DE391287C - Arrangement for multiple frequency increases using static frequency transformers - Google Patents

Arrangement for multiple frequency increases using static frequency transformers

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DE391287C
DE391287C DEG47317D DEG0047317D DE391287C DE 391287 C DE391287 C DE 391287C DE G47317 D DEG47317 D DE G47317D DE G0047317 D DEG0047317 D DE G0047317D DE 391287 C DE391287 C DE 391287C
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B19/00Generation of oscillations by non-regenerative frequency multiplication or division of a signal from a separate source
    • H03B19/03Generation of oscillations by non-regenerative frequency multiplication or division of a signal from a separate source using non-linear inductance

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Ac-Ac Conversion (AREA)

Description

(G 47317(G 47317

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung, die es erlaubt, die Frequenzen elektrischer Ströme für die Zwecke der drahtlosen Telegraphie in sehr hohem Maße zu steigern, und zwar ohne Benutzung von mehreren sukzessive einander speisenden Transformatoren für stufenweise Frequenzerhöhung. Bei der neuen Anordnung spielen sich die sämtlichen stufenweisen Frequenz-Steigerungen innerhalb eines und desselben ruhenden Frequenztransformators ab.The invention relates to an arrangement that allows the frequencies electrical To increase currents for the purposes of wireless telegraphy to a very high degree, without the use of several transformers successively feeding each other for a step-by-step frequency increase. With the new arrangement, all of the step-by-step frequency increases take place within one and the same resting frequency transformer.

Die Anordnung nach der Erfindung verwendet das bei der Goldschmidtschen Hochfrequenzmaschine bekannte Prinzip, indem sie gleichfalls von einer mehrmaligen sukzessiven induktiven Energieübertragung vom primären auf den sekundären Teil und zurück Gebrauch macht, so daß jedesmal die Frequenz weiter gesteigert wird.The arrangement according to the invention uses that in the Goldschmidt high frequency machine well-known principle by also relying on repeated successive inductive energy transfer from the primary makes use of the secondary part and back, so that every time the frequency continues is increased.

ao Die Erfindung geht von folgender Überlegung aus: Wird bei offener Sekundärwicklung irgendeines ruhenden Frequenzumformers die Primärwicklung von einem grundfrequenten Strom durchflossen, so werden dadurch in der Sekundärwicklung verschiedene Spannungsobenvellen induziert, deren einige besonders stark ausgeprägt sind. Wenn man von diesen Spannungsoberwellen eine bestimmte zur Erzeugung des sekundären Stromes der entsprechenden Frequenz heranzieht, indem man für diesen Strom und für diese Frequenz einen kapazitiven Kurzschluß der Sekundärwicklung bildet, so übt das Feld dieses Stromes eine gewisse Rückwirkung auf das Primärfeld aus und sucht daher im Verlauf j des Primärstromes Verzerrungen hervorzurufen, d. h. ihm verschiedene obere Harj monische aufzuzwingen. Ist der Primärkreis ! durch etwa vorgeschaltete Abstimmungselemente (Selbstinduktion und Kapazität) mehr oder weniger auf die Grundfrequenz abgestimmt, so können in der Primärwicklung die erwähnten, durch die induktive Rückwirkung des SekimdärstiOmes angeregten Oberwellen des Stromes sich nicht ausbilden, da die entsprechenden, in der Primärwicklung induzierten Spannungsoberwellen sich nicht durch die envähnten Abstimmungselemente (die für diese Oberfrequenzen einen beträchtlichen Widerstand bieten) ausgleichen können1 und sich an den Primärklemmen des Transformators anstauen. Wenn man aber für eine bestimmte Oberwelle einen Nebenweg bildet, indem man parallel an die Primärwicklungen Kondensatoren und Selbstinduktionen anlegt, die derart bemessen sind, daß sich für diese Frequenz wiederum ein kapazitiver ,Kurzschluß bildet, so entsteht in der Primärwicklung ein genügend starker Strom der gewünschten erhöhten Zwischenfrequenz, der wiederum in der Sekundärwicklung eine entsprechende Oberwelle von noch höherer Frequenz induziert. Man kann nun die \rerstärkung der nächsten ausgewählten höheren Oberwellen durch immer weitere sukzessive Ausbildung von kapazitiven Kurzschlüssen so lange treiben, bis man die gewünschte genügend hohe Nutzfrequenz erhält.ao The invention is based on the following consideration: If a fundamental-frequency current flows through the primary winding of any static frequency converter when the secondary winding is open, this induces various voltage waves in the secondary winding, some of which are particularly pronounced. If one uses a certain one of these voltage harmonics to generate the secondary current of the corresponding frequency by forming a capacitive short circuit of the secondary winding for this current and for this frequency, the field of this current has a certain effect on the primary field and is therefore looking for the The course j of the primary current to cause distortions, that is, to impose various upper harmonics on it. Is the primary circle! matched more or less to the fundamental frequency by upstream tuning elements (self-induction and capacitance), the above-mentioned harmonics of the current, which are excited by the inductive reaction of the secondary winding, cannot develop in the primary winding, since the corresponding voltage harmonics induced in the primary winding do not arise through the aforementioned tuning elements (which offer considerable resistance to these harmonics) can compensate 1 and accumulate at the primary terminals of the transformer. If, however, a bypass path is created for a certain harmonic by applying capacitors and self-inductions in parallel to the primary windings, which are dimensioned in such a way that a capacitive short-circuit is formed for this frequency, a sufficiently strong current of the desired is created in the primary winding increased intermediate frequency, which in turn induces a corresponding harmonic of an even higher frequency in the secondary winding. You can now drive the \ r erstärkung the next selected higher harmonics by ever more gradual training of capacitive short circuits until, the desired high enough useful frequency gets.

