten anderen Materials durch das genannte eine Material erfolgt.
Im Gegensatz zu den bekannten Mischkernen mit parallel geschalteten magnetischen Kernteilen, bei welchen bei verschiedenen Feldstärken die Flussver- teilung in den Kernteilen verschieden ist, sind im erfindungsgemässen Fall in beiden Materialien (Kernteilen) bei verschiedenen Feldstärken jeweils gleich viele Induktionslinien vorhanden.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes anhand der Zeichnung näher erläutert.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Bandringkern, der aus zwei Bändern 1 und 2 aus magnetischen Materialien verschiedener Permeabilitäten besteht, und zwar weist beispielsweise das Material des Bandes 1 eine hohe Permeabilität und das Material des Bandes 2 eine niedere Permeabilität auf. Beim Material 1 kann es sich um eine aus Eisen und Nickel bestehende Legierung und beim Material 2 um eine Siliziumeisenlegierung handeln. Wie erkenntlich, sind die beiden Bänder miteinander gewickelt, so dass zwischen zwei aufeinanderfolgenden Lagen oder Umgängen des einen Bandes eine Lage des andern Bandes liegt und umgekehrt.
Bei einem derartigen Kern, bei welchem die einzelnen Bänder nicht in sich geschlossen sind, muss der den Windungen eines Bandes folgende magnetische Induktionsfluss sich über die zwischen den Windungen dieses Bandes liegenden Zwischenräume schliessen. Dabei durchsetzt er das in diesen Zwischenräumen liegende Material des anderen Bandes, und zwar in einer Richtung schräg zur Bandachse. Dies gilt selbstverständlich für beide Bänder.
Man erkennt somit, dass die beiden Bänder für den magnetischen Fluss nicht parallel geschaltet sind, sondern dass die magnetischen Widerstände beider Bänder hintereinander geschaltet sind, wobei das Verhältnis dieser Widerstände stark vom jeweiligen Pegel abhängig ist.
Bei der Verwendung eines Kerns der vorerwähnten Art für Linienspulen sind zwei Betriebsfälle von Interesse, und zwar ein Betriebsfall bei niederen Feldstärken, die den Nachrichtenströmen entsprechen, und ein Fall mit hohen Feldstärken, die den Rufströmen entsprechen.
Bei kleinen Feldstärken ist der magnetische Widerstand des hochpermeablen Materials klein. Das niederpermeable Material bewirkt eine Scherung der Magnetisierungskurve des hochpermeablen Materials. Durch geeignete Wahl der Materialien für die Bänder 1 und 2 und geeignete Wahl ihrer Querschnitte kann man dafür sorgen, dass die Scherung relativ klein bleibt und somit die Übertragung der Nachrichtenströme nur unwesentlich beeinträchtigt wird. Anderseits bewirkt die Scherung der Magnetisierungskurve des hochpermeablen Materials, dass dieses nach erfolgter Sättigung durch hohe Feldstärken keine hohe Remanenz aufweist und rasch entmagnetisiert wird.
Bei hohen Feldstärken tritt eine starke Magneti- sierung auf, die zu einer Sättigung des hochpermeablen Materials führt, so dass die Permeabilität dieses Materials auf einen kleinen Wert abfällt. Dieser Umstand bewirkt eine starke Scherung der Magnetisie- rungskurve des niederpermeablen Materials. Diese Scherung verhindert die Bildung einer zu hohen Rema- nenz im niederpermeablen Material. Trotz der Sche- rung der Magnetisierungskurve des niederpermeablen Materials kann bei geeigneter Dimensionierung der Rufstrom mit relativ gutem Wirkungsgrad übertragen werden.