DE629542C - Abstimmbares Hochfrequenzkoppelsystem - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Rundfunkempfänger, der zur Aufnahme von Signalen innerhalb zweier oder mehr Frequenzbereiche dient. Es hat erhebliche S chwierigkeiten gemacht, Rundfunkempfänger zu bauen, die Signale innerhalb einer Mehrzahl von Frequenzbereichen wirksam empfangen und wiedergeben. Bei Empfängern, die über zwei Bereiche arbeiten, verwendet man für gewöhnlich mehrere Transformatorspulen, die nach Bedarf eingeschaltet werden können. Diese Art von Apparaten ist teuer, und das Auswechseln der Spulen ist unbequem.

Man hat auch versucht, die zur Überdeckung der einzelnen Bereiche erforderlichen Transformatorspulen und Schalter zu- und abzuschalten. Bei diesen Apparaten ist' der Wirkungsgrad sehr schlecht. Außerdem sind sie teuer.

Beiden Apparatetypen haftet außerdem der Nachteil an, daß die Signale innerhalb der Frequenzbereiche nicht mit gleichmäßiger Intensität empfangen werden.

Die Erfindung bezweckt, einen Rundfunkempfänger zu schaffen, der wirksam in mehreren Abstimmbereichen arbeitet und die genannten Nachteile vermeidet. Bei dem erfindungsgemäßen Empfänger werden die Signale in den einzelnen Frequenzbereichen mit praktisch gleichförmiger Verstärkung empfangen, während andererseits außerhalb der Bereiche liegende Signale nur geringe Störwirkungen ausüben.

Erfindungsgemäß ist zwischen jeder der Verstärkerröhren des Hochfrequenzteiles des Empfängers eine besondere Zwischenstufenkopplung vorgesehen, die aus einem Transformator mit einer einzigen Primärwicklung und zwei Sekundärwicklungen besteht. Die Primärwicklung ist mit den Sekundärwicklungen derart gekoppelt, daß die in den Sekundärwicklungen induzierten Spannungen einander entgegengesetzt sind, wenn der Empfänger im unteren Frequenzbereich arbeitet, wobei beide Sekundärwicklungen in Tätigkeit sind. Hierbei ist aber die bei tiefen Frequenzen in der für die höheren Frequenzen bestimmten Sekundärwicklung induzierte Spannung sehr viel geringer als die in der für die tieferen Frequenzen bestimmten Sekundärwicklung induzierte Spannung, so daß die erstgenannte Spännung vernachlässigt werden kann.

Soll das Kopplungssystem im oberen Ab-Stimmbereich arbeiten, so wird die für die

niedrigeren Frequenzen bestimmte Sekundärspule durch einen Schalter kurzgeschlossen.

Die Primärwicklung ist so bemessen, daß sie mit der zugehörigen Kapazität eine zwisehen den Abstimmbereichen liegende Eigenfrequenz hat.

Eine besondere Wicklung mit offenem Ende ist mit der Primärwicklung verbunden und mit der für die höheren Frequenzen bestimmten Sekundärwicklung kapazitiv gekoppelt, welche Kopplung zur Vergleichmäßigung der Verstärkung innerhalb des Abstimmbereiches beiträgt.

In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Fig. ι ist das Schaltschema des Hochfrequenzteiles eines erfindungsgemäßen Empfängers. Fig. 2 und 3 sind Diagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise, und Fig. 4 zeigt die Anordnung der Transformatorspule.

Fig. ι zeigt den Empfänger in der zum Empfang innerhalb des unteren Abstimm- -bereiches bestimmten Stellung. '

Im Eingangskreis der Röhre 26 liegt ein Abstimmkondensator 24, zu dem ein Hilfskondensator parallel liegt, der so bemessen ist, daß die Abstimmung dieses und der übrigen Empfangskreise durch Einknopfregelung vorgenommen werden kann. Die Selbstinduktion des Eingangskreises ist in der Abbildung fortgelassen worden.

Die Verstärkerröhre 26 ist mit der Röhre 36 durch einen Zwischenstufentransformator 27- gekoppelt.

Der Ausgangskreis der Verstärkerröhre 26 enthält die Primärwicklung 30 des Transformators 27 und die Anodenbatterie. Die Primärwicklung 30 ist mit den Sekundärwicklungen 32 und 33 induktiv gekoppelt,, von denen die Wicklung 3 3 mittels eines gegebenenfalls gleichzeitig mit anderen Wellenbereichschaltern zu betätigenden Schalters 16 kurzgeschlossen werden kann. Ferner ist mit dem Ausgangskreis der Röhreaö eine Wicklung 28 verbunden, die mit der Oberfrequenzsekundärwicklung 32 bei 29 kapazitiv gekoppelt ist. Die Abstimmung der Sekundärwicklungen erfolgt mittels des Abstimmkondensators 34, der mit dem Kondensator 24 durch Einknopfregelung verbunden ist. Parallel zum Kondensator 34 liegt ein Korrektionsköndensator 35.

