DE1416716A1 - Diplexer-Anordnung mit einer Doppelbrueckenschaltung und zusaetzlichen,als Seitenbandfilter wirksamen Filterkreisen - Google Patents

Description

Radio Corporation of America, New York, N.Y., V.St.A.

Diplexer-Anordnung mit einer Doppelbrückenschaltung und zusätzlichen, als Se¹*tenbandfilter wirksamen Filterkreisen.

Die Erfindung betrifft eine Diplexer-Anordnung mit einer Doppelbrückenschaltung und zusätzlichen, als Seitenbandfilter wirksamen Pilterkreisen, welche der Unterdrückung des einen Seitenbandes der modulierten Schwingungen einer ersten Energiequelle dienen, die demjenigen Eingangsanschluß der Anordnung zugeführt werden, welcher der ersten Brücke mit dem Absorptionswiderstand zugeordnet ist. Die zweite mit dem Ausgangsanschluß der Diplexer-Anordnung versehene Brücke weist den zweiten Eingangsanschluß auf, dem die Schwingungen desjenigen Frequenzbandes zugeleitet werden, dessen Frequenzlage mit der Frequenzlage des Sperrbereiohes zweier als Reflexionsfilter wirksamer Bandsperren übereinstimmt, die an die zwei die beiden Brücken verbindenden und zudem mit den SeitenbandfiItem versehenen Leitungen an Stellen angekuppelt sind, die um etwa ein Viertel oder um das ungerade Vielfache eines Viertels der Wellenlänge

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jener Frequenz gegenseitig versetzt sind, welche die Mittenfrequenz des Frequenzbandes der Schwingungen bildet, die dem zweiten Eingangsanschluß der Anordnung zugeführt werden.

Diplexer-Anordnungen zur Speisung eines gemeinsamen Antennensystems durch' zwei Hochfrequenzquellen, z.B. einen Bildsender und einen Tonsender einer Fernsehsendeanlage, sind bekannt. Ein bekanntes Verfahren zur Speisung einer Antenne mit einem Bildträger und einem Tonträger wird als Lücken-Diplex-Ubertragung bezeichnet. Hierfür wird eine Diρlexer-Anordnung verwendet, die eine Schaltung aus Übertragungsleitungen mit frequenzselektiven Hilfsschalturigen, üblicherweise Reflexionsfiltern, enthält* welche an geeigneten Stellen angeschlossen sind und für die Hochfrequenz innerhalb eines breiten Frequenzbandes mit Ausnahme von einem oder mehreren, sehr schmalen Frequenzbändern einen hohen Widerstand darstellen. Der Ausdruck "Lücke" ist im Hinblick auf die die Impedanz in Abhängigkeit von der Frequenz darstellende Kennlinie geprägt worden, die eine schmale Einsenkung innerhalb eines sonst einigermaßen flachen Verlaufes aufweist. Die Lücke wird bei einer solchen Diplexer-Anordnung so in den Bildsignalfrequenzbereich gelegt, daß der Tonträger in die Mitte der Lücke fällt. Das Reflexionsfilter wird so ausgebildet und angeordnet, daß die gegenseitige Beeinflussung von Ton- und Bildsender möglichst klein ist.

Gewisse Fernsehnormen erfordern die Übertragung des Bildsignales als Restseitenbandsignal, d.h. daß von dem modulierten

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Träger ein Seitenband vollständig und das andere nur zum Teil übertragen wird. Man kann ein derartiges Signal dadurch erzeugen, daß man den Träger zunächst in üblicher Weise so moduliert, daß beide Seitenbänder auftreten, und dann nachträglich den unerwünschten Teil des einen Seitenbandes ausfiltert.

Bei den bisherigen Fernsehsendeanlagen ist die Diplexer-Anordnung für das Bild- und Tonsignal räumlich und elektrisch vom Restseitenbandfilter völlig getrennt. Dies bringt gewisse Nachteile hinsichtlich des Aufwandes, des Raumbedarfes und der Bedienbarkeit mit sich. Die bekannten Anordnungen dieser Art benötigen außerdem sehr hochwertige Bauelemente.

Aus der Zeitschrift "The Bell System Technical Journal", Vol. 27, Nr. 1, Januar 1948, Seiten 88 und 91, ist es bekannt, bei Diplexer-Anordnungen zusätzliche Filterelemente zur Erfüllung gewisser Selektivitätsbedingungen in die Übertragungsleitungszweige einzufügen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mit einem Restseitenbandfilter kombinierte Diplexer-Anordnung zu schaffen, bei der eine gegenseitige Beeinflussung verschiedener Bauteile ausgenutzt wird, so daß Aufwand und Raumbedarf gegenüber den bekannten, das gleiche leistenden Anordnungen verringert werden, während in elektrischer Hinsicht die an solche Anordnungen gestellten Forderungen besser und gegebenenfalls sogar unter Verwendung von Filtern geringerer Güte erhöht werden können.

Bei der Vereinigung einer Diplexer-Anordnung mit einem Seitenbandfilter treten eine Reihe von Problemen auf, insbesondere bei den strengen Anforderungen, die an die Restseitenbandübertragung für Fernsehkanäle im UHP-Bereich zwischen 470 und 890 MHz gestellt werden. Gemäß den US-Normen ist beispielsweise die prozentuale Bandbreite eines 6 MHz-Signales bei den Fernsehkanälen Nr. 14 bis 8j5 im Frequenzbereich zwischen 470 und 890 MHz in den unteren Kanälen annähernd doppelt so groß wie in den oberen Kanälen. Für ein bestimmtes Filter ist außerdem die Steilheit der die Dämpfung in Abhängigkeit von der Frequenz darstellenden Kennlinie in der Nähe des Punktes größter Dämpfung abhängig von der Frequenz, die durch das Filter gesperrt werden soll.

Durch die Erfindung werden die bei der Vereinigung einer Diplexer-Anordnung mit Seitenbandfiltern auftretenden Probleme gelöst.

Eine Diplexer-Anordnung der eingangs erwähnten Art ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß

a) an den beiden die zwei Brücken verbindenden Leitungen die Ankopplungspunkte der die Seitenbandunterdrückung bewirkenden Filterkreise jeweils zwischen der Bandsperre und derjenigen Brücke vorgesehen sind, die den Eingangsanschluß für diejenigen Schwingungen aufweist, deren eines Seitenband zu dämpfen ist;

b) bei jeder der zwei die beiden Brücken verbindenden Leitungen der Abstand zwischen den zwei zusätzlichen, der Se.iten-

Π Π ° Π ⁿ '> i ^r· 9 Π ο

bandunterdrückung dienenden Filterkreisen entsprechend der Beziehung

S₁ = (2n-l) tj2- +U₁^

gewählt ist;

dabei bedeuten η eine ganze Zahl

λ die Wellenlänge, die der Mittenfrequenz des Frequenzbandes entspricht, das die dem EingangsanscliTuß der ersten Brücke zugeführten modulierten Schwingungen vor der Unterdrückung des einen Seitenbandes einnehmen

k, eine von der gewünschten Filtercharakteristik abhängige Konstante

c) bei jeder der zwei die beiden Brücken verbindenden Leitungen der Abstand zwischen der Bandsperre und dem dieser Sperre nächstgelegenen Filterkreis des Seitenbandfilters entsprechend der Beziehung

gewählt ist; ^T

dabei bedeuten: η eine ganze Zahl oder Null

λ die vorangehend bereits definierte Wellenlänge

k einen durch die gewünschte Filtercharakteristik vorgegebenen Faktor

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d) die das Seitenbandfilter verwirklichenden Filterkreise in dem Frequenzbereich, den die zu unterdrückenden Seitenband-, schwingungen einnehmen, einen so niedrigen Eingangswiderstand aufweisen, daß sie an ihren Anbringungsstellen die Verbindungsleitungen zwischen den Brücken kurzschließen;

e) bei jeder Verbindungsleitung zwischen den Brücken der Blindwiderstand des Koppelelementes der einzelnen Filterkreise aufgrund seiner Bemessung den Blindwiderstand dieser Filterkreise zu einem an der Ankopplungsstelle wirksamen Wert bei Frequenzen im Bereich des vom ersten Eingangsanschluß aus zum Ausgangsanschluß zu übertragenden Seitenbandes ergänzt, der einem Parallelresonanzpunkt entspricht.

