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Umschaltbares Potentiometer Die Erfindung betrifft ein umschaltbares
Potentiometer gerader oder Ringform, bestehend aus einer Isolierstoff-Tragplatte
mit aufgetragener Widerstandsbahn und Abgriffsbahn und aus einem auf einem verschiebbaren
Schleifer angeordneten Abnehmerkontakt.
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Bei mancher Gruppierung passiver elektronischer Bauelemente wie z.
B. bei einem Potentiometer, das als Lautstärkeregler oder Abstimmglied benutzt wird,
ist es notwendig, dasselbe Steuerelement an verschiedene Zweige des Netzes zu schalten.
In diesem Fall
wird gewöhnlich für das Umschalten der einzelnen
Netzzweige ein Zusatzschalter benutzt, wie z. B. beim Rundfunkempfang, besonders
im Amplitudenmodulationsbereich, wo die Sprachwiedergabe wegen der beschränkten
Übertragung der hohen Modulationsfrequenzen durch Hochfrequenzverstärker schwer
verständlich ist. Dies ist verursacht durch die starke Frequenzunterdrückung, oft
aller Frequenzen oberhalb 1500 Hz. Um diesen Nachteil zu beseitigen, wird der Lautstärkeregler
P mit einem seriengeschalteten Zusatzschalter S und einem Kondensator K versehen
(s. Fig. 1). Wenn der Zusatzschalter S geschlossen ist, ist die zugehörige Niederfrequenzcharakteristik
durch die Vollinie in Fig. 2 dargestellt, wenn aber dieser Zusatzschalter S geöffnet
ist, verursacht der seriengeschaltete Kondensator K eine Be schränkung des niederfrequenten
Teils der Rundfunkübertragungs-Charakteristik (vgl. die Strichlinie in Fig. 2).
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Ein Zusatzschalter verursacht aber Unzuverlässigkeiten in den ihn
benutzenden Schaltungen und hat erhöhte Kosten und größeren Raumbedarf zur Folge,
was auch für die Miniaturisierung unvorteilhaft ist.
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In Serien- und Parallelschaltungen von Widerständen sucht man diese
Nachteile durch kreisförmige Stromregler zu beseitigen, bei denen die Abgriffs-
und Widerstandsbahnen ringförmig in verschiedenen Abständen von dem Drehpunkt des
Schleifers angeordnet sind und bei denen der benutzte Schleifer mindestens aus zwei
Armen verschiedener Längen besteht, wobei einer der beiden Arme, der mit einem Abnehmerkontakt
versehen ist, auf der Widerstandsbahn anliegt und der andere Arm, der ebenfalls
mit einem Abnehmerkontakt versehen ist, auf der Abgriffsbahn anliegt. Durch verschiedene
Konfigurationen
(Gestaltungen) der einzelnen ringförmigen Abgriffs-
und Widerstandsbahnfolgen ist es m öglich, eine stufenweise Serien- und Parallelschaltung
und gleichzeitig eine ununterbrochene Widerstandsänderung zu erzielen, wodurch ein
breiter Widerstandsänderun gsbereich des Reglers gesichert werden kann. Wegen seiner
Ringform ist jedoch dieser Stromregler in der Zahl und den Langen der einzelnen
Widerstandsbahnen beschränkt, und außerdem kann ein solches Potentiometer nicht
miniaturisiert werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die erwähnten Nachteile
zu beseitigen.
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Ein umschaltbares Potentiometer von gerader oder Ringform, bestehend
aus einer Isolierstoff-Tragplatte mit aufgetragener Widerstandsbahn und Abgriffsbahn
und aus einem auf einem verschiebbaren Schleifer angeordneten Abnehmerkontakt ist
gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsbahn wenigstens an
einer Stelle unterbrochen ist, daß Anfang und Ende der einzelnen Teilwiderstandsbahnen
mit selbständigen Anschlüssen versehen sind, und daß der Abnehmerkontakt auf der
Abgriffsbahn anliegt, die mit einem Anschluß versehen ist.
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Dabei ist es zweckmäßig, daß die Abgriffsbahn wenigstens an einer
Stelle unterbrochen ist, und daß Anfang und Ende der einzelnen Teilabgriffsbahnen
mit selbständigen Anschlüssen versehen sind.
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Ferner empfiehlt es sich, daß die einzelnen Teilwiderstandsbahnen
miteinander mittels eines außerhalb des Bereiches des Abnehmerkontakts auf der Tragplatte
angeordneten Verbtndungswiderstands verbunden
sind, und daß die
Anschlüsse der seriengeschalteten Teilwiderstandsbahnen auf dem Anfang und dem Ende
der gesamten Widerstandsbahn angeordnet sind.