Eine äußerlich ähnliche Schaltung ist von JoIy angegeben. Bei dieser werden parallel zu den primären und sekundären Seiten des Frequenztransformators entsprechend abgestimmte Abstimmungselemente gelegt, die für lie Zwischenfrequenzen einen Nebenweg darstellen. Es ist aber dort ausdrücklich angegeben, daß diese Elemente: so bemessen werden sollen, daß die betreffenden OberwellenAn externally similar circuit is given by JoIy. This will be parallel appropriately matched to the primary and secondary sides of the frequency transformer Voting elements placed, which represent a secondary route for lie intermediate frequencies. However, it is expressly stated there that these elements: should be dimensioned in such a way that the relevant harmonics

ίο abgetötet werden, und daß sie dazu eine sehr geringe Impedanz bilden sollen. Nach dem erwähnten Vorschlag werden also für die Zwischenfrequenzen induktive Kurzschlüsse gemacht, die diese Frequenzen abdrosseln,ίο be killed, and that they do a very good job should form low impedance. According to the proposal mentioned, for the Intermediate frequencies made inductive short circuits that throttle these frequencies,

•5 während bei der Anordnung- nach der Erfindung die Zwischenwellen, um ihre induktive · Rückwirkung auszunutzen und dadurch eine bedeutende Frequenzsteuerung zu erzielen, durch kapazitive Kurzschlüsse verstärkt sind.• 5 while in the arrangement according to the invention the intermediate shafts in order to utilize their inductive reaction and thereby a to achieve significant frequency control are amplified by capacitive short circuits.

so Der Unterschied zwischen dem induktiven und dem kapazitiven Kurzschluß besteht, "wie bekannt,, in folgendem: Beim induktiven Kurzschluß ist der induktive Widerstand ω L nicht vollkommen durch den kapazitiven WiderstandThe difference between the inductive and the capacitive short circuit consists, "as is known," in the following: In the case of an inductive short circuit, the inductive resistance ω L is not completely due to the capacitive resistance

—^ ausbalanciert, sondern überwiegt den- ^ balanced, but outweighs the

letzteren um ein geringes, so daß der resultierende AViderstand, wenn er auch ganz klein ist, so doch einen im wesentlichen induktiven Charakter hat und der Strom daher gegenüber der Spannung etwa um 900 nacheilt und diese Spannung sowie das sie erzeugende resultierende Feld abdrosselt. Beim kapazitiven Kurzschluß dagegen überwiegt etwas derthe latter by a small, so that the resulting AViderstand if it is also quite small, but has a substantially inductive character, and the current therefore versus voltage about lags by 90 0 and abdrosselt this voltage and they generating resultant field. In the case of a capacitive short circuit, on the other hand, the predominates somewhat

des Kondensatorsof the capacitor

kapazitive Widerstand
über den induktiven
capacitive resistance
about the inductive

