DE626296C

DE626296C - Coupling arrangement of two high-frequency tuning circuits

Info

Publication number: DE626296C
Application number: DE1930626296D
Authority: DE
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1929-12-12
Filing date: 1930-12-11
Publication date: 1936-02-28

Description

Kopplungsanordnung zweier hochfrequenter Abstimmkreise Die Erfindung bezieht sich auf eine Kopplungsanordnung zweier hochfrequenter Ab-' Stimmkreise, bei der eine zwangsläufige Regelung der Kopplungsorgane in Abhängigkeit von den Abstimmelementen vorgesehen ist.Coupling arrangement of two high-frequency tuning circuits The invention refers to a coupling arrangement of two high-frequency tuning circles, in which an inevitable regulation of the coupling organs depending on the Tuning elements is provided.

Es ist zwar bekannt, die Kopplung gleichzeitig mit der Abstimmung zu verändern; aber bisher ist das immer nur zu dem Zwecke geschehen, die Kopplung konstant zu halten. Im Gegensatz dazu handelt es sich bei der vorliegenden Erfindung darum, die Kopplung so zu verändern, daß sich an allen Teilen des Empfangsbereiches eine konstante Bandbreite ergibt.It is known that the coupling is carried out at the same time as the voting to change; but so far this has only been done for the purpose of coupling keep constant. In contrast, it is in the present invention about changing the coupling in such a way that all parts of the reception area results in a constant bandwidth.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind zwei Anordnungen geeignet. Die eine verwendet eine einzige Koppelvorrichtung, die variabel und mit der Abstimmungsregelung derart gekuppelt ist, daß in dem Maße, wie die Kreise für die verschiedenen Frequenzen abgestimmt werden, die Kopplung dementsprechend so verändert wird, daß die konstante Bandbreite erhalten wird. Die zweite Anordnung sieht zwei voneinander unabhängige Kopplungen vor, von denen aber nur die eine gleichzeitig mit der Abstimmungsregelung verändert wird und mit dieser mechanisch gekuppelt ist. Die weiteren Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Erläuterungen.Two arrangements are suitable for solving this problem. The one uses a single coupling device that is variable and with the voting control is coupled in such a way that as the circles for the different frequencies be matched, the coupling is changed accordingly so that the constant Bandwidth is obtained. The second arrangement sees two mutually independent Couplings before, but only one of them at the same time as the voting regulation is changed and is mechanically coupled with this. The other features of the Invention emerge from the following explanations.

Die Erfindung ist auf der Zeichnung in sechzehn Figuren dargestellt.The invention is shown in the drawing in sixteen figures.

Fig. z bis 14 zeigen eine Reihe von Schaltungen gemäß der Erfindung.Figures z through 14 show a series of circuits in accordance with the invention.

Fig. 15 und 16 sind graphische Darstellungen der Kopplungsanordnungen.Figures 15 and 16 are diagrams showing the coupling arrangements.

x ist eine Elektronenröhre, zweckmäßig mitvier Elektroden. 3 und 4 sind die Induktanz und die Kapazität, die den primären Kreis bilden, der auf die Mittelbandfrequenz des ankommenden Signals abgestimmt ist.x is an electron tube, expediently with four electrodes. 3 and 4 are the inductance and capacitance that make up the primary circuit that runs on the Mid-band frequency of the incoming signal is tuned.

6 und 7 sind Kapazität und Induktanz, die den sekundären Kreis bilden, der gleichfalls auf die Mittelbandfrequenz abgestimmt ist. 8 ist eine zweite Röhre, deren Gitter so geschaltet ist, daß es die Spannung aufnimmt, die an dem Sekundärkreis 6, 7 entwickelt wird. Der Ausdruck Ausgang bedeutet bei jeder -der verschiedenen Schaltungen denjenigen Kreis, mit dem alle nachfolgenden Kreise verbunden sind, um den Verstärkerausgang der Röhre 8 nutzbar zu machen.6 and 7 are capacitance and inductance forming the secondary circuit, which is also tuned to the mid-band frequency. 8 is a second tube, whose grid is connected so that it picks up the voltage on the secondary circuit 6, 7 is developed. The term exit means for each -the different Circuits the circuit to which all subsequent circuits are connected, to make the amplifier output of the tube 8 usable.

