DE1811328B2

DE1811328B2 - Spule oder drossel

Info

Publication number: DE1811328B2
Application number: DE19681811328
Authority: DE
Inventors: Helmuth Dipl.-lng.; Willers Theodor; 7900 Ulm Klein
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1968-11-28
Filing date: 1968-11-28
Publication date: 1977-09-15
Also published as: DE1811328A1; DE1811328C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Spule oder Drossel, die bei niedrigen Frequenzen eine geringe und bei hohen Frequenzen eine große Güte aufweist.

Es ist bekannt, daß in Transistorschaltungen allerlei Frequenzinstabilitäten vorhanden sind, d. h. Schwingungen auftreten, die vorwiegend unterhalb der Betriebs- frequenz liegen, wobei sich diese Schwingungen mit der Betriebsfrequenz mischen, bzw. diese modulieren. Derartige Instabilitäten werden durch die Ein- und Ausgangsblindwiderstände des Transistors zusammen mit angeschalteten Spulen oder Drosseln hervorgerufen. Bei Verstärkern für kleine Signale z. B. in Empfängern und Sendevorstufen kann man durch Bedämpfung oder Entkopplung mit Widerständen diese Instabilitäten unterdrücken. Bei Leistungsstufen dagegen ist allgemein die Anwendung von Dämpfungadros- sein oder Gegenkopplungen üblich, wobei die Anwendung derartiger Schaltungsmaßnahmen einen schlechten Wirkungsgrad bzw. eine Begrenzung der maximal erreichbaren Leistung mit sich bringen. Beispielsweise für einen derartigen Anwendungszweck wäre eine Spule oder Drossel mit geringer Güte bei niedrigen Frequenzen, jedoch einer hohen Güte bei der Betriebsfrequenz erwünscht

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht also darin, eine Spuie oder Drossel zu schaffen, die die obenerwähnte Frequenzabhängigkeit der Güte aufweist

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die einzelnen Windungen aus einem Leiter bestehen, der in an sich bekannter Weise einen metallischen Kern aus ferromagnetischem Material, z. B. Eisendraht, und eine auf diesen aufgebrachte dünne Metallschicht mit hoher Leitfähigkeit aufweist

Gemäß einer weiteren Ausbildungsform der Erfindung bestehen die einzelnen Windungen aus einem an sich bekannten rohrförmigen metallischen Leiter mit einer dünnen Wandung aus gut leitfähigem Material.

Sowohl Spulen mit Wicklungen aus ferromagnetischem Material aic auch Spulen mit rohrförmigem Leiter sind an sich bekannt (vgl. DT-PS 4 47 150 bzw. DT-PS 6 01 337 und FR-PS 1316 558). Bekannt ist auch bereiis die Verwendung von mit einer Silberschicht überzogenen elektrischen Leitern bei Spulen (vgl. DT-AS 19 65 523). Dagegen ist es bislang nicht bekannt, aus dec. erwähnten Materialien Spulen oder Drosseln zu erzeugen, die eine frequenzabhängige Güte aufweisen.

Bei den bisher üblichen Spulen oder Drosseln fließt wegen des Skineffektes bei hohen Frequenzen der Hochfrequenzstrom im wesentlichen nur in der äußeren Schicht des für die Herstellung der Drossel benutzten Drahtes (Kupfer). Aus diesem Grunde ist der Widerstand solcher Drosseln bei hohen Frequenzen sehr viel höher als bei tiefen Frequenzen. Die Güte der Drosseln ist aber bei tiefen Frequenzen größer als bei hohen Frequenzen. Die Verwendung derartiger Drosseln ergibt leicht eine Schwingneigung auf der Eigenresonanz der Drossel. Demgegenüber ist wegen der sehr gut leitenden Schicht auf der erfindungsgemäßen Drossel bzw. Spule der Widerstand bei hohen Frequenzen nicht sehr groß. Demzufolge ist die Güte der Drossel bzw. Spule bei diesen hohen Frequenzen sehr gut Bei tieferen Frequenzen verhindert die Tatsache, daß der Kern aus ferromagnetischem Material besteht, eine wesentliche Vergrößerung der Eindringtiefe, d. h. der wirksame Wirkwiderstand bei diesen Frequenzen bleibt etwa gleich dem Wirkwiderstand, der bei hohen Frequenzen vorhanden ist Damit wird die Güte Q wie sich aus der Formel Q «= ^- ergibt (L - Induktivität

der Spule, r = ihr Wirkwiderstand) mit fallender Frequenz kleiner. In dem obenerwähnten Anwendungsbeispiel, bei dem Schwingungen, wie sie durch das Zusammenwirken der Ausgangsblindwiderstände einer Transistorschaltung mit den außen angeschalteten Drosseln oder Spulen zustande kommen können, unterdrückt werden sollen, bewirkt die geringe Güte der erfindungsgemäßen Spule bzw. Drossel die Unterdrükkung dieser Schwingungen. Der gleiche Effekt tritt auch bei der anderen Ausführungsform der Erfindung auf, bei der nur ein rohrförmiger Leiter mit einer dünnen Wandung aus gut leitfähigem Material vorgesehen ist. Die einzelnen Windungen können hier im Prinzip durch ein Hohlrohr gebildet werden, jedoch wird man in der Praxis einen rohrförmigen Kern auch nichtleitendem Material verwenden, der eine gut leitfähige Schicht trägt z. B. Topfkreise. Bei dieser Ausführungsform kann ebenfalls der Strom sowohl bei hoher Betriebsfrequenz als auch bei tieferen Frequenzen nur in der Schicht gut leitfähigen Materials fließen. In diesem Falle bleibt also der Wirkwiderstand bei tiefen Frequenzen genau so groß wie er bei hohen Frequenzen ist, d. h. auch hier

erniedrigt sich der Wirkwiderstand τ nicht die Güte sinkt also bei fallender Frequenz.

