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Wellenbereichumschalter Die Erfindung bezieht sich auf einen Wellenbereichumschalter,
insbesondere für Ultrakurzwellen, wie Kanalwähler für Fernsehempfänger, bei dem
die Abstimmkreise wenigstens für die Wellenbereiche über 100 MHz aus einer Resonanz-Doppelleitung
mit parallel verlaufenden geraden Leitern besteht, welche in Abständen, die den
gewünschten Wellenbereichen entsprechen, mit Hilfe von metallenen Kontaktorganen
kurzschließbar sind.
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Bei derartigen Wellenbereichumschaltern, bei denen die Kontaktstellen
in einer Ebene und räumlich gleichmäßig verteilt angeordnet sind, z. B. bei Drucktasten-oder
Nockenschaltern od. dgl., muß zur Erzielung eines aus konstruktiven Gründen erforderlichen
gleichmäßigen Abstandes der einzelnen Kontaktstellen voneinander, der durch die
gegenseitige Entfernung der einzelnen Drucktasten oder Nockenscheiben od. dgl. bedingt
ist, die Länge der Doppelleitung verhältnismäßig groß, ihr Wellenwiderstand aber
extrem klein sein. Aus Anpassungsgründen soll aber der Resonanzwiderstand der Leitung
meistens groß sein. Außerdem darf die Doppelleitung zur Vermeidung von Verlusten
keine Stoßstellen, d. h. keine Inhomogenität, aufweisen. Auch müssen die Leiter
zur Einhaltung der Frequenzkonstanz fest gehaltert werden.
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Es sind bereits Wellenbereichumschalter mit einer Resonanz-Doppelleitung
(Lechersystem) bekannt. Bei einer bekannten Anordnung dieser Art können z. B. die
Spulen bei höheren Frequenzen aus geraden Leitern bestehen; näheres ist hierüber
jedoch nicht bekannt. Bei einem ferner bekannten Trommelumschalter mit Resonanz-Doppelleitung
«=erden durch die Anwendung des Drehschalterprinzips sehr kurze Schaltwege und durch
die Anordnung der Leitungen auf einem Kreisbogen räumlich sehr kurze Resonanzleitungen
erzielt. Der Leiterabstand und damit der Wellenwiderstand der Doppelleitung sind
bei diesem Schalter deshalb relativ groß, so daß diese Doppelleitung selbst bei
gestreckter Ausführung der Leiter zur Bedienung durch Drucktasten oder Schaltnocken
usw. nicht verwendbar ist. Außerdem weisen bei dem bekannten Schalter die Leitungen
eine große Anzahl von Stoßwellen auf, d. h., sie sind nicht homogen; die erzielbaren
Resonanzwiderstände sind also gering, die durch die Stoßstellen bedingten Verluste,
insbesondere durch Reflexion, aber sehr groß.
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Die Erfindung beseitigt diese Nachteile und schafft einen Wellenbereichumschalter
eingangs erwähnter Art mit extrem kleinem Wellenwiderstand und Leitungslängen, die
bei vorgegebenen gleichmäßigen Wellenbereichen einen genügend großen Abstand der
Kontaktstellen voneinander zulassen, dadurch, daß die Doppelleitung aus zwei stets
den gleichen Querschnitt aufweisenden homogenen Leitern besteht, die wenigstens
im Bereich der Kurzschlußkontaktsfellen in einem Isolierstoffteil fest gelagert
bzw. eingebettet sind, wobei das Verhältnis des gegenseitigen Abstandes der Leiterachsen
zur Breite der sich gegenüberliegenden Seiten der Leiter in an sich bekannter Weise
kleiner als 2,5, vorzugsweise kleiner als 1,5 ist.
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Zur Vermeidung von Kopplungen zwischen mehreren parallel nebeneinander,
vorzugsweise in einer Ebene angeordneten Doppelleitungen für mehrere Abstimmkreise
sind zweckmäßig zwischen den einzelnen Doppelleitungen gegeneinander und gegen Masse
isolierte metallische Trennwände angeordnet.
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Die Doppelleitungen können zur Erweiterung der umzuschaltenden Wellenbereiche,
vorzugsweise auf Bereiche unterhalb 100 MHz, entweder symmetrisch oder unsymmetrisch
durch räumlich konzentrierte Induktivitäten (Spulen) verlängert werden, deren Einschaltung
ebenfalls durch Kurzschluß-Kontaktorgane erfolgt; hierbei dienen die Doppelleitungen
lediglich als Stromzuführungen zu den konzentrierten Indüktivitäten.
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Vorzugsweise sind an den metallenen Kurzschluß-Kontaktorganen zusätzliche
Schalt- bzw. Abstimmelemente, wie Widerstände oder einseitig an Masse liegende Kondensatoren,
z. B. Drehkondensatoren, angeschlossen, welche bei Betätigung der Kurzschluß-Kontaktorgane
in die Schaltung eingebracht werden und so vorzugsweise im Zusammenwirken mit den
konzentrierten Induktivitäten für die tieferen Wellenbereiche als regelbare Resonanzkreiselemente
dienen.
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Zweckmäßig sind die zu einem Wellenbereich gehörenden Kontaktorgane
mehrerer Abstimmkreise an einer gemeinsamen Kontaktleiste befestigt und mittels
eines auf diese Kontaktleiste einwirkenden Verstellgliedes verschiebbar. Hierbei
kann jedem die Betätigung der zu einem Wellenbereich gehörenden Kurzschluß-Kontaktorgane
bewirkenden Verstellglied ein eigenes Bedienungsorgan, vorzugsweise ein Drucktastensystem,
zugeordnet sein. Zweckmäßig sind die
Verstellglieder für die Kontaktleisten
als Bedienungsorgane, vorzugsweise als Drucktasten, selbst ausgebildet und liegen
diese Bedienungsorgane, vorzugsweise die Drucktastensysteme, in einer Reihe parallel
zu den Doppelleitungen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung können die
Doppelleitungen und/oder die konzentrierten Induktivitäten und/oder die sonstigen
Schalt- bzw. Abstimmelemente in Form sogenannter gedruckter Schaltungen ausgebildet
sein.
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Die Erfindung wird an Hand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele
näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Umschalter nach
der Erfindung und Fig. 2 in ebenfalls perspektivischer Darstellung eine andere Ausführungsform
eines Umschalters teilweise im Schnitt; in Fig. 3 ist als Schaltskizze der Anschluß
der Spulen für die niedrigeren Wellenbereiche an die Resonanzdoppelleitung dargestellt.
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Der Umschalter nach Fig. 1, z. B. ein Kanalwähler für Fernsehempfänger,
enthält eine Anzahl parallel nebeneinander und vorzugsweise im gleichen Abstand
voneinander angeordneter Lagerstege 1 aus Isoliermaterial. Die Anzahl der Lagerstege
1 entspricht der Anzahl der umzuschaltenden Wellenbereiche. Jeder Lagersteg 1 ist
mit vier in einer Ebene liegenden doppelten Durchfübrungsöffnungen2versehen; die
Achsen der sich entsprechenden Durchführungsöffnungen 2 in den einzelnen Lagerstegen
1 liegen in einer Reihe. Durch die Durchführungsöffnungen 2 sind vier Resonanzdoppelleitungen
3 hindurchgeführt, von denen in der Eingangsschaltung eines Fernsehempfängers eine
als Vorkreis, eine als Oszillatorkreis und zwei als Bandfilterkreise dienen.
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Die Doppelleitungen 3 bestehen aus je zwei geraden, homogenen, versilberten
Kupferdrähten gleichen Querschnitts. Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel betrug
der gegenseitige Abstand der Leiterachsen einer Doppelleitung 3 gleich 1,3 mm und
der Durchmesser der einzelnen Leitungsdrähte gleich 1 mm. Das Verhältnis des Abstandes
der Leiterachsen zum Durchmesser der Leitungsdrähte war in diesem Falle also 1,3.