Diese Kreise gemäß der Erfindung sind dazu bestimmt, ein bestimmtes Frequenzband aus irgendeinem Teil eines verhältnismäßig breiten Frequenzbereiches auszuwählen. Z. B. würde ein Rundfunkempfänger gemäß der Erfindung fähig sein, alle Ströme innerhalb einer Bandbreite von io kHz auszuwählen und zu verstärken, und zwar von irgendeinem Teil. des Frequenzspektrums zwischen 550 und 1500 kHz. Die Mittelbandfrequenz in diesem Falle ist gleich der Trägerfrequenz, und das empfangene Band erstreckt sich gleichmäßig nach beiden Seiten der Trägerfrequenz.These circuits according to the invention are intended to select a particular frequency band from any part of a relatively wide frequency range. For example, a broadcast receiver according to the invention would be able to select and amplify all streams within a bandwidth of 10 kHz, from any part. of the frequency spectrum between 550 and 1500 kHz. The mid-band frequency in this case is equal to the carrier frequency, and the received band extends equally to both sides of the carrier frequency.

Um nun auf Fig. i zurückzukommen, so besteht der Primärkreis aus der Spule 3 und den in Reihe geschalteten Kondensatoren 4. und 5. und der Sekundärkreis aus der Spule 7 in Reihe mit den Kondensatoren 5 und 6. Die Kreise werden durch Einstellen der Spulen 3 und 7 auf die Mittelhandfrequenz abgestimmt. Sie werden -durch den Kondensator 6 miteinander gekoppelt, durch dessen Verstellung eine Änderung der Kopplung bewirkt wird. Die veränderlichen Spulen 3 und 7 und der Kondensator 5 sind mechanisch miteinander durch das punktiert gezeichnete Gestänge gekuppelt. Des weiteren ist eine Induktanz 2 im Anodenkreis der Röhre i bei M mit der Induktanz 7 gekoppelt und dient dazu, Energie von der Röhre i auf den Primärkreis zu übertragen.To come back to Fig. I, the primary circuit consists of the Coil 3 and the series-connected capacitors 4th and 5th and the secondary circuit from coil 7 in series with capacitors 5 and 6. The circles are through Set coils 3 and 7 to match the metacarpal frequency. you will be -coupled to one another by the capacitor 6, a change due to its adjustment the coupling is effected. The variable coils 3 and 7 and the capacitor 5 are mechanically coupled to one another by the linkage shown in dotted lines. Furthermore, an inductance 2 in the anode circuit of the tube i is at M with the inductance 7 coupled and serves to transfer energy from the tube i to the primary circuit.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 werden Primär- und Sekundärkreis durch Verstellen der Kondensatoren 4 und 6 verändert. Die Ausgangsklemmen der Röhre.i sind direkt mit dem Kreis 3, 4, 5 verbunden. Der Kopplungskondensator 5 ist durch das Gestänge 12 mit den Kondensatoren 4 und 6 gekuppelt.In the embodiment according to FIG. 2, the primary and secondary circuits changed by adjusting the capacitors 4 and 6. The output terminals of the tube i are directly connected to circle 3, 4, 5. The coupling capacitor 5 is through the linkage 12 is coupled to the capacitors 4 and 6.

Die Schaltung gemäß Fig. 3 ist aus der gemäß Fig. 2 dadurch abgeleitet, daß - die Stellungen der Induktanz 3 und des Kondensators 4 vertauscht sind:; in gleicher Weise sind Induktanz 7 und Kondensator 6 vertauscht. Außerdem ist eine Kapazität 3' in Reihe zwischen der Anode von i und der Induktanz 3 angeordnet, während diese Anode aus einer Batterie B durch eine Induktanz 4' gespeist wird. In Fig. 1, 2 und 3 sind drei verschiedene Kopplungsmöglichkeiten des Anodenleises mit dem nachfolgenden abgestimmten Kreis dargestellt. Gewöhnlich kann jede dieser Möglichkeiten mit jeder Schaltang verwendet werden, wenn die Röhre eine Schirmgitterröhre ist; bei einer Dreielektrodenröhre ist die Schaltung gemäß Fig..i vorzuziehen.The circuit according to FIG. 3 is derived from that according to FIG. 2 in that that - the positions of the inductance 3 and the capacitor 4 are interchanged :; in In the same way, inductance 7 and capacitor 6 are interchanged. Also is a Capacitance 3 'placed in series between the anode of i and the inductance 3 while this anode is fed from a battery B through an inductance 4 '. In Fig. 1, 2 and 3 are three different ways of coupling the anode track with the the following coordinated circle. Usually any of these options can be used Can be used with any switching if the tube is a screen grid tube; In the case of a three-electrode tube, the circuit shown in Fig..i is preferable.

