DE1247462B

DE1247462B - Ultra-short wave tube generator with radio interference suppression, e.g. B. for therapy devices

Info

Publication number: DE1247462B
Application number: DE1959D0030908
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Karl-August Heyne
Original assignee: PHOTOKINO GmbH; Robert Bosch Elektronik GmbH
Current assignee: PHOTOKINO GmbH; Robert Bosch Elektronik GmbH
Priority date: 1959-06-20
Filing date: 1959-06-20
Publication date: 1967-08-17

Description

Ulfrakurzwellen-Röhrengenerator mit Funkentstörung, z. B. für Therapiegeräte Die Erfindung gelit aus von einem Ultrakurzwellen-Röhrengenerator mit Funkentstörung, z.B. für Therapiegeräte, der einen symmetrisch aufgebauten Schwingkreis aufweist und zusammen mit den Entstörmitteln in einem allseitig geschlossenen Abschirmgehäuse untergebracht ist. Sie löst die Aufgabe, die Funkentstörung durch möglichst einfache Maßnahmen so vollkommen zu machen, daß die amtlichen Vorschriften hinsichtlich der Störfreiheit erfüllt sind.Ultra short wave tube generator with radio interference suppression, e.g. B. for therapy devices The invention is based on an ultra-short wave tube generator with radio interference suppression, e.g. for therapy devices that have a symmetrically constructed resonant circuit and together with the interference suppression means in a shielding housing that is closed on all sides is housed. It solves the problem of radio interference suppression by the simplest possible To make measures so perfect that the official regulations regarding the Freedom from interference are fulfilled.

Durch die Arbeitsweise von Röhrengeneratoren entsteht ein sehr großer Anteil an Oberwellen, die durch das an den Generator angeschlossene, zum Verbraucherkreis führende Kabel sehr gut abgestrahlt werden. Es macht nun erhebliche Schwierigkeiten, die durch diese Oberwellen entstehende Störstrahlung auf den geforderten niedrigen Wert, nämlich 30 pt Vlm in einer Entfernung von 30 m, herabzudrücken. The way tube generators work creates a very large one Share of harmonics caused by the connected to the generator to the consumer circuit leading cables are radiated very well. It now causes considerable difficulties the interference radiation generated by these harmonics to the required low level Value, namely 30 pt Vlm at a distance of 30 m.

Selbstverständliche Voraussetzung für die Entstörung ist die Unterbringung des gesamten Generators in einem Abschirmgehäuse aus Metall. Das Ab schirmgehäuse allein kann jedoch nicht die Abstrahlung der Oberwellen verhindern. Insbesondere die von dem Generatorzum Verbraucherkreis führenden Kabel wirken als Strahler für diese Oberwellen, wenn nicht vori vornherein verhindert wird, daß die Oberwellen von dem Generator auf die Kabel gelangen. Accommodation is of course a prerequisite for interference suppression of the entire generator in a shielding housing made of metal. The shield housing however, alone cannot prevent the radiation of the harmonics. In particular the cables leading from the generator to the consumer circuit act as radiators for these harmonics, if it is not prevented beforehand that the harmonics get from the generator onto the cables.

Die Entstehung. geradzahilger Harmonischer läßt sich an und für sich verhältnismäßig einfach durch einen symmetrischen Aufbau des Schwingkreises des Generators unterdrücken. Dann bereitet aber die Dämpfung der ungeradzahligen Harmonischen durch zusätzliche Mittel Schwierigkeiten.The genesis. straight harmonics can be found in and for themselves relatively simple due to a symmetrical structure of the resonant circuit of the Suppress generator. But then it prepares the damping of the odd harmonics difficulties with additional funds.

Eine andere bekannte Entstörmethode benutzt abgeschirmte Zwischenkreise, die dem Generator nach geschaltet sind und beispielsweise als Tiefpaßfllter ausgebildet sein können. Solche Zwischenkreise sollen nur die Grundwelle durchlassen und alle Harmonischen sperren. Sie sind aber sehr umständlich und kompliziert und haben vor allem für die niedrigen Harmonischen nur einen geringen Wirkungsgrad. Another well-known interference suppression method uses shielded intermediate circuits, which are connected to the generator and designed, for example, as a low-pass filter could be. Such intermediate circles should only let the fundamental wave through and all of them Lock harmonics. But they are very cumbersome and complicated and plan to do so especially for the low harmonics only a low level of efficiency.