Die Kurzwellensekundärwicklung 32 einerseits und die Primärwicklung 30 und die Langwellensekundär'wicklung 33 andererseits sind in entgegengesetzten Richtungen geschaltet. Infolgedessen sind die bei offenem Schalter 16 in den. Wicklungen 32 und 33 induzierten Spannungen einander entgegengerichtet. Indessen ist im unteren Abstimm- i bereich die in der Spule 32 induzierte Spannung verhältnismäßig klein und kann vernachlässigt werden. Die Kapazität 29 gibt eine kapazitive Kopplung zwischen Primär- und Sekundärkreis, die die elektromagnetische Kopplung zwischen den Spulen 32 und 35 im oberen Frequenzbereich bei geschlossenem Schalter 16 unterstützt und der magnetischen Kopplung zwischen der Primärwicklung 30 und der Sekundärwicklung 33 bei offenem Schalter 16 entgegenarbeitet.

Der Sekundärkreis ist mit dem Eingangskreis der Röhre 36 verbunden, deren' Ausgangskreis mit · einer weiteren Verstärkerröhre oder einer Detektorröhre durch ein dem Transformator 27 ähnliches Koppelsystem verbunden sein kann.

Die Wirkungsweise des Transformators 27 mag an Hand der Fig. 2 näher erläutert werden. Sieht man von der Kapazitätskopplung 29 ab, so wird die Verstärkungscharakteristik des Kopplungssystems durch die gestrichelt gezeichneten Linien 40 und 41 dargestellt. Die Eigenfrequenz des Primärkreises einschließlich der Primärwicklung 30 liegt, wie bereits gesagt, zwischen den beiden Abstimmbereichen. Infolgedessen wächst die magnetische Kopplung mit der Frequenz im unteren Abstimmbereich (Kurve 40), während der Primärkreis eine kapazitive Reaktanz für Frequenzen im oberen Frequenzband hat und die magnetische Kopplung mit steigender Frequenz in diesem Abstimmbereich fällt (Kurve 41).

Die Verstärkung dieses Kopplungskreises ist im unteren Frequenzband größer als im .oberen infolge der Verwendung ein und desselben Abstimmkondensators 34 zur Abstimmung innerhalb beider Bänder, weshalb die Impedanz des Kreises und daher auch die Verstärkung im unteren Frequenzband größer ist.

Die Kapazitätskopplung 29 wächst im oberen Frequenzband mit steigender Frequenz und kompensiert dem durch die Kurve 41 dargestellten Verstärkungsabfall. Infolgedessen ist die Gesamtverstärkung des Kopplungssystems im oberen Frequenzband praktisch konstant, was durch die Kurve 43 angedeutet ist. Die elektromagnetische Kopplung zwischen der Primärwicklung 30 und der Sekundärwicklung 32 ist mft derjenigen zwischen der Primärwicklung 30 und der Sekundärwicklung 33 außer Phase, so daß bei offenem Schalter 16 im unteren Frequenzband die magnetische Kopplung zwischen der Primärwicklung 30 und der Sekundärwicklung überwiegt, aber von der elektrostatischen Kopplung 29 eine .Gegenwirkung erfährt. Da lso diese mit steigender Frequenz wächst, ist die Gesamtverstärkung auch im unteren Fre-

quenzband praktisch konstant (Kurve 42). Es zeigt sich also, daß mit dem erfindungsgemäßen Zwischenstufenkopplungssystem eine praktisch konstante Verstärkung innerhalb beider Frequenzbänder erzielt werden kann. Fig. 3 zeigt die Schwächungscharakteristik für den Zwischenstufenkopplungstransformator 27 nach Fig. 1. Die Kurve 60 zeigt die Schwächung der einzelnen Signale bei Ab-

xo Stimmung des Sekundärkreises auf eine Frequenz im unteren Frequenzband, woraus die Spitze 64 resultiert. Die Kurve 60 ist diejenige, die sich ohne die kapazitive Kopplung 29 ergibt. Die Spitze 62 rührt von den Re-

sonanzeigenschaften der Primärspule 30 her. Bei Hinzunahme der Kapazitätskopplung 29, deren Einfluß mit steigender Frequenz wächst, ergibt sich die Kurve 61, die eine maximale Schwächung an der Stelle 63 zeigt, bei der die Gesamtkopplung ihre Phase umkehrt.