Günstigerweise verwendet man als gut leitfähiges Material eine Silberschicht. Eine wekere Verbesserung der erfindungsgemäßen Spule oder Drossel wird dadurch erreicht daß man auch noch den der Drossel oder Spule zugeordneten Spulekörper aus ferromagnetischem Material macht und mit einer Silberschicht versieht Damit wird bei tiefen Frequenzen eine weitere Verringerung der Eindringtiefe und damit eine Verschlechterung der Güte bei tiefen Frequenzen erzielt

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird zur Verbesserung der gewünschten Frequenzabhängigkeh der Güte bei einer Drossel zu dieser eine zweite Drossel in Reihe geschaltet die in bekannter Weise als Dämpfungsperle ausgebildet ist. Dieser zweiten Drossel schaltet man ein Bauteil oder einen Schahkreis zu, der bei hohen Frequenzen die Wirkung dieser Drossel aufhebt. An sich würde eine Dämpfungsperle auch bei hohen Frequenzen große Verluste hervorrufen. Das zusätzliche Bauteil, beispielsweise ein die Drossel überbrückender Kondensator bzw. ein auf die Betriebsfrequenz abgestimmter Saugkreis, macht jedoch die zweite Drossel bei hohen Frequenzen unwirksam, so daß diese lediglich bei tiefen Frequenzen wirken kann und die Schwingneigung der Schaltung mit unterdrückt Eine Dämpfungsperle ist bekanntlich ein auf eine Hochfrequenz führende Leitung aufgeschobenes Teil aus Ferritmaterial, das eine große Permeabilität aufweist

In der F i g. 1 der Zeichnung ist eine selektive Verstärkerschaltung dargestellt, die aus einem Transistor Tr und einer Reihe weiterer Schakelemente besteht wobei die Spulen L bzw. die Drosseln Drdieser Schaltung gemäß den Ansprüchen 1 bis 4 ausgeführt sind. Hierdurch werden die erwähnten Schwingungen der Schaltung vermieden, ohne daß eine starke Leistungsbegrenzung der Schaltung notwendig wird. Die Spulen oder Drosseln können auf Isolier- oder Ferritkörper aufgebrachte Eisendrähte sein, die an ihrer Oberfläche eine Silberschicht tragen, und zwar in der Dicke z. B. von einem oder einigen μπι.

Die Schaltung der F i g. 2 unterscheidet sich von der Schaltung der F i g. 1 lediglich dadurch, daß der Drossel Dr 1 am Ausgang des Transistors Tr eine Drossel Dr 2 in Form einer Ferritperle in Reihe geschaltet ist die in der F i g. 2 die Bezeichnung Dr 2 trägt Der Kondensator Cl ist so bemessen (z. B. 18OpF) daß die Drossel Dr 2 bei hohen Frequenzen abgeblockt ist und keine Verluste bringt Bei tiefen Frequenzen hat der Kondensator CX keine Wirkung, d. h. die Drossel Dr 2 hat bei tiefen Frequenzen ihre volle Wirkung. Wie bereits erwähnt kann der Kondensator C1 auch durch einen auf die Betriebsfrequenz abgestimmten Serienresonanzkreis ersetzt werden.

Auch in Röhrenschaltungen ist die Drossel verwendbar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Spule oder Drossel, die bei niedrigen Frequenzen eine geringe und bei hohen Frequenzen eine große Güte aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Windungen aus einem Leiter bestehen, der in an sich bekannter Weise einen metallischen Kern aus ferromagnetischem Material und eine auf diesen aufgebrachte dünne Metall- _!0 schicht mit hoher Leitfähigkeit aufweist

2. Spule oder Drossel, die bei niedrigen Frequenzen eine geringe und bei hohen Frequenzen eine große Güte aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Windungen aus einem an sich ,₅ bekannten rohrförmigen metallischen Leiter mit einer dünnen Wandung aus gut leitfähigem Materia! bestehen.

3. Spule oder Drossel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als gut leitfähiges Material Silber verwendet ist.

4. Spule oder Drossel nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einem Spulenkörper aus ferromagnetischem Material, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Oberfläche des Spulenkörpers eine Schicht hoher Leitfähigkeit aufweist.

5. Drossel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch ihre Anwendung in einer Reihenschaltung mit einer zweiten Drossel in Form einer Dämpfungsperle, wobei der zweiten Drossel ein bei hohen Frequenzen die Wirkung dieser Drossel aufhebendes Bauteil oder aufhebender Schaltkreis zugeschaltet ist.

6. Drossel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch ihre Anwendung in gegen Schwingungen bei tiefen Frequenzen abzusichernden Transistorschaltungen.

7. Drossel nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ihre Anwendung in Transistorschaltungen hoher Leistung.