Eine weitere bekannte Maßnahme zur Entstörung von UItrakurzwellengeneratoren ist die Verwendung abgestimmter Drosseln oder Sperrkreise hinter dem Generator. Diese können aber immer nur eine Oberwelle dämpfen. Da aber bei der Entstörung eine große Zahl von Oberwellen beachtet und.wirkungsvoll gedämpft werden muß, wird man entweder sehr Viele auf die einzelnen Oberwellen abgestimmte Drosseln oder Sperrkreise anordnen oder nach an- deren breitbandig wirkenden Dämpfungsmitteln suchen müssen. Another known measure for interference suppression of ultra-short wave generators is the use of coordinated chokes or blocking circuits behind the generator. However, these can only dampen one harmonic. But there is a a large number of harmonics must be taken into account and effectively attenuated, one will either a large number of chokes or trap circuits matched to the individual harmonics arrange or according to whose broadband damping agents have to look for.

Eine breitbandig wirkende Entstörung hat man beispielsweise mit Hilfe von nach Erde geschalteten Nebenwiderständen versucht, die über ein Hochpaßfilter mit dem Hochfrequenzkreis verbunden sind. A broadband effective interference suppression is available, for example, with help attempted by shunt resistors connected to earth, passing through a high-pass filter are connected to the high frequency circuit.

Eine ausreichende Entstörung läßt sich auf diese Weise aber nur erreichen, wenn man auch eine gewisse Dämpfung der Grundwelle in Kauf zu nehmen bereit ist. Sufficient interference suppression can only be achieved in this way, if one is prepared to accept a certain attenuation of the fundamental wave.

Ferner ist es bekannt, bei Wochfrequenzgeneratoren in unmittelbarer Nähe der lilektrodenanschlüsse der Röhre Siebglieder anzuordnen, um die Harmönischien möglichst nahe an ihre.in-Entstehungsort zu dämpfen. Die Erfahrung'hat aber gezeigt, daß es kaum gelingt, mit nur einer. Art von Entstörmitteln alle Harmonischen in dem erforderlichen Maß zu dämpfen. Diese Harmonischeen. iiegen in einem zu großen Frequenzbereich, und es - gibt keine brauchbaren Entstörmittel, die in diesem gesamten Frequenzbereich wirksam sind, ohne auch die Grundschwingung nennenswert zu dämpfen. It is also known in the case of weekly frequency generators in the immediate Arrange sieve members near the electrode connections of the tube in order to achieve the harmony as close as possible to their place of origin. But experience has shown that it hardly works with just one. Kind of interference suppression means all harmonics in to dampen the required amount. These harmonics. lie in a too big one Frequency range, and there - there are no usable suppressors in this whole Frequency range are effective without significantly dampening the fundamental oscillation.

Am zweckmäßigsten ist es naturgemäß, wenn man den Generator so aufbaut, daß Oberwellen möglichst gar nicht erst entstehen.-Das gelingt aber nur -für die geradzahligen Oberwellen', wenn man, wie schon erwähnt, den Schwingkreis des Oszillators in bekannter Weise symmetrisch aufbaut. Vor allem hat man dann schon mit der schwer auszusiebenden zweiten Harmonischen keine großen Schwierigkeiten mehr. Aus diesem Grunde geht auch die Erfindung von einem Oszillator mit symmetrischem Schwingkreis aus. Naturally, it is most useful if you set up the generator in such a way that that harmonics do not arise in the first place if possible. But that only works for them even harmonics' if, as already mentioned, the resonant circuit of the oscillator builds up symmetrically in a known manner. Above all, you have a hard time with that Second harmonics to be screened out no longer have any major difficulties. For this The invention is also based on an oscillator with a symmetrical resonant circuit the end.