Widerstnad to L des Kreises, so daß der kleine resultierende Widerstand im wesentlichen kapazitiv ist und der Kurzschluß strom somit seiner Spannung voreilt und diese sowie das sie erzeugende Feld verstärkt.Resistance to L of the circle, so that the small resulting resistance is essentially capacitive and the short-circuit current thus leads its voltage and strengthens this and the field that generates it.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Anordnung dargestellt für den Fall, daß ein Jolyscher Frequenzwandler benutzt wird. Bei einem derartigen Transformator, ■der atis zwei ungleich schnell den Sättigungszustand erreichenden Eisendrosseln besteht, induziert ein grundfrequenter Primärstrom die Spannungsober wellen ungerader Ordnung in der Sekundärwicklung, wobei, wie dies oft der Fall ist, besonders stark ausgeprägt die dritte Harmonische sein möge. Man kann dann bei einem derartigen Transformator von einem Übersetzungsverhältnis von 1 : 3 in der Richtung von der Primär- zur Sekundärseite sprechen. Ist nun die Sekundärwicklung vom Strom dreifacher Frequenz durchflossen, so entstehen dadurch in der Primärwicklung wiederum höhere Spannungsoberwellen, so daß man auch vom Übersetzungsverhältnis in der Richtung von der Sekundär- zur Primärwicklung sprechen kann. Nehmen wir der Einfachheit halber z. B. an, daß dieses Verhältnis wiederum 1 : 3 beträgt. In der Zeichnung möge G einen Wechselstromgenerator und T den obenerwähnten Jolyschen Frequenzwandler bedeuten. Im Stromkreis des primären grundfrequenten Stromes liegen d!i-Kapazitäten C1, C4, eine Selbstinduktion L1 und die Selbstinduktion der Primärseite Z, des Transformators T, die auf die Grundfrequenz ω abgestimmt sind. Durch den Transformator T wird diese Frequenz in der Sekundärwicklung Z2 verdreifacht. Auf die Frequenz 3 ω ist der aus der Kapazität C2, €'._.. der Selbstinduktion L2 und der Selbstinduktion der Sekundärwicklung Z2 bestehende Kreis auf kapazitiven Kurzschluß abgestimmt, so daß diese Frequenz von 3 ω in der Primärspule Z1 des Transformators T eine Frequenz von 3 · 3 · o> = 9 ω hervorruft. Auf letztere ist der Kreis C1, C1, L4 und die Selbstinduktion von Z1 abgestimmt, so daß nunmehr in der Sekundärspule Z2 des Transformators T die Frequenz 3 · 3 · » = 27 ω auftritt. Nun werden schließlich die Abstimmorgane C2, C\ und L8 so eingestellt, daß der den Nutzkreis der Antenne enthaltende Schwingungskreis auf die Endfrequenz 27 ω abgestimmt ist. gQ In the drawing, an embodiment of the arrangement is shown for the case that a Jolysch frequency converter is used. In such a transformer, which consists of two iron chokes that reach saturation at unequal speed, a fundamental frequency primary current induces the voltage harmonics of odd order in the secondary winding, whereby, as is often the case, the third harmonic may be particularly pronounced. With such a transformer, one can then speak of a transformation ratio of 1: 3 in the direction from the primary to the secondary side. If a current of three times the frequency flows through the secondary winding, this in turn results in higher voltage harmonics in the primary winding, so that one can also speak of the transformation ratio in the direction from the secondary to the primary winding. For the sake of simplicity, let's take e.g. B. suppose that this ratio is again 1: 3. In the drawing, let G denote an alternator and T denote Joly's frequency converter mentioned above. In the circuit of the primary fundamental-frequency current there are d! I capacitances C 1 , C 4 , a self-induction L 1 and the self-induction of the primary side Z, of the transformer T, which are matched to the fundamental frequency ω. The transformer T triples this frequency in the secondary winding Z 2. Ω the frequency 3 is composed of the capacitor C 2, € '._ .. the self-inductance L 2 and the self-induction of the secondary winding Z 2 existing circuit tuned to the capacitive short circuit, so that this frequency 3 ω in the primary coil Z 1 of Transformer T causes a frequency of 3 · 3 · o> = 9 ω . The circuit C 1 , C 1 , L 4 and the self-induction of Z 1 are matched to the latter, so that now the frequency 3 · 3 · = 27 ω occurs in the secondary coil Z 2 of the transformer T. Finally, the tuning elements C 2 , C 1 and L 8 are set so that the oscillating circuit containing the useful circuit of the antenna is tuned to the final frequency 27 ω. g Q

Das gleiche Prinzip der Verstärkung der Rückwirkung der Zwischenfrequenzen kann man natürlich bei sinngemäßer Wahl der auf beiden Seiten abwechselnd zu verstärkenden sukzessiven Zwischenfrequenzen auch auf I' requenztransformatoren anderer Arten, z. B. tue gleichstromerregten, anwenden. Λ The same principle of amplifying the reaction of the intermediate frequencies can of course also be applied to other types of I ' B. do DC excited, apply. Λ

Claims (1)

Patent-Anspruch:Patent claim: Anordnung zur mehrfachen Frequenzsteigerung mittels ruhender Frequenztransformatoren, dadurch gekennzeichnet, daß die induktive Wechselwirkung des primären auf das sekundäre System und umgekehrt des sekundären auf das primäre für (n—ij sukzessive Zwischenfrequenzen durch (n—1) diesen Zwischenfrequenzen entsprechende kapazitive Kurzschlüsse (mittels parallel zur Primär- und Sekundärseite geschalteter entsprechender An- no zahl von Abstimmzweigen) verstärkt wird, so daß η sukzessive Frequenzsteigerungen in einem einzigen Transformator erzielt werden.Arrangement for multiple frequency increases by means of static frequency transformers, characterized in that the inductive interaction of the primary on the secondary system and conversely the secondary to the primary for (n-ij successive intermediate frequencies by (n-1) capacitive short circuits corresponding to these intermediate frequencies (by means of the corresponding Ann no. connected in parallel to the primary and secondary side number of tuning branches) is amplified, so that η successive increases in frequency can be achieved in a single transformer. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.1 sheet of drawings.
DEG47317D 1918-10-27 1918-10-27 Arrangement for multiple frequency increases using static frequency transformers Expired DE391287C (en)

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