Hierdurch wurde ein extrem kleiner Wellenwiderstand der Doppelleitungen 3 erreicht,
so daß der Abstand der einzelnen Lagerstege 1 voneinander verhältnismäßig groß gewählt
werden konnte; er betrug bei dem obenerwähnten Ausführungsbeispiel etwa 15 mm.
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Die Lagerstege 1 sind ferner pro Doppelleitung 3 mit je einer senkrecht
zur Längsrichtung der Leitungen 3 sich erstreckenden und bis in die Durchführungsöffnungen
2 hineinragenden Einführungsöffnung 4 versehen, in welche ein die Doppelleitung
3 kurzschließendes versilbertes Kontaktorgan 5 in Form eines Kontaktmessers einschiebbar
ist.
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Die zu einem Wellenbereich gehörenden vier Kontaktorgane 5 sind an
einer gemeinsamen Kontaktleiste 6 gehaltert, welche, geführt durch zwei Haltebolzen
7, mittels eines Verstellgliedes 8 entgegen der Wirkung zweier Spiralfedern 9 zum
Lagersteg 1 hin bewegbar ist. Die Kontaktorgane 5 ragen durch die Kontaktleiste
6 hindurch und werden durch je zwei Stifte 10 und 11 gesichert; zwischen dem Stift
11 und der Kontaktleiste 6 ist je eine kleine Schraubenfeder 12 angebracht, die
eine federnde Halterung der Kontaktorgane 5 an der Kontaktleiste 6 bewirkt.
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Zur Vermeidung von Kopplungen zwischen den einzelnen Doppelleitungen
3 sind die Lagerstege 1 mit Einschnitten 13 versehen, in welche gegeneinander und
gegen Masse isolierte Trennwände 14 aus elektrisch leitendem Material eingesetzt
sind. Eine weitere Abschirmung des gesamten Umschalters nach außen ist nicht erforderlich
da die abgestimmten Doppelleitungen 3 praktisch keine unerwünschten Streustrahlen
aussenden.
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Jedes Verstellglied 8 einer Kontaktleiste 6 ist mit einem Bedienungsorgan,
in diesem Falle mit einem Druckknopf 15, versehen; diese Druckknöpfe 15 sind in
einer Reihe parallel zu den Doppelleitungen 3 angeordnet. Beim Drücken auf einen
der Druckknöpfe 15 werden die Kontaktorgane 5 in die Einführungsöffnungen 4 hineingeführt
und schließen, die Doppelleitungen 3 kurz, welche nunmehr wie eine am Ende kurzgeschlossene
d/4 Leitung mit einer bestimmten Wellenlänge), wirken. In dieser Lage rastet ein
am Verstellglied 8 angebrachter Nocken 16 hinter eine Arretierleiste 17, so daß
nach Freigabe des Druckknopfes 15 die Kontaktorgane 5 in ihrer Stellung verbleiben.
Die Arretierleiste 17 ist um eine Achse 18 drehbar, die in einer Halterung 19 gelagert
ist, welche auf einer Abschlußplatte 20 sitzt. Auf die von den Nocken 16 abgewendete
Seite der Arretierleiste 17 wirkt eine an der Platte 20 befestigte Blattfeder 21
ein. Beim Eindrücken einer der anderen Druckknöpfe 15 wird die Arretierleiste 17
zunächst so. weit entgegen dem Druck der Feder 21 geschwenkt, bis der arretierte
Nocken 16 freigegeben wird und die Kontaktleiste 6 mit den Kontaktorganen 5 unter
Wirkung der Spiralfedern 9 in ihre Ausgangslage zurückspringt. Erst jetzt schiebt
sich der Nocken 16 des gedrückten Knopfes 15 hinter den Vorsprung der Arre@ tierleiste
17, so daß nunmehr ein anderer Wellenbereich eingeschaltet ist.