Bei der Schaltung gemäß Fig. 4 bilden die Spule 3 und der Drehkondensator 4 den primären Kreis, die Spule 7 und der Drehkondensator 6- den sekundären Kreis; diese beiden Kreise sind durch die elektrostatische Kapazität zwischen den Platten 9 und io gekoppelt, die an die Hochspannungsenden der Kondensatoren 4 und 6 angeschlossen sind: Eine Metallplatte ii ist mit der Erde, d. h. mit der Heizfadenseite der Schaltung, verbunden und verschiebbar zwischen zwei Platten 9 und io angeordnet. Sie ist von diesen Platten isoliert und bewegt sich in einer Ebene parallel zu diesen in der Mitte zwischen ihnen. Durch diese Platte ii wird die Kapazität zwischen 9 und zo verringert, und zwar etwa proportional dem Maße der Fläche von ii, die sich gerade zwischen den Platten 9 und io befindet.In the circuit according to FIG. 4, the coil 3 and the variable capacitor form 4 the primary circuit, the coil 7 and the variable capacitor 6- the secondary circuit; these two circles are due to the electrostatic capacitance between the plates 9 and io coupled, which are connected to the high voltage ends of capacitors 4 and 6 are: A metal plate ii is connected to the earth, i.e. H. with the filament side of the circuit, connected and slidably arranged between two plates 9 and io. She is from isolates these plates and moves in a plane parallel to these in the Middle between them. Through this plate ii the capacity is between 9 and zo decreased, approximately proportionally to the extent of the area of ii which is just being located between the plates 9 and io.

Hierdurch kann die Kopplungskapazität von einem verhältnismäßig großem Wert fast bis auf Null verringert werden, und es ist das Verhältnis von maximaler zu minimaler Kapazität viel größer, als man mit dem üblichen Zweiplattenkondensator von gleicher maximaler Kapazität erhalten kann. Die Platte 1i kann auch so angeordnet sein, daß sie auf der Welle rotiert, die die Rotorplatten der Drehkondensatoren 4 und 6 trägt, wobei dann die Platten 9 und io zweckmäßig von den Statorplatten der Kondensatoren 4 und 6 getragen werden.This allows the coupling capacity of a relatively large Value can be reduced almost to zero and it is the ratio of maximum at minimum capacitance much larger than with the usual two-plate capacitor of the same maximum capacity. The plate 1i can also be arranged in this way be that it rotates on the shaft that holds the rotor plates of the rotary capacitors 4 and 6, in which case the plates 9 and io are expediently separated from the stator plates of the capacitors 4 and 6 are carried.

Fig. 5 zeigt eine Abänderung der Schaltung gemäß Fig. q., und- zwar besteht die Kopplungskapazität aus den beiden in Reihe geschalteten Kondensatoren 9, io und 9", 1o'. Die Kapazitäten dieser beiden Kondensatoren werden durch die geerdeten Platten ii und ii' geregelt. Diese Schaltung ist besonders zweckmäßig, wenn die Kondensatoren 4 und 6 durch eine Schirmwand getrennt sind, wegen der symmetrischen Anordnung gegenüber dem Schirm und wegen der Tatsache, daß die Verbindungen zwischen den Kondensatoren 4 und 6 und den Kopplungskondensatoren nicht durch den Schirm hindurchgehen.FIG. 5 shows a modification of the circuit according to FIG the coupling capacitance consists of the two capacitors connected in series 9, io and 9 ", 1o '. The capacitances of these two capacitors are determined by the grounded plates ii and ii 'regulated. This circuit is particularly useful if the capacitors 4 and 6 are separated by a screen wall, because of the symmetrical Arrangement opposite the screen and because of the fact that the connections between the capacitors 4 and 6 and the coupling capacitors not through the screen go through.