Die kapazitive Kopplung kann man dadurch erhalten, daß man ein paar Drahtwindungen auf eine Celluloidunterlage über den mittleren Teil der Oberfrequenzsekundärwicklung wickelt. Indessen kann man auch einen kleinen Kopplungskondensator für diesen Zweck verwenden. Der Wert der Kapazität 29 allein beeinflußt den Kapazitätskoppluhgseffekt in bezug auf das untere Frequenzband, und infolgedessen ist die Kapazität so gewählt, daß sich die richtige Verstärkung im unteren Frequenzband ergibt. Die Lage der Kapazitätskopplungswindungen in bezug auf die Sekundärwicklung 32 hat auf das untere Frequenzband einen sehr geringen Einfluß. Infolgedessen wird nach Bestimmung des richtigen Wertes der Kapazität mit Rücksicht auf das untere Frequenzband ihre Einwirkung auf das obere Frequenzband durch Veränderung der Lage der Spule 28 in bezug auf die Wicklung 32 einreguliert. Für das obere Frequenzband stellen sowohl die Lage als auch der Wert der Kapazität bedeutsame Faktoren dar, indessen ist der genaue Wert der einzelnen Größen nicht von erheblicher Bedeutung, weil beide Größen zusammenwirken und demgemäß, trotz der Bemessung der Größe der Kapazität, unter Rücksichtnahme auf das untere Frequenzband durch passende Wahl der Lage, der richtige Gesamteffekt für das obere Frequenzband (Erzielung gleichförmiger Verstärkung) erreicht werden kann.

Fig. 4 zeigt die Anordnung der Spulen des Transformators 27 der Fig. 1. Die Oberf requenzsekundärwicklung 32 ist als Zylinderwicklung gewickelt und besteht aus 178 Windungen emaillierten Kupferdrahtes von 0,255 ^mmi Durchmesser, wobei 88 Windungen auf 25 mm Länge des Spulenkörpers 80 von 25 mm Durchmesser kommen. Primärwicklung 30 und Unterfrequenzsekundärwicklung 33 bestehen aus selbsttragenden Mehrlagenspulen, die gleichachsig zum Spulenkörper 80 angeordnet sind. Die Primärwicklung 30 besteht aus 600 Windungen einfach seidebesponnenen emaillierten Kupferdrahtes von 0,01 mm Durchmesser und die Unterfrequenzsekundärwicklung 33 aus 455 Windungen desselben Drahtes. Die Kapazitätskopplung 29 wird durch die Spule 28 hergestellt, die aus 9 Windungen emaillierten Kupferdrahtes von 0,255 mm Durchmesser besteht. Diese Wicklung ist auf der Manschette 81 aus 0,36 mm starkem Celluloid angeordnet, die über die Oberfrequenzsekundärwicklung 32 gelegt ist. Die gezeichnete Lage der Wicklung 28 ist ungefähr die richtige. Die Zahlenwerte der Induktivitäten und gegenseitigen Induktivitäten sind oben angegeben worden. Das Hochpotentialende" der Spule 32 ist das den Spulen 30 und 33 zugekehrte.

Die Spulensysteme sind in dünne Aluminium- oder Kupferröhren mit einem quadratischen Querschnitt von 43 mm Seitenlänge zum Zwecke der Abschirmung eingeschlossen. Die Abschirmungen beeinflussen etwas die Charakteristiken der Spulen. Die genannten Zahlenwerte sind ohne Abschirmungen gemessen.

Nachstehend werden noch beispielsweise die Werte der Kopplungstransformatoren eines Empfängers angegeben, der über zwei Frequenzbereiche von 150 bis 280 und 550 bis 1500 kH arbeitet, die in England zu Rundfunkzwecken verwendet werden.

L₃₀ = 6,1 mH,

L₃₂ = 322

L33 = 3,4:

M₃₀_₃₂ = 168 μΗ k=ii%,

M₃₀_33 = 1,64 mH k = 36 %,

Kapazität 29 = 20 μμΈ.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Kopplungseinrichtung zur gleichmäßigen Hochfrequenzübertragung aus einem Primärkreis auf einen Sekundärkreis mit einem Kopplungstransformator, der zwei Sekundärwicklungen besitzt, von denen die eine beim Übergang von einem Frequenzband auf das andere kurzgeschlossen wird, dadurch' gekennzeichnet, daß der Primärkreis eine Eigenresonanz zwischen beiden Frequenzbereichen aufweist und daß eine kapazitive Kopplung vorgesehen ist, welche dem Verstärkungsabfall im oberen Frequenzbereich und der Verstärkungszunahme im niederen Frequenzbereich entgegenwirkt.

2. Kopplungseinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine primäre Hilfswicklung (ζ. B. 28) mit offe-

nem Ende dicht auf die Oberfrequenzsekundärspule (z. B. 32) aufgewickelt ist.

3. Abstimmbarer Hochfrequenzkopplungstransformator zum Arbeiten über zwei Frequenzbänder mit mindestens einer Primärwicklung (z.B. 30), einer Oberfrequenzsekundärwicklung (z. B. 32), einer Unterfrequenzsekundärwicklung (z. B. 33), ίο die beide in Reihe im Ausgangskreis des Transformators geschaltet sind, und einer der Oberfrequenzsekundärwicklung (z. B. 32) benachbarten und mit dem Hochpotentialende der Primärwicklung (z.B. 30) verbundenen Spule (28) mit tot auslaufendem Ende.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen