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Vorrichtung zur Kopplung von zweikreisigen Bandfiltern Die Erfindung
bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Kopplung von zweikmisigen Bairdfltern, bei
denen ein Einzelkreis. aus einem mit einem Drehkondensator abstimmbaren Topfkreis
besteht, wobei d"me Kopplung im oberen Abstimmbereich induktiv über die gemeinsame
Topfkammertrennwand und im nuteren Abstimmbereich galvanisch über die gemeinsame
Motorachse der Drehkondensatoren und eine zwischen dieser und ziem T'opfkreisgehäuse
angeordneten Kontaktfeder erfolgt. Stimmt man derartige Kreise, die zum Empfang
von Dezimeterwellen vorzugsweise in Kanalwählern von Fernsehempfängern verwendet
werden, auf die untere Empfangsfrequenz ab, so findet bekanntlich die Kopplung auschließlich
über die gemeinsame Rotorachse der Drehkondensatoren ftatt, da sieh dann an dieser
Stelle ein Strommaximum befindet. Wird dagegen auf die obere Empfangsfrequenz abgestimmt,
so wandert das Strommaximum zum anderen Ende des Innenleiters, und es findet die
Kopplung dann durch den dort in der Trennwand angeordneten Schlitz statt.
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Bekanntlich muß nun beim Aufbau: von zweikreisigen Bandfiltern, insbesondere
solchen in Fernsehkanalwählern, darauf geachtet werden, daß die Dopplung zwischen
den beiden das Bandfilter bildenden Topfkreisen und damit die Bandbreite des Bandfilters
über den gesamten Durchstimmbereich konstant ist. Diese Aufgabe ist in vorteilhafter
Weise mit der Erfindung dadurch gelöst worden, daß die Ihmenleiter der beiden zu
einem Bandfilter verbundenen Topfkreise zur Kopplung im Bereich der oberen Empfangsfrequenzen
in der Nähe ihres abstimmseitigen Endes mit jeweils einer zusätzlichen Induktivität
galvanisch verbunden sind, deren untereinander verbundene freie Enden über eine
dritte gemeinsame Koppelinduktivität an Masse gelegt sind. In der praktischen Ausführungsform
ist dann diese gemeinsame Koppelinduktivität in einem Schlitz der gemeinsamen Topfkreistrennwand
angeordnet und mit ihrem freien Ende galvanisch mit der Trennwand und dadurch mit
Masse verbunden.
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Es ist ein Konverter mit Topfkreisen zum Empfang von Dezimeterwellen
bekannt, bei dem die Kopplung zwischen Vorstufe und Oszillatorstufe zwecks Mischung
der Empfangs- mit der Oszillatorfrequenz durch zwei Spulen erfolgt, die mit einem
ihrer Enden galvanisch mit dem Innenleiter des zweiten Bandfilterkreises der Vorstufe
und dem Innenleiter des Oszillatorkreises verbunden sind und an deren gemeinsamer
Verbindungsstelle eine Mischdiode angeschlossen ist, mit der die benötigte Zwischenfrequenz
erzeugt wird. Die bekannte Kopplung mit zwei galvanisch verbundenen Spulen dient
dazu; das Verhältnis der Amplitude der Oszillator-und der Empfangsfrequenz über
den ganzen Bereich konstant zu halten. Beim erfindungsgemäßen Bandfler-Koppelglied,
das außer den zwei die beiden Bandfilterkreise galvanisch verbindenden Koppelspulen
noch eine dritte an Masse gelegte und an den Verbindungspunkt der beiden erstgenannten
Koppelspulen angeschlossene Koppelspule aufweist, ergibt sich aber durch diese dritte;
an Masse liegende Koppelspule ein veränderlicher Kopplungsfaktor.
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Dadurch wird aber insgesamt unter Einbeziehung der für die unteren
Frequenzen über die Rotorachse erfolgenden Kopplung eine über den ganzen Frequenzbereich
konstante Bandbreite des Bandfilters erreicht. Auf die genaue Wirkungsweise sowie
die zweckmäßige Bemessung der drei zusätzlichen Koppelinduktivitäten wird später
noch in der Beschreibung der dargestellten Ausführungsform näher eingegangen. Gemäß
einer zweckmäßigen Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist dann die für die.
beiden Topfkreise gemeinsame Koppelinduktivität noch einstellbar ausgebildet, so
daß die Kopplung noch dazu über den Durchstimmbereich beliebig verändert werden
kann. Als besonderer Vorteil der neuartigen Kopplungsanordnung ist außerdem der
Umstand zu werten, daß der röhren- bzw. transistorseitige Teil der Topfkreiskammer
frei bleibt von Koppelelementen, die sich durch die erfindungsgemäße Anordnung nunmehr
nur an dem den Drehkondensatoren zugewandten Ende der Innenleiter befinden. Somit
beeinflußt die Lage der Trimmer, auf die bei den bisherigen Anordnungen stets Rücksicht
genommen werden mußte, die Kopplung nicht mehr.