Gemäß- einer Weiterbildung der Erfindung ist der kapazitive BÜndleitwert, der durch die Bandsperren bei Frequenzen innerhalb des vom ersten Eingangsanschluß aus zum Ausgangsanschluß zu übertragenden Seitenbandes an den Ankopplungssteilen der Verbindungsleitungen zwischen den Brücken entsteht, durch eine in diesem Frequenzbereich als induktiver Blindleitwert wirksame Diskontinuität in einen Wirkwiderstand hohen Betrages überführt. Der Blindleitwert der Reflexionsfilter wird also kompensiert.

Vorzugsweise wird der durch die Bandsperren entstandene kapazitive Blindleitwert ferner durch einen am Innenleiter der Verbindungsleitungen zwischen den Brücken angeordneten Ring in einen Wirkwiderstand hohen Betrages aufgrund eines passend gewählten Blindleitwertes und seines Abstandes von der jeweiligen

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Bandsperren-Ankopplungsstelle überführt, der mit einem Viertel der Wellenlänge übereinstimmt, welche der Mittenfrequenz des Frequenzbandes entspricht, das die dem Eingangsanschluß der ersten Brücke zugeführten modulierten Schwingungen vor der Unterdrückung des einen Seitenbandes einnehmen.

Die Energiequellen sind vorzugsweise Bild- bzw. Tonsender einer Fernsehanlage, da hier die Vorteile der Erfindung am stärksten zum Tragen kommen.

Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung sind die

Reflexionsfilter durch eine Änderung ihrer körperlichen Abmessungen, die eine Änderung ihres Ubertragungsparameters zur Folge hat, abstimmbar. Dabei ist dann vorzugsweise eine Phasenvergleichsschaltung mit zwei jeweils mit einem Reflexionsfilter gekoppelten Eingangskreisen und mit einem Ausgangskreis zum laufenden Vergleich der Signale, auf die Reflexionsfilter abgestimmt sind, vorgesehen und an den Ausgangskreis ist eine Abstimmanordnung zur Änderung der körperlichen Abmessungen der Reflexionsfilter in Abhängigkeit vom Phasenunterschied der verglichenen Signale angeschlossen.

Die Abstimmanordnung kann eine Einrichtung zur Regelung des im Inneren der Reflexionsfilter herrschenden Druckes enthalten, die vorzugsweise mit einer in der Forderrichtung umsteuerbaren Pumpe arbeitet. Andererseits kann auch eine Druckgasquelle und ein Druckregelventil zur Regelung des in den Reflexionsfiltern herrschenden Druckes vorgesehen werden.

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Die Abstimmanordnung kann auch einen vorzugsweise hydraulisch betätigten Abstimmkörper enthalten.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß die Abstimmanordnung eine mit der Außenseite der Reflexionsfilter in enger Berührung stehenden Wärmequelle enthält.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild einer Diplexer-und Seitenbandfilteranordnung gemäß .der. Erfindung;

Fig. 2 eine praktische Ausführungsform des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispieisj

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer anderen Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 4 eine wahlweise verwendbare Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5 eine Ausführungsform mit einer Anordnung zur Abstimmung der Lückenreflexionsfilter;

Fig. 5a eine Abwandlung der Abstimmanordnung nach Fig. 5;

Fig. 6 eine Kurve zur Erläuterung der Wirkungsweise des Abstimmsystems nach Fig. 5 und 5&J

Fig. 7 eine weitere Feinabstimm-Einrichtung für die verwendeten Reflexionsfilter;

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Fig. 8 eine schematische Anordnung eines mechanischen Abstimmsystems für die Reflexionsfilter und

Fig. 9 eine Abwandlung für einen Einzelteil einer Diplexer-Anordnung gemäß der Erfindung.

Die Wirkungsweise der Erfindung soll an Hand des in Fig. 1 dargestellten schematischen Schaltbildes beschrieben werden, welches in üblicher Weise den Innenleiter von konzentrischen Leitungen zeigt. Zwei Brückennetz™erke 11 und 13 sind mit ihren nicht abgeglichenen Klemmen 15, 17 und 19 sowie 21, 23* 25 und mit ihren abgeglichenen Klemmen 27* 29 sowie 31, 33 dargestellt. Die abgeglichenen Klemmen 27 und 31, 29 und 33 sind jeweils über die Leitungsabschnitte 35 und 37 miteinander verbunden. Diese Leitungsabschnitte bilden die Zweige eines Doppelbrücken-Diplexer-Gerätes.

Ein erster Hochfrequenzgenerator 39* der mit IL, bezeichnet ist und ein Fernsehbildsender sein kann, ist an zwei der nicht abgeglichenen Klemmen 15, 17 des einen Brückennetzwerkes 11 angeschlossen, um den abgeglichenen Klemmen 27* 29 Energie im Gegentakt, d.h. mit 18O°. Phasenverschiebung zuzuführen. Ein zweiter Hochfrequenz-Generator 41, der mit T_A bezeichnet ist und ein Tonsender sein kann, ist an die nicht abgeglichene Klemme 25 des zweiten Brückennetzwerkes 13 angeschlossen, so daß den Klemmen 31 und 33 Energie im Gleichtakt, d.h. gleichphasig zugeführt wird. Eine Belastung, die hier als ein Widerstand 43 veranschaulicht ist, liegt zwischen den Klemmen 21 und 23 des zweiten

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Brückennetzwerkes 13 von den Klemmen jjl und 33 Energie im Gegentakt aufzunehmen.

An die übrige Klemme 19 des ersten Brückennetzwerkes 11 ist ein Abschlußwiderstand 45 angeschlossen, so daß das erste Brückennetzwerk 11 bezüglich der übrigen Schaltung richtig abgeschlossen ist.

An die beiden Zweige 35 und J>1 sind zwei identische Reflexionsfilter 4? und 49 angeschlossen. Die Anschlußpunkte dieser Reflexionsfilter sind längs der Zweige 35 und 37 so verschoben, daß ein Gangunterschied von einer Viertelwellenlänge bei der Frequenz des zweiten Hochfrequenz-Generators 41 gegenüber den Klemmen 31 und 33 besteht. Die Reflexionsfilter 47 und 49 haben einen sehr hohen Güte-Wert und sind daher scharf abgestimmt, so daß sie einen extrem niedrigen Widerstand (beispielsweise weniger als ein Ohm bei einer 50-Ohm-Leitung) für die Arbeitsfrequenz des zweiten Hochfrequenz-Generators 41 bilden.