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Durch die Anwendung der Lagerstege l wird erreicht, daß die dünnen
Leitungen 3 auch gegenüber der Belastung durch die Kontaktorgane 5 fest und sicher
gelagert sind. Außerdem lassen sich kleine Maßabweichungen zwischen den Lagerstegen
1 durch gegenseitiges Verbiegen der einzelnen Leiter 3 in einfachster Weise ausgleichen.
Über die Kontaktorgane 5 lassen sich ferner zusätzliche Schalt- bzw. Abstimmelemente,
wie Widerstände oder einseitig an Masse liegende Kondensatoren, in die Leitungen
eintasten. So kann z. B. die Bandbreite der als Bandfilterkreise wirkenden beiden
mittleren Doppelleitungen 3 durch Verkopplung der beiden mittleren Kontaktorgane
5 bereichsweise festgelegt werden.
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Bei Fernsehempfängern liegen in den Frequenzbändern III, IV und V
zwischen 174 und 900 MHz eine große Anzahl Fernsehkanäle mit stets gleicher Bandbreite
von 7 MHz. Für diese Frequenzbänder ist der beschriebene Umschalter mit den homogenen
Doppelleitungen 3 durch den gleichmäßigen Abstand der einzelnen Kanäle besonders
gut geeignet. Unter 174 MHz ist jedoch die Kanal- bzw. Wellenbereicheinteilung nicht
mehr gleichmäßig. So@ liegen im Frequenzband II von 88 bis 100 MHz die sogenannten
Ultrakurzwellen mit einer Vielzahl von Tonfunksendern, während im Frequenzband I
von 41 bis 68 MHz wiederum drei Fernsehkanäle liegen. Der Abstand der einzelnen
Wellenbereiche ist also bei Frequenzen etwa unterhalb 150 MHz nicht mehr konstant.
Aus diesem Grunde ist auch bei homogener Leitungsführung der Doppelleitungen 3 der
Abstand der einzelnen Leitungsabschnitte nicht mehr gleichmäßig. Um dies zu vermeiden,
sind zur Erweiterung der umzuschaltenden Wellenbereiche, vorzugsweise auf Bereiche
unterhalb 100 MHz, die Dopp,ell-eitungen 3 entweder symmetrisch oder unsymmetrisch
durch
räumlich konzentrierte Induktivitäten (Spulen) verlängert.
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In Fig. 3 ist ein Schaltbild einer Doppelleitung 3 mit derartigen
Spulenverlängerungen dargestellt. Der Anfang A der Doppelleitung 3 ist z. B. an
die Anode der Vorröhre eines Fernsehempfängereingangskreises angeschlossen, während
der LeitungsanfangB mit dem Pluspol der Speisegleichspannungsqu.el.le verbunden
ist. Der Abschnitt C der Doppelleitung 3 dient zur Bereichsumschaltung in den Frequenzbändern
III, IV und V. An die Doppelleitung 3 schließen sich unsymmetrisch sieben Spulen
22 bis 28 an; die Spule 22 ist für den UKW-Bereich, die Spulen 23 bis 25 für die
Fernsehkanäle 2 bis 4, die Spule 26 für den Kurzwellenbereich, die Spule 27 für
den Mittelwellenbereich und die Spule 28 für den Langwellenbereich. Mit Hilfe der
Kontaktorgane 5 lassen sich die Spulen 22 bis 28 an die Doppelleitung 3 anschließen;
hierbei dient die Doppelleitung 3 nur noch als Stromzuführu.ngsleitung zu den Spulen.
Um eine regelbare Abstimmung im UKW-Bereich und in den Kurz-, Mittel-und Langwellenrundfunkbereichen
zu ermöglichen, ist an das Kontaktorgan 5 a und gemeinsam an die Kontaktorgane
5 b, 5 c, 5 d j e ein einseitig an Masse liegender Abstimmdrehkondensator
29 bzw. 30 angeschlossen, der eine stetige Abstimmung in den betreffenden Wellenbereichen
gestattet. Zwischen dem Kontaktorgan 5 b und dem Drehkondensator 30 ist noch
ein Verkürzungsfestkondensator 31 eingeschaltet.