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Einzelheiten hinsichtlich der Funktion und des Aufbaues der erfindungsgemäßen
Kopplungsvorrichtung sind beispielsweise im Zusammenhang mit
einer
praktischen Verwendung in einem Fernsehkanalwähler zum Empfang von Dezimeterwellen.und
an Hand der Zeichnungen erläutert.
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In F i g.1 ist zunächst in einem Blockschema der grundsätzliche Aufbau
eines UHF-Kanalwählers dargestellt. Dabei ist mit 1 der Hochfrequenzverstärker,
mit 2 das durchstimmbare HF-Bandfilter und mit 3 die selbstschwingende Mischstufe
bezeichnet.
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Auf den mit 2 beäeichneten Teil des Kanalwählers bezieht sich die
Erfindung. In F i g. 2 a und 2 b ist dann weiterhin dargestellt, wie eine bisher
übliche Bandfilterkopplung in UHF-Kanalwählem vorgenommen wurde. Die das HF-Bandfilter
bildenden beiden Topfkreise sind hier mit 4 und 5 bezeichnet. Sie sind voneinander
durch die gemeinsame Trennwand 6 getrennt:-=Der:Topfkreis 4 besteht dann aus seinen
Kammerwandungen 6 und 7 als Außenleiter sowie einem Innenleiter 8, der an Stützen
an der Topfkreiswandung' befestigt ist, die in bekannter Weise gleichzeitig als
Trimmer 9 und 10 ausgebildet sind. Am unteren,-.Ende des. Innenleiters 8 ist= als
einstellbare kapazitive. Belastung des Topfkreises 4 ein Drehkondensaföi 11 -angeordnet.
In gleicher Weise ist auch der benachbarte Sekundärkreis des HF-Bandfilters, der
Topfkreis 5, aufgebaut. Er besitzt eine weitere Kammerwand 12, einen Innenleiter
14, der auf und 15 steht, sowie einen Drehkondensator--16: -Die beiden Drehkondensatoren
11 und 16 haben eine gemeinsame Rotorachse 17. Zur Kopplung beider Kreise im Bereich
der oberen; Empfangsfrequenzen,- ist in die Trennwand 6 ein fensterartiger Ausschnitt
18. eingelassen. Die-Kopplung im Bereich der unteren' Empfangsfrequenzen erfolgt
hingegen über. die gemeinsame Rotorachse 17 sowie die Kontaktfeder 19, die über
die Trenn@-wand 6 eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Kanalwählergehäuse
als Masse und der Rotorachse 17 der Drehkondensatoren 11 und 16 herstellt. Wird
der Kanalwähler auf die untere Empfangsfrequenz abgestimmt, so erfolgt die Kopplung
der beiden Kreise-4 . und 5 ausschließlich über die Rotorachse 17 und die Kontaktfeder
19, weil sich dann hier ein Strommaximum befindet.
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Wird auf die oberen Empfangsfrequenzen abgestimmt, so wandert das
Strommaximum zum anderen Ende der Innenleiter, und die Kopplung der beiden Topfkreise
erfolgt dann durch den Ausschnitt 18 in der Trennwand 6. Diese bekannte Anordnung
hat, wie aus der Darstellung der F i g. 2 zu ersehen ist, den Nachteil, daß beispielsweise
die beiden Trimmer 9 und 14 hier im Bereich des Ausschnittes 18 liegen, wo sie bekanntlich
durch ihre Lage die Kopplung zwischen den beiden Kreisen in unerwünschtem Maße beeinflussen
können.
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Die erfindungsgemäße Anordnung und Ausbildung der Bandfilterkopplung
ist nun in den F i g. 3 und 4 schematisch dargestellt. F i g. 3 zeigt das Schaltschema
eines an sich bekannten UHF-Kanalwäwers mit den erfindungsgemäßen Koppelelementen.
Die beiden als durchstimmbares HF-Bandfilter zusammenarbeitenden Topfkreise sind
hier mit 20 und 21 bezeichnet und durch eine Trennwand 22 voneinander getrennt.
Zum Primärkreis 20 gehört ferner als Außenleiter die Gehäusewandung 23, der Innenleiter
24, die Trimmer 25 und 26 sowie der Drehkondensator 27. Die Trimmer 25 und 26 dienen
zur genauen Einstellung der jeweiligen Endfrequenzen des zu benutzenden-Empfangsbereiches.
Der Sekundärkreis des Bandfilters hat als Außenleiter neben der Trennwand 22 noch
die Gehäusewand 28. Ferner besteht er aus dem Innenleiter 29, den Trimmern 30 -und
31 sowie dem Drehkondensator 32. Die Kopplung der beiden Topfkreise 20 und 21 erfolgt
nun auch für den unteren Abstimmbereich über die Rotorachse 33 der Drehkondensatoren
und für den oberen Abstimmbereich erfindungsgemäß über die Koppelinduktivitäten
34, 35 und 36. Dieser Teil der Anordnung ist in F i g. 4 a und 4 b nochmals besonders
herausgezeichnet und wird mit diesen Darstellungen später noch ausführlicher erläutert.