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Die Erfindung wird ferner dadurch weitergebildet, daß der Ver bindungswiderstand
mit derselben Technologie kontinuierlich wie die einzelnen Teilwiderstandsbahnen
auf der Tragplatte aufgetragen ist.
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Es ist auch möglich, daß der Verbindungswiderstand ein diskreter
Widerstand ist, dessen Anschlüsse an Anfang und Ende der zwei benachbarten Teilwiderstandsbahnen
angeordnet sind.
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Schließlich ist es besonders vorteilhaft, wenn im Stromkreis einer
der einzelnen Teilwiderstandsbahne n ein Kondensator seriengeschaltet ist.
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Vorteile des erfindungsgemäßen Potentiometers bestehen darin, daß
mittels einer einfachen und in der Herstellung leicht ausführbaren Anordnung ein
leistungsfähiges Steuer- und Regelelement mit Mindestraumbedarf und mit verhältnismäßig
kleinen Fertigungskosten erzielt werden kann.
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Das erfindungsgemäße Potentiometer wird nachfolgend anhand der Zeichnung
an vier Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 ein Schaltbild
eines Lautstärkereglers mit seriengeschaltetem Zusatzschalter und Kondensator, Fig.
2 die Niederfrequenzcharakteristiken des Lautstärkereglers, wenn der Zusatzschalter
geschlossen und geöffnet ist,
Fig. 3 eine schematische Anordnung
des erfindungsgemäßen Potentiometers mit zwei Teilwiderstandsbahnen, Fig. 3 a ein
Schaltbild des in Fig. 3 dargestellten erfindungsgemäßen Potentiometers, Fig. 4
eine schematische Anordnung des erfindungsgemäßen Potentiometers, dessen zwei Teilwiderstandsbahnen
miteinander mittels eines Verbindungswiderstands verbunden sind, Fig. 4 a ein Schaltbild
des in Fig. 4 dargestellten erfindungsgemäßen Potentiometers, Fig. 5 eine schematische
Anordnung des erfindungsgemäßen Potentiometers mit zwei Teilwiderstandsbahnen und
zwei Teilabgriffsbahnen, Fig. 5 a ein Schaltbild des in Fig. 5 dargestellten erfindungsgemäßen
Potentiometers, Fig. 5 b ein Schaltbild des erfindungsgemäßen Potentiometers, in
dessen einer der Teilwiderstandsbahnen ein Kondensator seriengeschaltet ist, und
Fig. 6 die Widerstands-Kennlinie der beiden Teilwiderstandsbahnen des in Fig. 4
dargestellten erfindungsgemäßen Potentiometers.
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In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Potentiometers
gezeigt, bei dem zwei Teilwiderstandsbahnen 2a und 2b mit Anschlüssen 21 an ihrem
Anfang und Ende auf einer Isolierstoff-Tragplatte 1 aufgetragen sind. Eine ununterbrochene
Abgriffsbahn 3, mit Anschlüssen 31 an ihren beiden Enden, ist mit den beiden Teilwiderstandsbahnen
2 a und 2b mittels eines Abnehmerkontakts 4, der auf einem (nicht dargestellten)
Schleifer des Potentiometers angeordnet ist, verbunden.
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Bei fortlaufender Verschiebung des Abnehmerkontakts 4 entlang der
ersten Teilwiderstandsbahn 2a wächst der Widerstand bis zum Höchstwert dieser Teilwiderstandsbahn
an. Danach verläßt der Ab nehmerkontakt 4 die erste Teilwiderstandsbahn 2 a und
geht nach Überschreiten des Trennspalts auf den Anfang der zweiten Teilwiderstandsbahn
2b über, wo sich der bereits beschriebene Vorgang bis zum Höchstwiderstandswert
der zweiten Teilwiderstandsbahn 2 b wiederholt. Wenn mehrere Teilwiderstandsbahnen
vorhanden sind, setzt sich die Widerstandsregelung bei fortlaufender Verschiebung
des Abnehmerkontakts 4 immer wieder fort.