Naturgemäß werden die Platten ii und ii' " mit den Rotoren der Kondensatoren 4 und 6 betätigt.Naturally, the plates ii and ii '"with the rotors of the capacitors 4 and 6 actuated.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 besteht der Sekundärkreis aus den Spulen 7 und i 13 und dem in Reihe dazu liegenden Drehkondensator 6. Die Spule 13 ist mit der Spule 3 induktiv gekoppelt, wobei das Maß der gegenseitigen Induktanz M durch Änderung der Stellung der Induktanz 13 gegenüber der Induktanz 3 geregelt wird. Die Kopplungsregelung ist wieder mit der Abstimmregelung zwangsläufig gekuppelt.In the embodiment according to FIG. 6, the secondary circuit consists of the coils 7 and 13 and the variable capacitor 6 in series with them. The coil 13 is inductively coupled to coil 3, the measure of mutual inductance M regulated by changing the position of the inductance 13 with respect to the inductance 3 will. The coupling regulation is inevitably coupled again with the tuning regulation.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 wird die Induktanz 3 durch den Kondensator 4 abgestimmt und mit dem Zwischenkreis durch die Induktanz i5 gekoppelt. Diese letztere liegt in Reihe mit einer variablen Induktanz ii und einer zweiten Kopplungsinduktanz 16, die mit der Induktanz 7 des Sekundärkreises gekoppelt ist. Die Kopplung zwischen dem Primär- und Sekundärkreis wird geregelt durch mechanische Verbindung der Einrichtung zur Veränderung der Induktanz ii mit den Rotoren der Kondensatoren 4 und 6.In the embodiment of FIG. 7, the inductance 3 is through the Capacitor 4 matched and coupled to the intermediate circuit through the inductance i5. The latter is in series with a variable inductance ii and a second Coupling inductance 16, which is coupled to the inductance 7 of the secondary circuit. The coupling between the primary and secondary circuit is controlled by mechanical means Connection of the device for changing the inductance ii with the rotors of the Capacitors 4 and 6.

Die Schaltung nach Fig. 8 unterscheidet sich von der nach Fig. 7 dadurch, daß an Stelle der variablen Induktanz == ein variabler Kondensator 18 verwendet ist.The circuit according to FIG. 8 differs from that according to FIG. 7 in that that in place of the variable inductance == a variable capacitor 18 is used.

Fig. g zeigt eine Schaltung mit kapazitiver Kopplung, und zwar ist der Primärkreis 2, 3 mit dem Sekundärkreis 6,7 durch den Drehkoridensator =g gekoppelt. Die drei Drehkondensatoren werden gemeinsam durch das Gestänge 12 bedient.Fig. G shows a circuit with capacitive coupling, namely is the primary circuit 2, 3 is coupled to the secondary circuit 6,7 through the rotary coridator = g. The three variable capacitors are operated jointly by the linkage 12.

Die zweite Art der Kopplung, wie sie oben erwähnt ist, ist in Fig. =o dargestellt. Hier ist der Primärkreis 3, q. mit dem Sekundärkreis 6, 7, 13 durch die gegenseitige Induktanz M zwischen den Spulen 13 und 3 und ferner durch den Kondensator =g von der Kapazität C gekoppelt.The second type of coupling, as mentioned above, is shown in Fig. = O. Here the primary circuit is 3, q. coupled to the secondary circuit 6, 7, 13 through the mutual inductance M between the coils 13 and 3 and further through the capacitor = g from the capacitance C.

Entweder C' oder M muß zur Konstanthaltung der Bandbreite verändert werden, wobei die Kopplungsregelung in irgendeiner Weise mit der Abstimmregelung kombiniert werden muß. Der Vorteil dieser Schaltung gegenüber den bisher beschriebenen ergibt sich aus den Fig. i5 und 16.Either C 'or M must be changed to keep the bandwidth constant be, the coupling control in some way with the tuning control must be combined. The advantage of this circuit over those previously described results from FIGS. i5 and 16.

Fig. 15 zeigt die Kopplungskapazität C, die für eine konstante Bandbreite von =o kHz benötigt wird, wenn M/L verschiedene Werte hat (L ist die Induktanz von Spule 3 und von den in Reihe geschalteten Spulen 7 und i3). Der Wert, der für L bei Berechnung dieser Kurven angenommen wurde, war 253 Mikrohenry. Wenn die Kurve für MIL = 0 mit der für M/L = o,o2 verglichen wird, erkennt man, daß in letzterem Falle der erforderliche Einstellungsbereich von C viel kleiner ist als in ersterem Falle.15 shows the coupling capacitance C which is required for a constant bandwidth of = 0 kHz if M / L has different values (L is the inductance of coil 3 and of the coils 7 and i3 connected in series). The value assumed for L in calculating these curves was 253 microhenries. If the curve for MIL = 0 is compared with that for M / L = 0, o2, it can be seen that in the latter case the required adjustment range of C is much smaller than in the former case.

Fig. 16 zeigt die Werte von M für konstantes C. Man erkennt, daß die Änderung von M viel kleiner ist, wenn C = 0,50 ,uF, als wenn C = o. Zu bemerken ist, daß die Spüle 13 so geschaltet sein muß, daß die induktive Kopplung gegenüber der Kondensatorkopplung umgekehrt ist. Dann wird nur eine verhältnismäßig kleine Änderung einer der beiden Kopplungen erforderlich, um eine absolute Konstanz der Bandbreite zu erhalten.16 shows the values of M for constant C. It can be seen that the change in M is much smaller when C = 0.50 µF than when C = 0. It should be noted that the sink 13 must be connected in such a way that the inductive coupling is reversed with respect to the capacitor coupling. Then only a relatively small change in one of the two couplings is required in order to obtain absolute constancy of the bandwidth.