Es müssen aber dann noch die zusammen mit der Grundwelle entstehenden ungeradzahligen Harmonischen sowie etwaige Reste derweiten und anderer geradzahliger Harmonischen durch geeignete Absorptionsmittel wirkungsvoll beseitigt werden. Für die weitab liegenden Oberwellen zeigt auch der Generatorschwingkreis eine sehr starke Siebwirkung, und zwar um so mehr, je mehr Blindleistung er enthält. Während aber den bisherigen Generatoren mit symmetrisch aufgebautem Schwingkreis darüber hinaus geeignete energieabsorbierende Mittel fehlten, die über den notwendigen breiten Frequenzbereich wirksam sind, zeigt die Erfindung einen Weg, wie man die genannten Harmonischen mit denkbar geringem Aufwand wirkungsvoll beseitigen kann. But then those that arise together with the fundamental wave still have to be odd-numbered harmonics and any remnants of the wide and other even-numbered Harmonics through suitable absorbents effectively eliminated will. The generator oscillating circuit also shows for the harmonics that are far away a very strong screening effect, the more the more reactive power it contains. But while the previous generators with a symmetrically constructed resonant circuit In addition, there was a lack of suitable energy-absorbing means beyond what was necessary wide frequency range are effective, the invention shows a way how to do the can effectively eliminate said harmonics with very little effort.

Die Erfindung besteht darin, daß die Kapazität des Schwingkreises von zwei Durchführungskondensatoren gebildet ist, von denen je einer in den Zuleitungen vom Gitteranschluß und vom Anodenanschluß der einzigen Röhre zu der Spule des Schwingkreises in der in an sich bekannter Weise einen abgeteilten Raum für die Spule bildenden Trennwand angeordnet ist, und daß in jeder dieser Zuleitungen möglichst nahe den Anschlüssen der Röhre frequenzabhängige und energieabsorbierende Dämpfungsmittel vorgesehen sind, deren Dämpfung für die Grundwelle des Generators sehr klein ist und mit zunehmender Frequenz stark ansteigt. The invention consists in that the capacity of the resonant circuit is formed by two lead-through capacitors, one of which is in the feed lines from the grid connection and from the anode connection of the single tube to the coil of the resonant circuit in which, in a manner known per se, a partitioned space for the coil is formed Partition is arranged, and that in each of these leads as close as possible to the Connections of the tube frequency-dependent and energy-absorbing damping means are provided, the attenuation of which is very small for the fundamental wave of the generator and increases sharply with increasing frequency.

In einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung besteht dieses Dämpfungsmittel aus einer Luftspule und einer parallel zu ihr liegenden Reihenschaltung von Kondensator und Ferritspule. In a particularly expedient embodiment of the invention, there is this damping means consists of an air-core coil and a series circuit lying parallel to it of capacitor and ferrite coil.

Durch die energieabsorbierenden Dämpfungsmittel werden alle Oberwellen, also die zweite Harmonische und die 'höheren Harmonischen möglichst weitgehend unterdrückt. Hierzu sind aber die Dämpfungsmittei von sich aus noch nicht in der Lage. Due to the energy-absorbing damping means, all harmonics, so the second harmonic and the 'higher harmonics are suppressed as far as possible. However, the damping means are not yet capable of doing this by themselves.

Dies ist darauf zurückzuführen, daß sie die Grundfrequenz ungehindert durchlassen sollen und erst eine oberhalb der Grundfrequenz ansteigende Dämpfung haben. Diese Dämpfungsmittel sind also zwar für die hohen Harmonischen sehr wirkungsvoll, dagegen noch nicht für die niedrigen Harmonischen, beispielsweise für die zweite und dritte Harmonische. This is due to the fact that they have the fundamental frequency unimpeded should let through and only an attenuation that increases above the basic frequency to have. These damping means are indeed very effective for the high harmonics, but not yet for the lower harmonics, for example for the second and third harmonic.

Die Unterdrückung dieser niedrigen Harmonischen erfolgt nun durch Zusammenwirken der Dämpfungsmittel in Verbindung mit den Durchfihrungskondensatoren des Schwingllreises. Für die niedrigen Harmonischen wirken nämlich die Dämpfungsmittel zusammen mit den Durchfühntngskondensatoren als Tiefpaßfilter, die die niedrigen Harmonischen wirkungsvoll kurzschließen. The suppression of these low harmonics is now carried out by Interaction of the damping means in connection with the feed-through capacitors of the oscillation circle. The damping means act for the lower harmonics together with the feedthrough capacitors as a low-pass filter, the low Short-circuit harmonics effectively.