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Das in Fig. 3a dargestellte Schaltbild zeigt den Zustand, wenn sich
der mechanische Abnehmerkontakt 4 auf der Teilwiderstandsbahn 2 a bewegt, wobei
während dieser Zeit der Abnehmerkontakt 4 über einen Kontakt 4 a mit dem Anschluß
(Ausgang) des Potentiometers verbunden ist. Wenn sich der Abnehmer kontakt 4 im
Zwischenraum der beiden Teilwiderstandsbahnen 2 a und 2 b befindet, ist er im freien
Raum, wobei sein Kontakt 4 c mit dem Anschluß des Potentiometers nicht verbunden
ist. Wenn sich der Abnehmerkontakt 4 aber weiter bewegt
und den
Anfang der anderen Teilwiderstandsbahn erreicht, ist er über einen Kontakt 4 b mit
dem Anschluß des Potentiometers verbunden.
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In Fig. 4 sind die zwei Teilwiderstandsbahnen 2 a und 2 b miteinv
ander mittels eines Verbindungswiderstands 2 c verbunden, der auf der Tragplatte
1 außerhalb des Bereiches eines Abnehmerkontakts 5 aufgetragen ist, wobei während
des Auftragens dieses Verbindungswiderstands auf die Tragplatte 1 dieselbe Technologie
wie für die bei den Teilwiderstandsbahnen 2 a und 2 b benutzt wurde. Es ist aber
auch möglich, einen diskreten Widerstand als den Verbindungswiderstand 2c zu benutzen.
Das entsprechende Schaltbild dieser Anordnung ist in Fig. 4 a dargestellt.
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In Fig. 6 ist die Widerstands-Kennlinie der beiden Teilwiderstandsbahnen
2 a und 2 b des Potentiometers gemäß Fig. 4 dargestellt. Diese Widerstands-Kennlinie
zeigt einen von dem Wert des Verbindungswiderstands 2 c abhängigen Widerstandswertsprung.
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Die in Fig. 5 gezeigte Anordnung des erfindungsgemäßen Potentiometers
hat außer den zwei Teilwiderstandsbahnen 2 a und 2 b auch die Abgriffsbahn 3 in
zwei Teilabgriffsbahnen 3 a und 3b geteilt wodurch es möglich ist, die einzelnen
Teilabgriffsbahnen 3 a und 3 b mit selbständigen Anschlüssen 31 zu versehen, was
besonders bei einer größeren Anzahl von Teilwiderstandsbahnen vorteilhaft ist. Das
entsprechende Schaltbild des in Fig. 5 dargestellten Potentiometers. zeigt Fig.
5 a.
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Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen handelt es sich
hauptsächlich um ein erfindungsgemäßes Potentiometer, das zur Abstimmung in Rundfunkempfängern
in Verbindung mit Kapazitätsdioden verwendet wird.
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Das in Fig. Sb dargestellte Schaltbild zeigt eine andere Art von
Ausführungsbeispielen, wonach das erfindungsgemäße Potentiometer zur Iautstärkeregelung
benutzt werden kann.
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Wie bereits eingangs erwähnt wurde, müssen, um die Sprachwiedergabe
von Rundfunkempfängern insbesondere im Amplitudenmodulationsbereich verständlich
zu machen, in dem Schaltkreis eines Lautstärkereglers (s. Fig. 1) ein seriengeschalteter
Zusatzschalter S und ein Kondensator K benutzt werden. Das Benutzen eines Zusatzschalters
ist aber, wie bereits festgestellt, unvorteilhaft. Durch das erfindungsgemäße Potentionieter,
in dessen erster Teilwiderstandsbahn 2a ein Kondensator 5 seriengeschaltet ist,
erübrigt sich der Zusatzschalter (s. Fig. 5b). Wenn sich der. Abnehmerkontakt 4
auf der ersten Teilwiderstandsbalii 2 a bewegt, ist die entsprechende Niederfrequenzcharakteristik
durch die Vollinie in Fiy. 2 dargestellt, wenn sich aber der Abnehmerkontakt 4 auf
der Teilwiderstandsbahn 2b bewegt, entspricht die Übertraguiigscharakteristik der
Strichlinie in Fig. 2.
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Wie ersichtlich, wird der Kondensator K durch den Übergang des Abnehmerkontakts
4 von einer Teilwiderstandsbahn auf die andere automatisch umgeschaltet, so daß
ein einziges Steuerelement zwei Funktionen ausübt, d. h. Lautstårkeregelung und
Wahl der zugehörigen Rundfunkübertragungs-Charakteristik .
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Das erfindungsgemäße Potentiometer ist hauptsächlich für Rundfunkempfänger
bestimmt, in denen es entweder als Lautstärkeregler des Niederfrequenzverstärkers
oder als Abstimmglied in Verbindung mit Kapazitätsdioden benutzt werden kann.