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Schaltungsanordnung zur abwechselnden Unterdrückung jeweils der einen
von zwei unterschiedlichen, in einem übertragungsweg gleichzeitig vorhandenen Frequenzen
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur abwechselnden Unterdrückung
jeweils der einen von zwei unterschiedlichen, in einem übertragungsweg gleichzeitig
vorhandenen Frequenzen, von denen die jeweils nicht unterdrückte Frequenz gleichzeitig
auf einen Verbraucher geschaltet wird.
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In mehrfach ausgenutzten übertragungswegen, die beispielsweise mit
zwei verschiedenen Frequenzen beaufschlagt sind, besteht häufig die Forderung, die
beiden gleichzeitig auftretenden Frequenzen zu trennen, um sie abwechselnd einem
Verbraucher, beispielsweise einem Anzeigeinstrument zuzuführen, zwecks Abgleichs
der Frequenzen auf gleichen Pegel.
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Bekannterweise wird eine solche Trennung entweder durch elektrische
Weichen durchgeführt, wobei das Anzeigeinstrument je nach Bedarf entsprechend
Fig. 1 abwechselnd auf einen der beiden Weichenausgänge gelegt wird, oder
indem nach Fig. 2 Filter mit verschiedener Durchlaßfrequenz abwechselnd vor das
Instrument geschaltet werden. Beide Verfahren haben den Nachteil, daß die Siebmittel,
nämlich zwei Filter, für beide Frequenzen aufgewendet werden müssen, obgleich stets
nur eine Frequenz benötigt wird, so daß jeweils ein Filter zeitweise unbenutzt bleibt,
wie z. B. in Fig. 1 und 2 das Filter für f2.
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Bei der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung werden diese Nachteile
dadurch vermieden, daß ein frequenzabhängiger Zweipol, der für die eine Frequenz
einen sehr kleinen und für die andere Frequenz einen sehr großen Widerstand darstellt,
abwechselnd zu dem Verbraucher in Reihe oder parallel geschaltet wird.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind, daß durch die Einfügung zusätzlicher
Dämpfungswiderstände die Dämpfungsmaxima für beide Frequenzen auf gleiche Höhe abgleichbar
sind, daß der Dämpfungsverlauf für beide Frequenzen in Abhängigkeit von der Frequenzverstimmung
in der Nähe des Dämpfungsmaximums gleich oder weitgehend gleich ist und daß das
jeweilige Dämpfungsmaximum für beide Frequenzen so hoch liegt, daß die jeweils nicht
vollständig unterdrückte Frequenz eine so große Pegelerhöhung der anderen Frequenz
bewirkt, daß deren Durchlaßdämpfung dadurch gerade wieder aufgehoben wird.
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Das Arbeitsprinzip ist an Hand der Zeichnungen erläutert: Wird der
frequenzabhängige Zweipol Z mit dem Verbraucher R, in Reihe geschaltet, wie dies
in Fig. 3
bei der eingezeichneten Schalterstellung mit der Schaltverbindung
4 --* 2 der Fall ist, so setzt diese Kombination beispielsweise der Frequenz
fl einen sehr kleinen Widerstand entgegen, und diese Frequenz kann passieren, während
die Frequenz f. einen sehr großen Widerstand vorfindet und gesperrt wird.
Wird der Zweipol Z dem Verbraucher R, parallel geschaltet (Schaltverbindungen 1--#-5
und 2->6), so tritt das umgekehrte ein, die Frequenz fl wird gesperrt, weil
bei dieser Frequenz der Verbraucher kurzgeschlossen wird, während die Frequenz
f. durchgelassen wird.
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Da der Widerstand Rf, des in Reihe geschalteten Zweipols Z bei der
Durchlaßfrequenz beispielsweise f, sehr klein gegenüber dem Widerstand des
Verbrauchers RV ist (vgl. Fig. 4), der Widerstand Rf. des parallel geschalteten
Zweipols aber bei der anderen Durchlaßfrequenz f. gegenüber dem des Verbrauchers
RV sehr groß ist (vgl. Fig. 5), bleibt der Verbraucherwiderstand R, bei der
jeweiligen Durchlaßfrequenz so gut wie unverändert, so daß das Vorhandensein des
Zweipols nur eine ganz geringfügige zusätzliche Dämpfung der Durchlaßfrequenz und
Erhöhung des Reflexionsfaktors mit sich bringt.
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Dadurch, daß ein und derselbe Zweipol abwechselnd in Reihe oder parallel
zum Verbraucher geschaltet wird, wird zur Trennung der beiden Frequenzen ein erheblich
kleinerer Aufwand als bisher an Siebmitteln benötigt.
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Der Zweipol kann in seiner einfachsten Form ein Serien bzw. ein ParalleIschwingkreis
oder in der nächsthöheren Form eines der bekannten Kreuzglieder Clemäß Fig.