Im Betrieb wird die Signalenergie des zweiten Generators 4l im Gleichtakt den beiden Zweigen 35 und 37 seitens des Brückennetzwerkes 13 zugeführt. Diese Energie wandert auf den Zweigen entlang und wird durch die Filter 47 und 49 fast vollständig reflektiert. Die Energie des zweiten Generators 4l in dem Zweig 35 wandert über eine Länge, die um zwei Viertelwellenlängen größer ist als die Länge im anderen Zweig 37 und zwar bei der Frequenz des Generators 41. Die von den Reflexionsfiltern 47 und 49 reflektierte Energie wird daher im Gegentakt dem Belastungswider-

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ITIU/ IU

stand 43 zugeführt, der beispielsweise eine Antenne, eine Ausgangsleitung oder ein anderer Verbraucher sein kann. Die Signalenergie des Generators 4l, die aus irgendeinem Grunde nicht durch die Filter 47 und 49 reflektiert wird, verläuft im Gleichtakt weiter längs der Zweige 35 und 37 und wird im Abschlußwiderstand 45 vernichtet. Diese Gleichtaktenergie des Generators 41 tritt nicht in den Hochfrequenzgenerator 39 ein, da sie im Gleichtakt an ihm auftritt, d.h. daß die Klemmen 15 und 17 durch die ankommende Energie auf gleiche Spannungen gebracht werden. Außerdem wird die Signalenergie des ersten Generators 39* die im Gegentakt an den Leitungen 35 und J>( liegt, und durch die Filter 47 und reflektiert wird, wegen der Differenz der Leitungslängen zwischen den Generatorklemmen 27* 29 und den betreffenden Filtern 47 und aus der Gegentaktform in die Gleichtaktform umgewandelt. Die Energie des-ersten Hochfrequenz-Generators 39, welche durch die Filter 47, 49 auf den Abschlußwiderstand 45 zurückreflektiert wird, ist diejenige Energie des ersten Generators 39* dessen Frequenz-Komponenten zur Resonanzfrequenz der Reflexionsfilter 47, 49 symmetrisch liegen. Diese Gleichtaktenergie wird ebenfalls im Abschlußwiderstand 45 absorbiert. Man sieht also, daß die beiden Signale der getrennten Quellen T. und Ty in einfacher Weise auf eine einzige Übertragungsleitung gegeben werden können, ohne daß sich die Signalquellen gegenseitig beeinflussen.

Die dargestellte Anordnung bewirkt außer der Kombination der Energie der beiden Signalquellen auch noch eine Änderung der

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Modulationsprodukte der einen Signalquelle. In der schematischen Anordnung nach Fig. 1 stellt T_A eine Quelle von Hochfrequenz-Signalen, z.B. einen Tonsender dar, welcher die Tonbegleitung zu einer Bildsendung liefert. Die Bildsendung stammt von dem Sender Ty d.h. von dem ersten Hochfrequenz-Generator 39.

Die Bildinformation des Senders 39 wird den Klemmen 27 und 29 des ersten Netzwerkes im Gegentakt zugeführt. Diese Energie wandert auf den gleich langen Leitungen 35 und 37 entlang und liegt an der Belastung 43 im Gegentakt. Dabei wird diese Energie jedoch längs der Leitungen 35 und 37 dreimal gefiltert. Von den Klemmen 27 und 29 aus trifft* die Energie zunächst zwei identisch aufgebaute Seitenbandfilter 51* welche auf eine stark zu schwächende Frequenz in Resonanz abgestimmt sind. In einem Abstand S₁ längs der Leitungen 35 und 37 trifft die Energie des Generators 39 dann zwei weitere identisch aufgebaute Seitenbandfilter 52, welche auf Resonanz bei einer anderen stark zu schwächenden Frequenz abgestimmt sind. Diese Seitenbandfilter 5I und 52 bilden für die Energie außerhalb des gewünschten Durchlaßbereiches einen Nebenschluß sehr geringen Scheinwiderstandes und schwächen daher die übertragene Energie in ihrem Resonanzbereich sehr stark. In einem Abstand S₂ von den Filtern 52 an wird die Energie des Generators 39 einer Filterung durch die Reflexionsfilter 47, 49 ·■ unterworfen. Diese Reflexionsfilter erzeugen im Frequenzband der Fernsehsignale des Generators 39 eine tiefe Lücke bei der Frequenz des Tongenerators 41, so daß durch die Bildsignale des Generators 39 die Tonübertragung nicht gestört werden kann.

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Die Seitenbandfilter 51 und 52 haben einen sehr hohen Güte-Wert von der Größenordnung von 8000 bis 20 000 für das Ultrahochfrequenz-Fernsehband, d.h. für 440 - 89Ο MHz. Als Seitenbandfilter 51* 52 kann jede geeignete Form von hochselektiven Filtern bentutzt werden. Es wurde gefunden, daß koaxiale Hohlräume mit einem Verhältnis des Durchmessers des Außenleiters zum Innenleiter von etwa 3,6 gut brauchbar sind.

Die Reflexionsfilter 47 und 49 haben einen sehr hohen Güte-Wert von etwa 25 000 - 50 000 Tür 470 - 890 MHz. Zur Erreichung so scharf abgestimmter hochselektiver Filter haben sich kugelförmige Hohlraumresonatoren als zweckmäßig erwiesen. Solche kugelförmigen Resonatoren werden an Hand der Ausführung nach Pig. 2 noch besprochen werden.

Die Abstände S, und Sp zwischen den ersten und den zweiten Seitenbandfiltern 51 und 52 sowie dem zweiten Seitenbandfilter und dem Reflexionsfilter hängen von der jeweils zu übertragenden Wellenlänge ab, ferner von den Konstanten der Leitungen 35* 47 und von den zur Abstimmung der Filter 47, 49, 51 und 52 verwendeten Verfahren. Die Ermittlung der Größe der Abstände S₁ und Sg als Funktion einer bestimmten Wellenlänge wird weiter unten noch beschrieben. Der Abstand S, ist annähernd ein ungerades Vielfaches einer Viertelwellenlänge einer bestimmten Frequenz des Frequenzbandes, das in einem bestimmten Fall für die Fernseh- und Tonübertragung und Filterung benutzt wird. Die Ankopplung der Re- \ flexionsfilter 47 und 49 wird so eingestellt, daß der Blindleit-

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1 41 6 71 R

wert der Seitenbandfilter 51, 52 bei einer bestimmten Frequenz, bei welcher die ganze Anordnung stark durchlässig sein soll, kompensiert wird.

Bei der Fernsehübertragung wünscht man den Durchlaßbereich des ganzen Diplexer-Gerätes und seiner Seitenbandfilter auf mehr als 4 MHz über die Grundfrequenz des Generators 39, d.h. über den Träger von Ty auszudehnen. Die Kopplung der Reflexionsfilter 47 und 49 wird so eingestellt, daß der Blindleitwert der Ton reflexionsfilter gleich und entgegengesetzt dem Blind-Anteil des normalisierten Leitwerts der Übertragungsleitung wird, welche von den Seitenbandfiltern 51 und 52 bei einer um 4,1 MHz über dem Bildträger liegenden Frequenz herrührt. Dadurch wird sichergestellt, daß die Seitenbandfilter 51 und 52 keinen niedrigen Nebenschlußwiderstand bei Frequenzen bilden, die nicht geschwächt werden sollen.

In Fig. 2 ist eine praktische Ausführungsform der in Fig. 1 dargestellten Erfindung teilweise im Schnitt gezeigt. In Fig. 2 sind für die Bestandteile, welche auch schon in Fig. 1 vorkommen, wieder dieselben Bezugszeichen verwendet. Die beiden Brückennetzwerke 11 und 13 sind gleichartig aufgebaut, und die entsprechenden Klemmen ^l und j53 liegen an den Enden eines geschlitzten Rohres 55* welches koaxial zu einem inneren zylindrischen Leiter 55 und einer äußeren zylindrischen leitenden Hülse 57 verläuft. Die beiden nicht abgeglichenen Klemmen des Netzwerkes IJ> sind der Verbindungs- punkt 25 der Leitung 59 mit einem Tonsender 41 und der innere

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zylindrische Leiter 55 zusammen mit dem Rohr 53· Die Ausgangsbelastung besteht in Fig. 2 in der Koaxialleitung mit dem Außenleiter 53 und dem Innenleiter 55 und möge zu einer Antenne führen.

