DE1111682B

DE1111682B - Abstimmanordnung mit einer etwa kreisfoermig ausgebildeten Leitung

Info

Publication number: DE1111682B
Application number: DEP24843A
Authority: DE
Inventors: Walter Puetzer
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1959-11-11
Filing date: 1960-04-16
Publication date: 1961-07-27
Also published as: GB956284A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abstimmanordnung, insbesondere in einer Hochfrequenz-Verstärkerstufe eines Fernsehempfängers, mit einer etwa kreisförmig ausgebildeten Leitung, bei der mittels eines drehbar angeordneten Kontaktgliedes die Eigenfrequenz veränderbar ist.

Bekannte Anordnungen dieser Art sind so ausgebildet, daß die Kapazität der Leitung ungeändert bleibt. Die Verstimmung wurde dadurch vorgenommen, daß eine Kurzschlußbrücke zwischen den beiden Leiterbahnen verschoben wurde. 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 werden diese Nachteile vermieden, und es läßt sich unter Verwendung einfacher Kontakte eine sehr genaue Abstimmung erreichen, wenn gemäß der Erfindung durch eine Kontaktbrücke eine einstellbare Überbrückung zwischen zwei Punkten des gleichen Leiters hergestellt wird.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß man die Verschiebung einer Kurzschlußbrücke und die dadurch bedingten Kontaktschwierigkeiten vermeiden kann, wenn man in an sich 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 Röhre gestaltet hat, die ineinandergeschoben wird. Beim Erfindungsgegenstand jedoch wird ein Teil der kreisförmigen Leitung durch ein scheibenförmig 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 Ab-Stimmung, wenn lediglich die Länge der Leitung proportional der Schleiferverschiebung geändert wird, Abstimmanordnung

mit einer etwa kreisförmig ausgebildeten
Leitung

Anmelder:

Philips Patentverwaltung G. m. b. H.,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Walter Pützer, Krefeld,
ist als Erfinder genannt worden

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 proportional mit 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 (Fig. 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 kann herausgeführt und mit einem Anschluß versehen sein.

Die Isolierung zwischen der Platte 1 und der Leitung 2 kann auch durch schichtförmiges Material hergestellt sein, wie es z. B. in der Technik der gedruckten Schaltungen geläufig ist.

Innerhalb der Leitung 2 ist ein ringförmig 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 verschiebbar angebracht, der eine elektrische Verbindung zwischen beiden Rändern herstellt.

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In der in Fig. la dargestellten Lage bildet der Leiter 2 gegenüber der Platte 1 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 Anordnung nach Fig. 2 a. Der Leiter 2 ist somit fast in seiner ganzen Länge als abgestimmte Leitung für die gewünschte Resonanz wirksam. Durch die Kapazität des Leitungsstückes 5 wird seine wirksame Länge noch etwas vergrößert.

Wird der Schleifer 6 gemäß der Fig. Ib um etwa 180^D gedreht, so ergibt sich, wenn man den wirksamen Teil der Leitung 2 wieder abwickelt, eine Anordnung nach Fig. 2 b. 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 seiner Kapazität gegenüber der Platte 1 wirksam und erhöht damit die kapazitive Belastung derLeitung2 an ihrem Ende.

Ist schließlich der Schleifer 6 gemäß Fig. 1 c an den Leitungsanfang gestellt, ergibt sich nach Fig. 2 c 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. 1 dargestellten unsymmetrischen Leitung die Anordnung symmetrisch auszubilden.

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 andererseits die Kapazität an ihrem Ende. Beide Änderungen sind dabei miteinander gekoppelt, derart, daß eine Verkürzung der Leitung 2 mit einer Vergrößerung der Kapazität am Ende einhergeht.

Die Abstimmanordnung nach der Erfindung kann in bekannter Weise als kapazitiv 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 möglich.