In der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel eines nach der Erfindung entstörten Ultrakurzwellengenerators für ein Therapiegerät dargestellt. In the drawing, an embodiment of one according to is schematically the invention suppressed ultrashort wave generator shown for a therapy device.

Der Ultrakurzwellengenerator ist eine Baueinheit mit einem allseitig geschlossenen, möglichst kleinen Abschirmgehäuse 1. In dem Abschirmgehäuse 1 befindet sich der Röhrenoszillator und die zur Entstö-- rung dienenden Dämpfungsmittel. Der Röhrenoszillator besteht aus einer Oszillatorröhre 2 und dem auf die Grundwelle abgestimmten Schwingkreis mit einer Spule Li und Kondensatoren C3 und C4 sowie aus einem Rückkopplungskondensator C2. The ultra-short wave generator is a unit with an all-round closed, as small as possible shielding housing 1. Located in the shielding housing 1 the tube oscillator and the damping means used for interference suppression. Of the Tube oscillator consists of an oscillator tube 2 and the one on the fundamental wave tuned resonant circuit with a coil Li and capacitors C3 and C4 as well as off a feedback capacitor C2.

In unmittelbarer Nähe der Elektrodenanschlüsse der Oszillatorröhre 2 sind Dämpfungsmittel für die Oberwellen des Oszillators vorgesehen. Zwischen dem Gitteranschluß und den Kathodenanschluß der Röhre 2 befinden sich ein Gitterwiderstand 7 und ein Kondensator C1. Außerdem sind ebenfalls in unmit- telbarer Nähe der Elektrodenanschlüsse in der- Gitter- und in der Anodenleitung der Oszillatorröhre 2 Dämpfungsgliedes Di und D2 vorhanden. Die Dämpfungsglieder Di und D2 bestehen je aus einer Luftspule und einer zu ihr parallel liegenden Reihenschaltung von Kondensator und Ferritspule. Die Dämpfung dieser Glieder ist für die Grundwelle des Oszillators vernachlässigbar klein; jedoch steigt ihre ohmsche Dämpfung mit zunehmender Ordnungszahl der Harmonischen durch die Ferritspulen stark an. In the immediate vicinity of the electrode connections of the oscillator tube 2 damping means are provided for the harmonics of the oscillator. Between the Grid connection and the cathode connection of the tube 2 are a grid resistor 7 and a capacitor C1. In addition, are also in the immediate close proximity of the electrode connections in the grid and in the anode line of the oscillator tube 2 attenuator Tue and D2 available. The attenuators Di and D2 each consist of an air core coil and a series connection of capacitor and ferrite coil lying parallel to it. The attenuation of these elements is negligible for the fundamental wave of the oscillator small; however, their ohmic damping increases as the ordinal number of the harmonics increases due to the ferrite coils.

Der Anodenschwingkreis ist symmetrisch aufgebaut, so daß an ihm die geradzahligen Harmonischen im Gleichtakt stehen. Wird dem Oszillator die Schwingleistung durch magnetische Kopplung mit der Schwingkreisspule L1 entnommen, so entfallen infolge des symmetrischen Aufbaus des Anodenschwingkreises die geradzahligen Harmonischen. The anode resonant circuit is symmetrical so that the even harmonics are in common mode. Will the oscillator's oscillation power removed by magnetic coupling with the resonant circuit coil L1, are omitted due to the symmetrical structure of the anode resonant circuit, the even harmonics.

Hierdurch entsteht eine starke zusätzliche Dämpfung, vor allem der zweiten Harmonischen, also der ersten Oberwelle.This creates a strong additional damping, especially the second harmonic, i.e. the first harmonic.

Die Schwingkreisspule L1 ist in einem durch eine Trennwand 3 von der Röhre 2 getrennten Raum des Gehäuses untergebracht Die Schwingkreiskapazitäten C3 und C4 sind als Durchführungskondensatoren in dieser Trennwand 3 ausgebildet. The resonant circuit coil L1 is in one by a partition 3 of of the tube 2 housed separate space of the housing The oscillating circuit capacities C3 and C4 are designed as feedthrough capacitors in this partition 3.