Das erste Brückennetzwerk 11 ist mit seiner einen nicht abgeglichenen Klemme an einen Bildsender 39 und mit seiner anderen an einen Verbraucherwiderstand 45 angeschlossen. Die Zweige 35 und 37 sind als Koaxialleitungen dargestellt mit den Außenleitern 36 und 38. Die Leitungen 35 und 37 besitzen gleiche Länge zwischen den abgeglichenen Klemmen der Brückennetzwerke 11 und I3.

Die räumliche Anordnung der Brückennetzwerke 11 und I3 ist so gewählt, daß infolge der Differenz der Länge von dem elektrischen Mittelpunkt 25 zwischen den Klemmen 31 und 33 zu jedem der Reflexionsfilter 47 und 49 die vom Sender 41 abgegebene Energie den Klemmen 31 und 33 im Gegentakt zugeführt wird. Dieser Gangunterschied ist zwar anhand der Fig. 1 zu einer Viertelwellenlänge der Frequenz des Tonsenders 41 angegeben worden, jedoch sind in der Praxis gewisse Abweichungen von diesem Wert zulässig.

Für die Fernsehbildübertragung im Ultrahochfrequenz-Fernsehband wurde gefunden, daß, wenn die Abstände längs der Leitungen 35 und 37 vom ersten Seitenbandfilter 5I zum ersten Brückennetzwerk 11 um eine Viertelwellenlänge der Frequenz des Senders 39 differieren, eine geringere Reflexion des Bildsignals auftritt. Da .die gesamte Länge der beiden Leitungszweige 35 und 37 gleich sein muß, differiert der Abstand von der Mitte 25 der Klemmen 31 und 33 zu den beiden Reflexionsfiltern 47 und 49 um eine Viertel-

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Wellenlänge bei der Frequenz des Bildsenders. Dies führt dazu, daß das Tonsignal zu den Klemmen 3I und 33 in etwas unabgeglichener Form zurückkehrt. Dies hat jedoch nur eine kleine Verschlechterung der Tonausgangsleistung zur Folge und diese Anordnung vermeidet viel größere Schwierigkeiten, welche auftreten würden, wenn die Abstände nicht symmetrisch zum Bildsender 39 gewählt würden. .

Das eine Reflexionsfilter 49 ist in Fig. 2 im Schnitt dargestellt. Es besteht aus einem kugelförmigen metallischen Hohlraumresonator 6o mit einem Abstimmschieber 6l. Dieser ist ein metallischer Bolzen, der ,in die Kugel hinein und aus ihr herausgeschraubt werden kann, um die Resonanzfrequenz des Hohlraumes zu ändern. Der kugelförmige Resonator 60 ist elektrisch an den Leitungszweig 37* 38 über eine kurze Koaxialleitung angekoppelt, deren Außenleiter 63 mit dem Außenleiter 38 und mit der Kugelschale in Verbindung steht. Der Innenleiter 65 dieser kurzen Koaxialleitung ist mit seinem einen Ende mit dem Innenleiter 37 verbunden. Das andere Ende des Innenleiters 65 ragt ein kleines Stück in den kugelförmigen Resonator 60 hinein. Die Kopplungsleitung 63* 65 hat eine Länge von einer halben Wellenlänge bei der Frequenz, auf welche die Reflexionsfilter in Resonanz abgestimmt sind, nämlich bei der Frequenz des Tonsenders.

Der Grad der Ankopplung des kugelförmigen Resonators 60 an die Leitung 37, 38 ist mit Hilfe eines Schiebers 67 verstellbar, dessen Länge über das linke Ende des Innenleiters 65 verändert werden kanni um die elektrische Kopplung an den Hohlraum 60 zu beeinflussen.

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Der Innenleiter 37 ist mit einem Einschnitt 69 an der Stelle der mechanischen Verbindung mit dem Innenleiter 65 ausgerüstet, der dazu dient, die Reflexionen an der Stoßstelle der beiden Leitungen zu vermindern.

Die Seitenbandfilter 51 und 52 sind Koaxialhohlräume mit einem äußeren Gehäuse 71 und einem Innenleiter 73 sowie einer einstellbaren Scheibe 75· Die Seitenbandfilter 5I und 52 sind kapazitiv an die Leitung 37 mittels einer Platte 77 am Ende des Innenleiters 73 angekoppelt, uer mit einer Hülse 79 einen kurzen Teil geringen Widerstandes in der Leitung 37 bildet. Es sei bemerkt, daß die Hülse 79, welche den niedrigen Widerstand erzeugt, vorzugsweise metallisch sein soll, daß sie aber auch aus einem dielektrischen Material bestehen kann. Die elektrisch kurze Leitungslänge geringen Widerstandes zwischen der Hülse 79 und dem Außenleiter bewirkt eine Verminderung der Unstetigkeit der Leitung in diesem Punkte, welche durch die Ankopplung des Innenleiters 73 des koaxialen Seitenbandfliters 51 an die Leitung 37 hervorgerufen wird.

Der kapazitive Blindwiderstand zwischen der Hülse 79 und der Koppelscheibe 77 am Ende des Innenleiters 73 dient dazu, die induktive Komponente des Blindleitwertes jedes Seitenbandfliters 51 und 52 bei einer Frequenz, bei der keine Abschwächung erwünscht ist, auszugleichen. Pur die Pernsehbildübertragung werden die Seitenbandfilter 51 und 52 auf Parallel-Resonanz bei der Trägerfrequenz des Bildsenders 39 abgestimmt.

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I H I O / I D

Die koaxialen Hohlraumresonatoren, welche die Seitenbandfilter 51* 52 bilden, werden auf Resonanz bei Frequenzen ausserhalb des gewünschten Durchlaßbereiches dadurch abgestimmt, daß man die Stellung der Scheiben 75 und die Länge des Innenleiters 73 so einstellt, daß der elektrische Abstand der Scheibe 75 von der Hülse 79 gleich einer halben Wellenlänge bei der abzuschwächenden Frequenz ist. Um ein ganzes Frequenzband zu schwächen, wird das eine Filter 51 auf eine bestimmte Frequenz in dem zu schwächenden Bande abgestimmt und das andere Filter 52 auf eine andere Frequenz dieses Bandes. Die entsprechenden Seltenbandfilter 51 an beiden Leitungen 35 und 37 werden natürlich auf dieselbe Frequenz abgestimmt. Ebenso werden die beiden nächsten Filter auf dieselbe Frequenz abgestimmt.

Der Abfall der Blindwiderstandskurve beider Seitenbandfilter 51 und 52 ist für einen gegebenen Resonanzpunkt durch den Grad der Ankopplung der Hohlraumresonanzanordnung 71* 73» 75 an den Leitungszweig bestimmt. In der Praxis wünscht man oft, wenn ein Filter aus mehreren Teilen besteht, dem einen Teil einen anderen Blindwiderstandsabfall zu geben, als dem anderen Teil. Da bei der Einrichtung gemäß der Erfindung jedes einzelne Filter 51 und 52 bezüglich seines Blindwiderstandsabfalles ebenso wie bezüglich seiner Abstimmung einzeln eingestellt werden kann, ist die beschriebene Filteranordnung besonders geeignet, um den Inhalt der Modulationsprodukte eines der modulierten Signale zu ändern. Diese Filteranordnung läßt sich so einstellen, daß sehr strenge

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Anforderungen bezüglich des Verlaufs der Abschwächung über ein breites Frequenzband erfüllt werden können.