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Die homogene Ausbildung der Doppelleitungen ermöglicht es, daß die
Bandbreiteneinstellung am Eingang der für die als Bandfilterkreise wirkenden Leitungen
für alle Kanäle bzw. Wellenbereiche gemeinsam nur einmal vorgenommen zu werden braucht.
Dies kann dadurch geschehen, daß beim Abgleich des höchsten Kanals eines Frequenzbandes
die Doppelleitung durch leichtes Verbiegen der Leitungsabschnitte und beim Abgleich
des niedrigsten Kanals dieses Bandes durch einen zusätzlichen, die Doppelleitung
3 überbrückenden Drehkondensator abgestimmt wird. Der Drehkondensator soll dabei
unmittelbar an der Kurzschlußstelle für den höchsten Kanal liegen, damit er für
diesen Kanal unwirksam bleibt. Der Drehkondensator kann aber auch an andere Kurzschlußstellen
verlegt werden, wenn man erreichen will, daß er für alle von diesem Kurzsch.lußpunkt
aus betrachteten höheren Kanäle unwirksam bleiben und nur die niedrigeren Kanäle
beeinflussen soll.
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Bei dem Umschalter nach Fig. 2 bestehen die vier Resonanz-Doppelleitungen
33 aus versilbertem Bandmaterial. Das Verhältnis des gegenseitigen Abstandes s der
Leiterachsen zur Breite b der sich gegenüberliegenden Seiten der Leiter ist in diesem
Falle kleiner als 1, so daß ebenfalls ein extrem kleiner Wellenwiderstand erzielt
wird. Die Doppelleitungen 33 sind nebeneinander in einem Block 34 aus Isoliermaterial
eingebettet, welcher mit einer Anzahl der umzuschaltenden Wellenbereiche entsprechenden
Anzahl von senkrecht zu den Doppelleitungen 33 verlaufenden Einführungsöffnungen
35 versehen ist. Die Einführungsöffnungen 35 legen einen Teil der sich gegenüberliegenden
Seiten der Doppelleitungen 33 frei. Mit Hilfe von in die Einführungsöffnungen 35
einschiebbaren Kontaktleisten 36, von denen in der Zeichnung nur eine einzige in
weit ausgezogenem Zustand dargestellt ist, lassen sich die vier Doppelleitungen
33 kurzschließen. Die Kontaktleisten 36 bestehen aus Isoliermaterial und sind auf
der Ober- und Unterseite mit je vier Aussparungen 37 versehen, die einen etwas erhöhten
Mittelteil 38 aufweisen und deren gegenseitiger Abstand dem Abstand der vier Doppelleitungen
33 voneinander entspricht. In die Aussparungen 37 sind als Blattfedern ausgebildete
Kontaktorgane 39 eingelegt, von denen je zwei mittels Niete 40 mechanisch mit der
Kontaktleiste 36 und elektrisch miteinander verbunden sind. Durch die scharfen Kanten
der Mittelteile 38 werden die federnden Kontaktorgane 39 unter Spannung gehalten
und wölben sich in der Mitte nach außen vor, so daß eine sichere Kontaktgabe mit
den Doppelleitungen 33 gewährleistet ist. Die Kontaktleiste36 ist mit einem als
Verstellglied dienenden Bedienungsorgan 41 in Form eines Druckknopfes versehen..
Zum Festhalten der Kontaktleisten 36 in ihrer Arbeitsstellung und zum Zurückbringen
in ihre Ruhestellung, wobei die Kontaktorgane 39 jeweils zwischen zwei Doppelleitungen
33 zu liegen kommen, kann eine der Arretiervorrichtung nach Fig. 1 ähnliche Anordnung
Verwendung finden.