Die Auskopplung der Schwingleistung erfolgt über einen Zwischenkreis mit zwei Spulen L2 und L3, von denen die Spule L2 mit der Schwingkreisspule L1 gekoppelt ist. Die außerhalb des Abschirmgehäuses 1 liegende Spule L3 dient zur Ankopplung an den Patientenkreis. Die Verbindung zwischen den Spulen, und L3 ist als Durchführungskondensator C5 in dem Abschirmgehäuse 1 ausgebildet. Dadurch bildet der Zwischenkreis L2, L3 mit dem Durchführungskondensator C5 ein weiteres Dämpfungsglied für die störenden Oberwellen. The vibration power is decoupled via an intermediate circuit with two coils L2 and L3, of which the coil L2 is coupled to the resonant circuit coil L1 is. The coil L3 lying outside the shielding housing 1 is used for coupling to the patient group. The connection between the coils, and L3 is as a feed-through capacitor C5 is formed in the shield case 1. As a result, the intermediate circuit forms L2, L3 with the feed-through capacitor C5 another attenuator for the disturbing Harmonics.

Durch eine weitere Trennwand 4 innerhalb des Abschirmgehäuses 1 und einen Teil der Trennwand 3 entsteht ein dritter Raum, durch den die Zuführungsleitungen für die Heizspannung und die Anodenspannung der Oszillatorröhre 2 verlaufen. Die dem Wechselstromnetz entnommenen Betriebsspannungen, nämlich Heizspannung und Anodenspannung, werden an die Anschlußklemmen 5 gelegt. Im Zuge dieser Zuführungsleitungen sind zweistufige Tiefpaßfilter vorgesehen, deren Längsinduktivitäten von Ferritspulen 6 und deren Querkapazitäten von Durchführungskondensatoren C6 in den Wandungen des Abschirmgehäuses 1 bzw. der Trennwand 3 gebildet werden. Die untere Grenzfrequenz dieser Tiefpaßfilter kann beliebig niedrig liegen, da der Abstand der Netzfrequenz und der Frequenz der vom Röhrenoszillator erzeugten Grundwelle außerordentlich groß ist. By another partition 4 within the shielding housing 1 and Part of the partition 3 creates a third space through which the supply lines for the heating voltage and the anode voltage of the oscillator tube 2 run. the Operating voltages taken from the AC network, namely heating voltage and anode voltage, are applied to the connection terminals 5. In the course of these feed lines are two-stage low-pass filters are provided, their longitudinal inductances from ferrite coils 6 and their cross capacitances of bushing capacitors C6 in the walls of the Shielding housing 1 or the partition 3 are formed. The lower cutoff frequency this low-pass filter can be as low as desired, since the spacing of the line frequency and the frequency of the fundamental wave generated by the tube oscillator is extremely large is.

Claims

Claims: 1. Ultra-short wave tube generator with radio interference suppression, z. B. for therapy devices, which has a symmetrically constructed resonant circuit and together with the interference suppression means in a shielding housing that is closed on all sides is housed, characterized in that the capacity of the resonant circuit is formed by two lead-through capacitors (C3 and C,), one of which each in the leads from the grid connection and from the anode connection of the single tube (2) to the coil (L1) of the resonant circuit in the manner known per se a divided space for the coil (L) forming partition (3) is arranged, and that frequency-dependent in each of these supply lines as close as possible to the connections of the tube (2) and energy-absorbing damping means (D1 and D2) are provided, the damping of which for the fundamental wave of the generator is very small and strong with increasing frequency increases.

2. Ultra-short wave tube generator according to claim 1, characterized in that that each damping means (D and D2) consists of an air core coil and one parallel to it lying series connection of capacitor and ferrite coil.

Considered publications: German Patent Specifications No. 598 762, 735 624; German patent application S23707 21a4 / 76 (published on 26. 11. 1953); Swiss Patent No. 316 950; U.S. Patent No. 2243 574; VDE-0871 part 1/9. 52, pp. 7 to 13; Telefunken-Zeitung, March 1956, No. 111, Pp. 38 to 46; BBC Announcements, 1955, No. 9, pp. 377, 380; Electronics, 1953, no. 6, p. 42; Electronic Applications, '1958, No. 3, pp. 122-128.