Der räumliche Abstand -zwischen den beiden Seitenbandfiltern 51 und 52 beträgt ein ungerades Vielfaches der Viertelwellenlänge bei einer Frequenz im Durchlaßbereich, die nicht abgeschwächt werden soll. Für die Fernsehbildübertragung kann der räumliche Abstand daher durch die Gleichung

S₁ = (2n - 1) -τρ- + kjA_v

ausgedrückt werden, in welcher η eine ganze Zahl ist, A _v die Wellenlänge auf der Leitung bei der Bildträgerfrequenz und k, eine vom gewünschten Durchlaß- und Filterverhalten abhängige Konstante. Dieser Abstand ist geringer als bei der gleichen Wellenlänge in Luft, da die beiden Hülsen 79 an den Ankopplungspunkten der Filter 51 und 52 die elektrische Länge verkürzen und weil daher die Wellengeschwindigkeit auf der verwendeten Leitung etwas kleiner ist als die Geschwindigkeit einer sich frei im Raum ausbreitenden Welle.

Der Abstand Sp zwischen dem zweiten Seitenbandfilter 52 und dem Reflexionsfilter 49 oder 47 wird durch die folgenden Überlegungen bestimmt: Das Reflexionsfilter dient dazu, den induktiven Blindwiderstand der Seitenbandfilter 51 und 52 bei einer bestimmten Frequenz im Durchlaßbereich, für welche keine Abschwächung vorhanden sein soll, auszustimmen, d.h. das Filter auf Parallelresonanz bei dieser Frequenz zu bringen. Für eine

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bestimmte Abstimmung und Ankopplung des Reflexionsfilters 49 an die Leitung ;57 besitzt dieses Filter 49 eine bestimmte Suszeptanz, Der Abstand S₂ ist die Entfernung längs der Leitung yj von der Ankopplungsstelle des nächsten Seitenbandfilters 52, an welcher der Blind-Anteil des Scheinleitwertes ebenso groß ist, aber von entgegengesetzten Vorzeichen wie der des Reflexionsfilters bei der oben erwähnten Frequenz, für welche eine hohe Durchlässigkeit vorhanden sein muß.

Für eine bestimmte unten noch angegebene Bemessung beträgt dieser Abstand

S₂ =·£^£ + 0,179 λ_ν

wobei η gleich Null oder eine ganze Zahl ist und λ die Wellenlänge des Bildträgers für den Fall, daß die hohe Durchlaßfrequenz f + 4 MHz beträgt. Wenn die hohe Durchlässigkeit bei einer Frequenz von λ_γ +4,1 MHz vorhanden sein soll, so gilt

Die Abstände Sp nach diesen beiden Formeln werden dadurch vorgeschrieben, daß das dem Reflexionsfilter 47 oder 49 zunächst gelegene Seitenbandfilter 52 einen Blindwiderstandsabfall von 0,098 Ohm je MHz haben soll und eine Serienresonanzfrequenz von 3,5 MHz unterhalb des Bildträgers f und das am weitesten entferte Seitenbandfilter 51 einen Blindwiderstandsabfall von 0,407 0hm je MHz besitzen soll und bei 1,5 MHz unterhalb der Bildträgerfrequenz f auf Serienresonanz abgestimmt sein soll.

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Die letz-te Ursache von Unregelmässigkeiten in der beschriebenen Schaltungsanordnung besteht in der Wirkung der Reflexionsfilter 47, 49 bei Bildträgerfrequenz. Wenn die Frequenz des Tonsenders 41 höher ist als die des Bildsenders 39, ist der Blindleitwert der Reflexionsfilter 47, 49 bei der Bildträgerfrequenz kapazitiv. Um diesen Blindleitwert beim Bildträger auf Parallelresonanz abstimmen zu können, kann ein induktiver Blindwiderstand zur Leitung parallel gelegt werden und zwar in einem Abstand von einer halben Wellenlänge bs* &^ar Bildträgerfrequenz oder es kann ein anderer kapazitiver Blindwiderstand im Abstand einer Viertelwellenlänge von dem Anschlußpunkt der Filter 47 und 49 angebracht werden. Eine leitende Hülse 81 auf dem Innenleiter 37 wirkt als konzentrierte Kapazität und kann einen Abstand von einer Viertelwellenlänge von der Anschlußstelle des Innenleiters 65 des Filters 49 erhalten. Gewünschtenfalls kann auch hier eine dielektrische Hülse verwendet werden.

In Fig. 3 ist eine perspektivische Darstellung einer praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen, aus dem Diplexer-Gerät und den Seitenbandfiltern zusammengebauten Anordnung enthalten. Von dem der Fig. 2 entsprechenden Brückennetzwerk 11 geht eine Koaxialleitung 83 aus, die an einen Bildsender angeschlossen werden kann. Eine zweite Leitung 85 wird wie oben beschrieben, zu einer nicht abgeglichenen Klemme desselben Brückennetzwerkes 11 zur Verbindung mit einem Widerstand 45 vorgesehen. An die abgeglichenen Klemmen des Brückennetzwerkes 11 sind die beiden

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Leitungszweige angeschlossen, die in Fig. 3 mit ihren Außenleitern dargestellt sind. Längs dieser Leitungszweige sind drei Filter vorhanden, nämlich zwei Seitenbandfilter 51 und 52 und ein kugelförmiges Hohlraum-Reflexionsfilter 47 bzw. 49.

An das zweite Brückennetzwerk 13 ist eine Koaxialleitung 59 angeschlossen, die mit einem Tonsender 41 verbunden werden kann. Eine zweite Koaxialleitung 53* 55 verläuft von dem zweiten Brückennetzwerk 13 zu einer Belastung z.B. .einer Antenne.

Die elektrischen Mittelpunkte derBrückennetzwerke 11 und 13 sind gegenüber der Mittellinie zwischen den Leitungszweigen 36, verschoben, so daß die Laufstrecke zwischen dem zweiten Brückennetzwerk 13 und· dem Filter 47 um ein Viertel der Wellenlänge des Bildsenders größer ist als die Strecke zum anderen Reflexionsfilter 49 wie anhand der Fig. 2 bereits erläutert. Beide Leitungen 36, 38 haben jedoch dieselbe Gesamtlänge.

Der Bildsender 39 arbeitete auf einer Trägerfrequenz von 849,25 MHz und lieferte ein amplitudenmoduliertes Doppelseitenband-Bildsignal. Der Tonsender 41 arbeitete auf einer Mittelfrequenz von 853,75 MHz und lieferte ein frequenzmoduliertes Ausgangssignal mit einem Frequenzhub von - 75 kHz. Die Reflexionsfilter 47, 49 waren auf Serienresonanz bei 853*75 MHz abgestimmt, Das erste Seitenbandfilter 51 der beiden Übertragungsleitungen war auf eine Serienresonanz parallel zur Leitung bei 847*75 MHz und auf eine Parallelresonanz bei 849,25 MHz abgestimmt. Das zweite Seitenbandfilter der beiden Leitungen war auf eine Serien-

ο ρ ο ρ fl
üb jOu

ItIU/ IO

resonanz bei 845,75 MHz und eine Parallelresonanz bei 849,25 MHz abgestimmt.

Bei der Anordnung nach- Fig. 4 ist eine Ausführung mit dieser Abstimmung der Reflexionsfilter 47 und 49 benutzt. Dabei sind für einander entsprechende Bestandteile wieder dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1, 2 und 3 verwendet.