Bei der Schaltung gemäß Fig. =i ist die Kopplungsspule 13 ersetzt durch die Zwischenkopplungsspulen 24 und 25 und die variable Spule 26 von der Induktanz L,. Die Spule 26 regelt die wirksame induktive Kopplung; sonst ist die Wirkungsweise dieser Schaltung dieselbe wie der von Fig, =o.In the circuit according to FIG. = I, the coupling coil 13 is replaced through the intermediate coupling coils 24 and 25 and the variable coil 26 from the inductance L ,. The coil 26 regulates the effective inductive coupling; otherwise the mode of action is this circuit is the same as that of FIG.

Bei der Schaltung nach Fig. 12 wird die induktive Kopplung durch eine -Bewegung der Spulen 24 und 25 geregelt, derart, daß die gegenseitigen Induktanzen M, und M2 verändert werden.In the circuit of FIG. 12, the inductive coupling is through a -Movement of the coils 24 and 25 regulated in such a way that the mutual inductances M, and M2 can be changed.

In den Fig. =o bis 12 sind die mehrfach erwähnten mechanischen Verbindungen nicht dargestellt, weil hier zwei alternative Kopplungseinstellungen gezeigt sind, nämlich in Fig. =o soll entweder der Kopplungskondensator =g oder die Kopplungsspule 13 mechanisch mit der Abstimmregelung -gekuppelt sein, jedoch nicht beide. .The mechanical connections mentioned several times are shown in FIGS not shown because two alternative coupling settings are shown here, namely in Fig. = o either the coupling capacitor = g or the coupling coil 13 may be mechanically coupled to the tuning control, but not both. .

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 13 tritt die induktive Kopplung in Form einer gegenseitigen Induktanz M zwischen den Spulen 3 und 7 auf' und die kapazitive Kopplung wird durch die Kondensatoren g bis =i bewirkt, deren Konstruktion und Arbeitsweise den Kondensatoren g bis =i in Fig. q. und 5 entspricht.In the embodiment according to FIG. 13, the inductive coupling occurs in the form of a mutual inductance M between the coils 3 and 7 on 'and the capacitive coupling is effected by the capacitors g bis = i, their construction and operation of the capacitors g to = i in Fig. q. and 5 corresponds.

Bei der Schaltung gemäß Fig. =q. erfolgt die induktive Kopplung direkt zwischen den Spulen 3 und 7, und der Kopplungskondensator =g liegt in Reihe mit den Spulen 24 und 25, die induktiv mit den Spulen 3 und 7 gekoppelt sind.In the circuit according to FIG. = Q. the inductive coupling takes place directly between coils 3 and 7, and the coupling capacitor = g is in series with the coils 24 and 25 which are inductively coupled to the coils 3 and 7.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Coupling arrangement of two high-frequency tuning circuits, in which an inevitable regulation of the coupling organs is provided depending on the tuning elements, characterized in that the coupling and tuning elements are designed and dimensioned so that the product of the coupling and the frequency lying in the middle of the band to be transmitted is approximately constant.

2. Kopplungsanordriung according to claim i, characterized in that An adjustable reactance common to both circuits enables coupling at the same time is changed with the vote.

3. Coupling arrangement according to claim i and 2, characterized characterized in that by a variable capacitor that is mechanically tuned is coupled, the coupling is changed at the same time as the vote. q ..

Coupling arrangement according to claim i and 2, characterized in that by an intermediate circuit with an adjustable reactance, the coupling changed at the same time as the vote will.

5. Coupling arrangement according to claim i and 2, characterized in that by a capacitor with a grounded, adjustable plate provides the coupling is changed at the same time as voting.

6. Coupling arrangement according to claim i and 2, characterized by such an arrangement of an electrostatic screen between the two circles, that between one of these circles and the screen a variable coupling reactance and between the screen and the other circuit a second variable reactance connected to the first reactance is arranged is.

7. Coupling arrangement according to claim i, characterized in that two opposite ones . Couplings are provided and one of these couplings, ..with the Voting the circles is inevitably coupled.

8. Coupling arrangement according to claim i and 7, characterized by a capacitive coupling between the. both circles and one opposite to this capacitive coupling with respect to the phase inductive coupling that occurs directly between the circular coils or through the intermediary of a Intermediate circuit or a coupling coil is effected.