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, und zwar mit

ίο 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 Verkürzungs-Kondensator 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, eine Abstimmung nach Art der /t/4-Leitungen durchzuführen, wobei das Ende der Leitung kurzgeschlossen ist. Dazu ist das eine Ende

so 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 Hilfsleistung 12 schließt, 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 Hochfrequenzstrom nur sehr wenig belastet. Es ist daher möglich, auch bei Ausnutzung einer /t/4-Leitung einen verschiebbaren Kontakt zu verwenden, der verhältnismäßig einfach ausgebildet sein kann und trotzdem immer einwandfrei funktioniert.

Die Länge des Leitungsstückes 12 soll zweckmäßig merklich kleiner sein als ein Viertel der Betriebswellenlänge und vorzugsweise etwa 1 bis 10% der Betriebswellenlänge betragen. Unter Betriebswellenlänge ist dabei der durch die Knotenabstände gegebene Wert zu verstehen, der in der Praxis im allgemeinen kleiner ist, wenn zwischen den leitenden Teilen der Leitung ein Dielektrikum angeordnet ist, dessen Dielektrizitätskonstante merklich größer ist als 1. Wenn die Abstimmung über einen größeren Bereich erfolgt, z. B. zwischen 470 und 900 MHz beim Fernsehen, ist für die Bemessung des Leitungsstückes 12 die kürzeste Wellenlänge zugrunde zu legen.

Eine Abstimmanordnung nach der Erfindung kann auch in einer Oszillatorschaltung verwendet werden, bei der gegenphasige Spannungen zur Steuerung eines Verstärkerelementes erforderlich sind. Ein Ausführungsbeispiel davon zeigt Fig. 5.

Dabei sind der Anfang 4 und die Brücke 7 einer Abstimmanordnung nach der Erfindung mit dem Ausgang 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 Trennkondensator 18 und ein Ableitwiderstand 19 gegen Erde angeschlossen. Die Kathode der Rohre 15 ist ebenfalls geerdet. 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 CoI-pittschaltung 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 Leitung2 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 absatzartige 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.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Abstimmanordnung, insbesondere in einer Ultrahochfrequenz-Verstärkerstufe eines Fernsehempfängers, mit einer etwa kreisförmig ausgebil-

¹ deten Leitung, bei der mittels eines drehbar angeordneten Kontaktglieds die Eigenfreqenz veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Kontaktbrücke eine einstellbare Überbrückung zwischen zwei Punkten des gleichen Leiters hergestellt wird.

2. Abstimmanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß neben, vorzugsweise innerhalb der Leitung ein einen geschlossenen Ring oder eine Scheibe bildendes Leitungsstück (5) angeordnet ist, das über wenigstens zwei Kontakte (6, 7), von denen mindestens einer (6) verschiebbar ist, mit zwei Punkten der Leitung (2) verbunden ist.

3. Abstimmanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Leitung (2) über eine feste Brücke (7) mit dem Leitungsstück (5) verbunden ist und daß ein weiteres Kontaktstück (6) zwischen der Leitung und dem Leitungsstück verschiebbar angeordnet ist.

4. Abstimmanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung gegenüber einer isoliert angeordneten, etwa in einer parallelen Ebene liegenden Platte (1) unsymmetrisch ausgebildet ist.

5. Abstimmanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (2) bandförmig ausgebildet ist.

6. Abstimmanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß nahe an der Leitung (2) wenigstens ein Verkürzungs-Kondensator (11) angeordnet ist.

7. Abstimmanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende der Leitung (2) an Erde liegt über ein Leitungsstück (12), das merklich kleiner ist als ein Viertel der Betriebswellenlänge und das vorzugsweise etwa 1 bis 10% der Betriebswellenlänge beträgt.

8. Abstimmanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der Leitung Schaltkontakte (22) angeordnet sind, durch die mit HiKe des verstellbaren Kontaktes (6) eine Verbindung des Eingangs der Leitung mit Resonanzelementen, vorzugsweise zusätzlichen Leitungsteilen, insbesondere zur Abstimmung auf andere Frequenzbereiche, hergestellt werden kann.

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