Längs jedes Leitungszweiges 35, 36 und 37, 38 sind zwei oeitenbandfilter 51^f und 52^! und ein Reflexionsfilter 47' vorhanden. Die Seitenbandfilter sind kugelförmige Hohlraumfilter von gleichem Aufbau wie die Filter 47 und 49 in Fig. 2 und 3. Die Ankopplung der Filter 51' und 52' an die Leitungen 35, 36 und 37, 38 kann in derselben Weise erfolgen wie in Fig. 2 für die Filter 47 und 49 dargestellt. Man kann aber statt kurze Koaxialleitungen zu den Hohlraumresonatoren wie in Fig. 2 zu verwenden, die Kugelhohlräume auch unmittelbar an den Leitungen anbringen wie in Fig. 4 dargestellt. Dabei kann dann eine Kopplungsschleife 67¹J die in dem Raum zwischen dem Innen-.und Außenleiter liegt und in den kugelförmigen Resonanzhohlraum hineinragt, zur Ankopplung des Resonators an die Leitung benutzt werden. Bei Verwendung einer Kopplungsschleife 67' kann eine Eindrehung 79* dazu benutzt werden, die Filter 51'» 52" bei einer anderen Frequenz in Parallelresonanz zu bringen. Außerdem kann eine kurze kapazitive Sonde ähnlich der Kopplungsscheibe &J in Fig. 2 in die öffnung zwischen den Kugelhohlräumen 51^f und 52* und den Leitungen 35» 36 und 37, 38 eingesetzt werden. Eine Schleifenankopplung

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kann auch für die koaxialen Filterelemente verwendet werden, indem man eine Schleife nach Art der Schleife 67' durch eine öffnung in dem Außenleiter 36 oder 38 in die Leitung und in den Koaxialhohlraum hineinragen läßt. Die Wahl der jeweiligen Kopplungsanordnung für jedes Filterelement hängt von der Größe und dem Vorzeichen des Blindanteiles des Scheinleitwertes ab, der nötig ist, um,eine schrittweise Widerstandsanpassung zu erhalten.

Der Abstand S, zwischen den beiden Seitenbandfiltern 51¹ und 52^f kann ein ungerades Vielfaches der Viertelwellenlange bei einer Frequenz im Durchlaßbereich, für welche keine Abschwächung stattfinden soll,.betragen, und zwar unter den anhand der Fig. 2 erwähnten Bedingungen. Wegen der bei dieser Ausführungsform verwendeten kugelförmigen Hohlraumfilter ist es zweckmäßiger, Abstände von 3/4 oder 5/4 der Wellenlänge zu benutzen. Unter anderen Bedingungen sind auch andere Abstände möglich.

Die Reflexionsfilter 47'können als Koaxialfilter ausgebildet werden, obwohl auch kugelförmige Filter, Ellipsoid-Filter, Zylinder-Filter, würfelförmige Filter, Polygonal-FiIter und andere Resonanzhohlräume benutzt werden können. Die Reflexionsfilter 47^f sind nicht mehr genau oder annähernd auf die Frequenz des Tonsenders 4l abgestimmt und stellen also keine eigentlichen "Lücken-Filter" dar. Für Fernsehbild- und Tonübertragung können die Reflexionsfilter 47' auf eine Frequenz 100 bis I50 kHz pberhalb der Frequenz des Tonsenders 51 für einen Betrieb zwischen 470 -und 890

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MHz abgestimmt werden. Die Reflexionsfilter 47^f erzeugen dann nicht mehr eine tiefe Einsenkung im Bildbande genau bei der Frequenz des Tonsenders, aber bilden doch noch einen Weg geringen Widerstandes für das Signal des Tonsenders 4l, so daß dieses Signal reflektiert wird und die Ausgangsklemmen 351, 33 des zweiten Brückennetzwerkes 13 im Gegentakt erreicht. Der Weg geringen Widerstandes, der durch die Reflexionsfilter 47' bei und über der Tonfrequenz erzeugt wird, ist kein so guter Kurzschluß wie der durch die Reflexionsfilter '7 -~nd 49 in Pig. I, 2 und 3 beschriebene. Er wird beispielsweise 1,5-4 Ohm für eine 50-Ohmleitung betragen. Andererseits brauchen aber die verstimmten Reflexionsfilter 47' nicht soviel Hochfrequenzenergie zu vernichten, als wenn sie auf den Tonträger abgestimmt sind.

Eine schrittweise Widerstandsanpassung wird ebenfalls längs der Leitungen 35, 36 und 37, 38 erhalten, um die Leitungsunstetigkeiten zu entfernen, die von der Ankopplung der Reflexionsfilter 47* bei einer anderen Frequenz, beispielsweise der Bildträgerfrequenz, herrühren. Eine Hülse 8l aus leitendem oder dielektrischem Material wird zum Ersatz eines konzentrierten Blindleit-

wertes benutzt und'in einem Abstand von der Ankopplungsstelle der Reflexionsfilter 47^! angebracht. Dieser Abstand wird so gewählt, daß bei Bildträgerfrequenz Parallelresonanz entsteht, d.h. der Blindleitwert der Reflexionsfilter 67' kompensiert wird.

In Fig. 5 ist eine Ausführungsform der Erfindung ähnlich derjenigen in Fig. 2 dargestellt, die mit einer Anordnung zur Ab-

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Stimmung der Reflexionsfilter 47, 49 durch Regelung des Gasdruckes innerhalb des Diplexer- und Filtergerätes ausgerüstet ist. Die ganze Diplexer- und Filteranordnung ist von der umgebenden Luft dadurch abgeschlossen, daß alle Verbindungen, Abstimmscheiben, Kurzsohlußschieber usw. luftdicht ausgeführt sind. Die Anordnung ist mit einem Rohr 91 versehen, durch welches Gas oder Luft unter Druck eingeführt werden kann, wenn man über Atmosphärendruck arbeiten, so kann eine umsteuerbare Pumpe an die Leitung 91 angeschlossen werden. Der Druck im Inneren oberhalb oder unterhalb des Atmosphärendruckes wird dann durch entsprechenden Antrieb der umsteuerbaren Pumpe aufrechterhalten.

Der Gas- oder Luftdruck innerhalb des Gerätes beeinflußt die Abstimmung der Reflexionsfilter 47* 49 durch Veränderung zweier Parameter der Reflexionsfilter. Eine Druckänderung beeinflußt nämlich die Dielektrizitätskonstante des Gases innerhalb der Hohlraura-Reflexionsfilter 47, 49 und ändert auch die mechanische Größe der Hohlräume 47 und 49 selbst. Durch Steigerung des Druckes werden die Reflexionsfilter 47, 49 größer und es steigt auch die Dielektrizitätskonstante des Gases. Durch beide Effekte wird die Resonanzfrequenz der Filterhohlräume 47, 49 bei steigendem Gasdruck erniedrigt. Bei einer Konstruktion der Anordnung nach Fig. 2 und 3 wurde gefunden, daß bei kugelförmigen Reflexionsfiltern 47, 49 aus Kupfer und bei Verwendung von trockenem Stickstoff als Füllgas die Änderung der Resonanzfrequenz der Filter und 49 etwa je zur Hälfte auf die Änderung der mechanischen Größe

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und zur anderen Hälfte auf die Änderung der Dielektrizitätskonstante des Stickstoffes zurückzuführen war.

Die Abstimmung der Reflexionsfilter 47 und 49 kann mittels eines Phasenvergleichskreises auch selbsttätig laufend geregelt werden. Die Abstimmung der Reflexionsfilter beeinflußt die Übertragungsparameter wie der Phasengeschwindigkeit für Frequenzen in der Nähe der Resonanz der Reflexionsfilter. Die Phasenverschiebung zwischen einem Punkt der Eingangsleitung 25* 59 vom Tonsender 41 und dem kleinen Bruchteil des Tonsignales, welches am Widerstand 45 auftritt, ist proportional der Absbimmung der Reflexionsfilter 47 und 49· Ein Bruchteil des Signals wird vom Tonsender 41 über die Leitung 25, 59 mittels einer Abnahmeschleife oder gerichteten Kopplungsvorrichtung 93 abgezweigt. Dieses Signal ist in Fig. 5 mit φ_Α1 bezeichnet und wird über eine Leitung 94 dem einen Eingang eines Phasendetektors 95 zugeführt. Eine zweite Leitung 96 ist an den V/iderstand 45 angeschlossen und speist den anderen Eingang des Phasendetektors 95· Dieser zweite Energiebetrag ist mit φ_Α2 bezeichnet.