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Der Oszillatorschwingkreis ist hier mit 37 bezeichnet. Er hat als
Außenleiter ebenfalls einen Teil des Kanalwählergehäuses, dazu einen Innenleiter
38, Trimmer 39 und 40 und einen Abstimmkondensator 41. Er ist über ,den Koppelkondensator
42 lose an die Röhre 43 angekoppelt, die hier in kapazitiver Dreipunktschaltung
mit der Rückkopplung über die inneren Elektrodenkapazitäten arbeitet. Der mit 44
bezeichnete Widerstand dient der Linearisierung der Oszillatorschwingamplitude über
den Durchstimmbereich des Kanalwählers. Über die Drossel 45 wird dann die ZF-Spannung
abgenommen und zugleich auch die Stromversorgung der Mischstufe durchgeführt. -An
Hand der aus dem Schema der F i g. 3 herausgezeichneten Darstellung nach F i g.
4 soll die erfindungsgemäße Anordnung der Koppelelemente für den oberen Abstimmbereich
nochmals für sich erläutert werden. In die Trennwand 22 der beiden Topfkreiskammern
20 und -21 ist in der Nähe der unteren Enden der Innenleiter 24 und 29 eine schmale
Aussparung 46 eingelassen, so wie es deutlich aus F i g. 4 b zu ersehen ist. In
dieser Aussparung ist dann die für die beiden Innenleiter 24 und 29 gemeinsame dritte
Koppelinduktivität 36 angeordnet. Sie ist dort mit einem Ende im Punkte 47 galvanisch
mit der Trennwand 22 verbunden und mit ihrem anderen Ende 48 über die Koppelinduktivitäten
34 und 35 mit den Innenleitern 24 und 29 der Topfkreise 20 und 21. Die Wirkungsweise
dieser Anordnung einer HF-Bandfilterkopplung für die Abstimmung im oberen Frequenzbereich
wird zweckmäßig an Hand des in F i g. 5 dargestellten Schaltbildes erläutert.
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In F i g. 5 ist ein Ersatzschaltbild des HF-Bandfilters für die oberen
Empfangsfrequenzen dargestellt. Die beiden Koppelinduktivitäten 34 und 35 bewirken
gleichzeitig in vorteilhafter Weise eine Kompensierung der Anfangskapazität der
Drehkondensatoren 27 und 32 sowie der Trimmer und der Statorhalterungskapazität.
Bei der an Hand dieses Schaltbildes zu beachtenden Abstimmung des Bandfilters auf
die obere Empfangsfrequenz steht an den Eingangspunkten e' und e" der Schaltung
infolge der stationären Strom- und Spannungsverteilung ein Spannungsmaximum, das
einen entsprechenden induktiven Strom durch die Koppelinduktivitäten 34 und 36 fließen
läßt. Je nach der Größe der induktiven Widerstände der Koppelinduktivitäten 34 und
36 teilt sich dann die Eingangsspannung U, in die Teilspannungen Ui und U2 auf.
Die Größe von U2 ist dabei maßgebend für den Grad der Kopplung der Bandfilteranordnung.
Macht man die Koppelinduktivität 36 veränderlich und damit auch die Teilspannung
U2, so ändert sich bei konstanter Eingangsspannung U, das Verhältnis U2:
U1 der Teilspannungen und damit
auch der Kopplungsfaktor. Wird nun
das Bandfilter von der oberen Endfrequenz hier in Richtung unteres Bandende abgestimmt,
so ändert sich die Eingangsspannung U, an e'-e", da sich das Spannungsmaximum von
dem in F i g. 4 gezeichneten Trimmer 26 bzw. 31 in Richtung des Trimmers 25 bzw.
30 verschiebt. Die Eingangsspannung wird also beim Durchstimmen der Anordnung kleiner
und somit auch U2. Dadurch wird dann zwangläufig auch die Kopplung zwischen den
beiden Bandfilterkreisen im selben Maße kleiner. Diese Frequenzabhängigkeit der
Kopplung ist aber, wie eingangs bereits erwähnt wurde, durchaus erwünscht, da bei
den unteren Frequenzen, d. h. bei eingedrehten Abstimmkondensatoren, die Kopplung
der beiden Kreise 20, 21 von der Rotorachse 33 übernommen wird.
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Vom Gesichtspunkt der Einstellbarkeit des Kopplungsgrades aus gesehen,
sollte man dann zweckmäßigerweise so dimensionieren, daß die gemeinsame Koppelinduktivität
36 etwa in der Größenordnung zwischen dem 0,3- bis 3fachen Wert der Induktivität
34 bzw. 35 liegt, wobei L34 und L35 gleich groß zu bemessen sind.