6 sein.
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C
Um Abweichungen der Frequenzen fl und f., sowie Verstimmungen
des Zweipols durch Temperaturschwankungen
möglichst unwirksam zu
machen, soll die Dämpfungskurve der jeweils unterdrückten Frequenz in der Umgebung
ihres Maximums möglichst flach verlaufen, was sich nach Fig. 7 in bekannter
Weise durch Parallel- bzw. Serienschaltung eines Widerstandes Ri bzw.
R., zum Zweipol Z erreichen läßt.
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Durch entsprechende Dimensionierung des Zweipols und der Widerstände
läßt sich außerdem erreichen, daß die maximale Dämpfung für fl und f.,
ei
r or eich groß ist und daß der Dämpfungsverlauf a fü f, und f#, gemäß Fig.
8 in Abhängigkeit von der prozentualen Frequenzverstimmung Af in der Umgebung
des Dämpfungsmaximums weitgehend gleich ist.
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Hierdurch wird folgendes erreicht: 1. Durch die gleich große
maximale Dämpfung für fl und f., wird der Pegel der Frequenz fl bzw.
f2 immer um den gleichen Betrag J p von p,
auf pl
+ J p bzw. von p. auf P2 + A p angehoben, weil eine
Pegelerhöhung bekanntlich auftritt, wenn neben einer Soffrequenz eine nicht restlos
unterdrückte Störfrequenz vorhanden ist. Werden nunmehr durch ein Anzeigeinstrument
die beiden um den gleichen Betrag A p verfälschten Pegel P, -1--Ip
und P2 +Ap miteinander verglichen und auf gleichen Wert eingeregelt, so daß
p, + J p = p2 + A P wird, dann heben sich
die beiden gleichen Pegelverfälschungen Jp gegenseitig auf.
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2. Werden bei Temperaturschwankungen die Dämpfungsmaxima des Zweipols
im gleichen Sinne und um den annähernd gleichen Prozentsatz verstimmt, so bewirkt
der annähernd gleiche Dämpfungsverlauf in der Umgebung der maximalen Dämpfung, daß
die Änderung der Dämpfuno, bei beiden Frequenzen annähernd gleich groß ist und damit
auch die Änderung der Pegelerhöhung -1 (A p). Damit aber hebt sich
aus dem gleichen Grunde wie unter 1 dieser Fehler wieder auf.
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3. Durch den flachen Dämpfungsverlauf in der Umgebung des Maximums
wird erreicht, daß selbst bei verschieden großen und ungleichsinnigen Abweichungen
der Frequenzen fl und f, und Abwanderungen der Dämpfungsmaxima des Zweipols sich
die Dämpfung beider Frequenzen wenig ändert und damit auch die Änderung der Pegelerhöhung
-11 (Jp) bzw. A, (A p)
klein bleibt. Nach den unter 1 gegebenen
Voraussetzungen ist der Fehler dann nur noch Ap (A, --42)-Da der Widerstand
des Zweipols für die eine Frequenz, beispielsweise f, bei Reihenschaltung nicht
unendlich klein und für die andere Frequenz f. bei der Parallelschaltung nicht unendlich
groß gemacht werden kann-, ergibt sich für die nicht unterdrückte Frequenz
f, bzw. f2 eine kleine Dämpfung a, bzw. a,.
Meist ist a, #:z--
a2 a. Durch richtige Wahl des Dämpfungswiderstandes Ri bzw. R 2 läßt sich für fl
bzw. f2
ein solches Dämpfungsmaximuni einstellen, daß die bereits erwähnte
Pegelerhöhung Jp die Dämpfung der Durchlaßfrequenz gerade"' aufhebt, daß also p-a#O
ist. Damit wird es ermöglicht, daß die beiden Pegel p, und P2 nicht nur miteinander
verglichen, sondern auch auf eine absolute Größe eingestellt werden können, ohne
daß dabei die Dämpfung a den Absolutwert verfälscht.
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Wenn al ungleich al, ist, dann läßt sich durch ein verschieden hohes
Dämpfungsmaximum für f2 und fl eine unterschiedliche Pegelerhöhung Jpl und
Jp" erreichen, so daß zIpl -al # J#p2 -a2 # 0
wird, so daß also beim
Pegelvergleich nach 1 kein Fehler auftritt und auch bei der Absoluteinstellung
von pl bzw. p. die Dämpfung a, bzw. a. keinen Einfluß hat.
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Es ist erforderlich, daß auch bei verschieden hohem Dämpfungsmaximum
der Dämpfungsverlauf für f, und f2 in Abhängigkeit von der prozentualen Frequenzverstimmung
in der Umgebung des Dämpfungsmaximums weitgehend gleich ist, damit die Dämpfungskurven
für fl und f. (Fig. 9) durch vertikale Parallelverschiebunc, weitgehend
zur Deckung el gebracht werden können.