Der Phasendetektor 95 kann in an sich bekannter Weise aufgebaut sein und vergleicht zwei Wechselspannungen zum Zwecke der Gewinnung einer ihrer Phasendifferenz entsprechenden Spannung. Das Signal φ,, ist an die oeiden ersten Eingangsklemmen und das Signal (JL₂ an ein weiteres Eingangsklemmenpaar angeschlossen. Der Ausgang liefert eine Gleichspannung entsprechend der Phasendifferenz dieser beiden Signale. Die Ausgangsgleiehspannung wird

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dann nach Verstärkung in einem Verstärker 97 nötigenfalls einem umsteuerbaren Gleichstrommotor 98 zugeführt, der mechanisch mit der umsteuerbaren Pumpe 99 gekuppelt ist. Man kann die Ausgangsspannung des Verstärkers auch als Steuerspannung für den Servomechanismus eines Druckregelers benutzen, beispielsweise für ein elektromagnetisch gesteuertes Druckregelventil.

Die Wirkungsweise der Abstimmeinrichtung ist folgende: Wenn der Phasendetektor 95 eine Abstimmung der Reflexionsfilter 47* 49 auf eine höhere Frequenz als die gewünschte Arbeitsfrequenz anzeigt, treibt der Motor 98 die Pumpe 99 im Sinne einer Entfernung von Gas aus dem Geräteinneren an, so daß der Innendruck sinkt. Im umgekehrten Falle, in welchem die Reflexionsfilter auf eine höhere Frequenz als die gewünschte Frequenz abgestimmt sind, bewirkt die Ausgangssparinung des Phasendetektors eine Drehung des Motors 98 im Sinne einer Einführung von Gas, d.h. im Sinne einer Drucksteigerung.

Die Ausgangsgleichspannung des Phasendetektors kann auch zur Steuerung eines Wechselstromsignales zum Betrieb eines umsteuerbaren Wechselstrommotors dienen. In einer derartigen Einrichtung betätigt die Ausgangsspannung des Phasendetektors 95 eine Phasenverschiebungseinrichtung, welche den Phasenwinkel zwischen der Spannung beeinflußt, welche der einen Wicklung des umsteuerbaren" ' Motors zugeleitet wird gegenüber einer Vergleichsspannung, die an der anderen Wicklung des Motors liegt. Der Umlaufsinn des umsteuerbaren Wechselstrommotors wird dann durch die relative

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Phasenlage der beiden zugeführten Wechselspannungen beeinflußt .

In Fig. 5a ist eine Abwandlung für die Fig. 5 dargestellt, in welcher eine umsteuerbare Pumpe .99 durch ein DruckregeIventil 99' ersetzt ist, in welchem der Druck mittels einer sich drehenden Welle eingestellt wird. Die Steuerwelle des Ventils 99' ist an den Motor 98 angeschlossen. Zu einem derartigen Ventil 99' gehört ein Druckgasbehälter 100.

In Fig. 6 ist eine Kurve enthalten, welche die Abhängigkeit der Resonanzfrequenz eines kugelförmigen Hohlraumresonators vom Gasdruck zeigt. Diese Kurve wurde mit einer Kupferkugel von 3^Ο*5 em Durchmesser als Resonator und mit trockenem Wasserstoff als Füllgas aufgenommen. Wenn der Druck von 24 psi (1,7 kg/cm ) über Atmosphärendruck sich auf 9 psi (O,6j5 kg/cm ) unterhalb Atmosphärendruck ändert, ändert sich die Resonanzfrequenz gleichmäßig zwischen 829,56 und 830 MHz, was eine Änderung von 4400 kHz bei ^jJ psi (2,32 kg/cm ) Änderung bedeutet.

Die Fig. 7 veranschaulicht eine weitere Feinabstimmungseinrichtung, bei der d;Le Temperatur der Reflexionsfilter beeinflußt wird, um ihre Größe konstant zu halten. Bei dieser Einrichtung ist auf der Außenfläche des Reflexionsfilters 47 eine Heizeinrichtung angebracht, die auf dieser Außenfläche unmittelbar aufliegt, so daß die Filtertemperatur über der Temperatur der Umgebung gehalten werden kann. In Fig. 7 ist ein Heizdraht 101 in einer Reihe

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I 4 1 D / I D

von Windungen um das Filter herumgewickelt, aber elektrisch von ihm isoliert. Eine temperaturempfindliche Einrichtung z.B. ein Thermoelement 102 oder eine Mehrzahl solcher Thermoelemente ist auf der Außenfläche des Filters angebracht und dient zur Regelung eines Heizstromes.

Eine Schaltung zur Beeinflussung dieses Heizstromes ist unter Verwendung einer gittergesteuerten Gasentladungsröhre 103 dargestellt. Die Röhre 10j> ist mit einer Wechselstromquelle und der Heizwicklung 101 in Reihe geschaltet. Bekanntlich ändert sich die Spannung, die zur Zündung der Kathoden-Anodenstrecke einer solchen Röhre notwendig ist, umgekehrt mit der Gitterspannung. Wenn die Wechselspannung an der Röhre IO3 die Anode positiv gegenüber der Kathode macht, hängt der Teil der Halbwelle, während dessen die Röhre Strom führt, von der Gitterkathodenspannung ab. Eine negative Gittervorspannungsquelle ist mit 104 bezeichnet.

Das Thermoelement 102 ändert die Zündspannung und daher die Brenndauer entsprechend der Temperatur des Reflexionsfilters.

Die Fig. 8 zeigt eine Abstimmeinrichtung für die Reflexionsfilter 47 und 49, in welcher die Abstimmkörper 61 mechanisch bewegt werden, um die Arbeitefrequenz der Resonanzhohlräume 47 und 49 konstant zu halten. Diese mechanische Bewegung kann grundsätzlich außer durch diejdargestellte Einrichtung auch mit anderen bekannten Mitteln erreicht werden. In Fig. 8 dient ebenso wie in Fig. 5 ein Phasendetektor 95 zum Vergleich der beiden Signale φ«, und φ_Αρ und ein umsteuerbarer Motor 98 arbeitet über ein

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Zahnrad IO5 auf eine Zahnstange 107, die einen hydraulischen Kolben 109 innerhalb eines Zylinders 110 verschiebt. Über eine Leitung 111 ist der Zylinder 110 mit dem Inneren eines weiteren hydraulischen Zylinders 112 verbunden. Beide Zylinder und die Leitung 111 sind mit einer geeigneten Flüssigkeit gefüllt. Die Kolben 113 und 114 bilden den Abschluß des Zylinders 112 und sind mit den Abstimmkörpern 6l mechanisch verbunden.

In Fig. 9 -ist ein Teil einer Leitung 35, 36 mit zwei angekoppelten Lückenfiltern 47 und 47^! dargestellt, wobei eine gleichartige Anordnung natürlich in der anderen Leitung 37, 38 angebracht werden wird. Das eine der Lückenfilter 47 ist genau oder annähernd auf die Tonträgerfrequenz abgestimmt und näher am Tonsender angeordnet und stellt einen Nebenschlußweg sehr geringen Widerstandes für diese Tonträgerfrequenz dar. Das zweite Filter 47^f kann auf dieselbe Frequenz wie das Filter 47 abgestimmt sein. Die Aufgabe des zweiten Filters 47' besteht darin, die Suszeptanz des ersten Filters 47 bei einer Frequenz' im Durchlaßbereich des Diplexer- und Filtergerätes, für welche hohe Durchlässigkeit verlangt wird, auszustimmen. Das zweite Lückenfilter 47' ist gegenüber dem Filter 47 längs der Leitung 35* 56 um die Strecke S verschoben, so daß die Suszeptanz des zweiten Filters 47^f die Nebenschlußwirkung des ersten Filters 47 für Frequenzen, die nicht abgeschwächt werden sollen, kompensiert. Wenn beide Lückenfilter auf dieselbe Frequenz abgestimmt sind, muß der Abstand S zwischen einem Achtel und einem Viertel der Wellenlänge der Frequenz des Tonsenders liegen.

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Das zweite Lückenfilter 47' kann auch auf eine andere Frequenz als das erste Filter 47 abgestimmt werden und dabei noch dieselbe Aufgabe erfüllen wie bei gleicher Abstimmung beider Filter. Wenn die beiden Filter 47 und 47' auf dieselbe oder auf verschiedene Frequenzen abgestimmt sind, wird eine bessere Kompensation in dem Teil des Frequenzbandes, welche gut durchlässig sein soll, dann erreicht, wenn die reaktive Komponente der Admittanz beider Filter 47 und 47' in demjenigen Teil des Bandes, welches gut durchlässig sein soll, gleich groß ist.

Die Anordnung in Fig. 9 eignet sich insbesondere für den Diplexerbetrieb beim Fernsehen, da sie den Frequenzverlauf für hohe Frequenzen verbessert. Die Doppelfilter ermöglichen es, billigere Filter mit einem geringeren Q-Wert zu verwenden, was bei den bisher bekannten Einrichtungen besonders schwierig ist.

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Claims (3)

- 33 Patentansprüche

1.) Diplexer-Anordnung mit einer Doppelbrückensehaltung und zusätzlichen, als Seitenbandfilter wirksamen Filterkreisen, welche der Unterdrückung des einen Seitenbandes der modulierten Schwingungen einer ersten Energiequelle dienen, die demjenigen Eingangsanschluß der Anordnung zugeführt werden, welcher der ersten Brücke mit dem Absorptionswiderstand zugeordnet ist, während die zweite mit dem Ausgangsanschluß der Diplexer-Anordnung versehene Brücke den zweiten Eingangsanschluß aufweist, dessen Frequenzlage mit der Frequenzlage des Sperrbereiches der zwei als Reflexionsfilter wirksamen Bandsperren übereinstimmt, die an die zwei die beiden Brücken verbindenden und zudem mit den Seitenbandfiltern versehenen Leitungen an Stellen angekoppelt sind, die um etwa ein Viertel oder um das ungerade Vielfache eines Viertels der Wellenlänge jener Frequenz gegenseitig versetzt sind, welche die Mittenfrequenz des Frequenzbandes der Schwingungen bildet, die dem zweiten Eingangsanschluß der Anordnung zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß

a) an den beiden die zwei Brücken (11, Ij) verbindenden Leitungen (35* 37) die Ankopplungspunkte der die Seitenbandunterdrückung bewirkenden Filterkreise (51, 52 bzw. 51'* 52') jeweils zwischen der Bandsperre (47 bzw. 49) und derjenigen Brücke (ll) vorgesehen sind, die den Eingangsanschluß (83) für diejenigen Schwingungen aufweist, deren eines Seitenband zu dämpfen ist;

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Neue Unterlagen (Art. 7 § 1 Abs. 2 Nr. 1 Satz S des Ändwungsges. v. 4.9.1967).

b) bei jeder der zwei die beiden Brücken (11, 13) verbindenden Leitungen (55 bzw. yj) der Abstand zwischen den zwei zusätzlichen, der Seitenbandunterdrückung dienenden Filterkreisen (51, 52 bzw. 51^f, 52') entsprechend der Beziehung

S₁ = (2n-l) -

^kl^Av

gewählt ist;

dabei bedeuten: η eine ganze. Zahl

Λ_ν die Wellenlänge, die der Mittenfrequenz des Frequenzbandes entspricht, das die dem Singangsanschluß (83) der ersten Brücke (11) zugeführten modulierten Schwingungen vor der Unterdrückung des einen Seitenbandes einnehmen

k, eine von der gewünschten Filtercharakteristik abhängige Konstante

c) bei jeder der zwei die beiden Brücken (11, Ij5) verbindenden Leitungen (35 bzw. JJ) der Abstand zwischen der Bandsperre (47 bzw. 49) und dem dieser Sperre nächstgelegenen Filterkreis (52^f bzw. 52ⁿ) des Seitenbandfliters entsprechend der Beziehung

ηΛν

S₂ =

+ k λ.

gewählt ist;

dabei bedeuten: η eine ganze Zahl oder Null

die vorange Wellenlänge

Λ die vorangehend bereits definierte

?. 0 9 B V ?./ 0 2 0 8

k einen durch die gewünschte Filtercharakteristik vorgegebenen Paktor,

d) die das Seitenbandfilter verwirklichenden Pilterkreise
(51* 52 bzw. 51^!, 52') in dem Frequenzbereich, den die zu unterdrückenden Seitenbandschwingungen einnehmen, einen so niedrigen Eingangswiderstand aufweisen, daß sie an ihren Anbringungsstellen die Verbindungsleitungen (35* 37) zwischen den Brücken (11, 13) kurzschließen;

e) bei jeder Verbindungsleitung (35* 37) zwischen den Brücken (11, 15) der Blindwiderstand des Koppelelementes der einzelnen
Filterkreise (51, 52 bzw. 5I', 52') aufgrund seiner Bemessung

den Blindwiderstand dieser Filterkreise zu einem an der Ankopplungsstelle wirksamen Wert bei Frequenzen im Bereich des vom ersten Eingangsanschluß aus zum Ausgangsanschluß zu übertragenden Seitenbandes ergänzt, der einem Parallelresonanzpunkt entspricht.

2.) Diplexer-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kapazitive Blindleitwert, der durch die Bandsperren (47* 49) bei Frequenzen innerhalb des vom ersten Eingangsanschluß aus zum Ausgangsanschluß zu übertragenden Seitenbandes an den Ankopplungsstellen der Verbindungsleitungen (35* 37) zwischen den Brücken (11* 13) entsteht, durch eine in
diesem Frequenzbereich als induktiver Blindleitwert wirksame
Diskontinuität in einen Wirkwiderstand hohen Betrages überführt ist.

η ο

3.) Diplexer-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kapazitive Blindleitwert, der durch die Bandsperren (47, 49) bei Frequenzen innerhalb des vom ersten Eingangsanschluß aus zum Ausgangsanschluß zu übertragenden Seitenbandes an den Ankopplungssteilen der Verbindungsleitungen (35* 37) zwischen den Brücken (11, I3) entsteht, durch einen am Innenleiter der Verbindungsleitungen (35* 37) zwischen den Brücken (11, 13) angeordneten Ring (81) in einen Wirkwiderstand hohen Betrages aufgrund passend gewählten Blindleitwertes und seines Abstandes von der jeweiligen Bandsperren-Ankopplungsstelle überführt ist, der mit einem Viertel der Wellenlänge übereinstimmt, welche der Mittenfrequenz des Frequenzbandes entspricht, das die dem Eingangsanschluß (83) der ersten Brücke (ll) zugeführten modulierten Schwingungen vor der Unterdrückung des einen Seitenbandes einnehmen.

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