DE642384C - Niederfrequenzfilter - Google Patents

Description

. Die Erfindung betrifft ein Niederfrequenzfilter, das besonders geeignet ist zur Unterdrückung der Wechselstromkomponenten der gleichgerichteten Netzspeiseströme für Radioempfänger.

Es ist bereits bekannt, zur Erzeugung eines reinen Gleichstromes in dem Speisestromkreis eine Zusatzspannung zu erzeugen, die als Gegenspannung zu dem nicht gewünschten Wechselstrom dient. Die bekannte Schaltung ist jedoch nicht zur bevorzugten Unterdrückung einer bestimmten Frequenz geeignet. Es soll vielmehr dadurch eine aperiodische Kompensation erreicht werden, da die in der Stromquelle auftretenden Wechselströme verschiedener Frequenz durch eine Gegenspannung kompensiert werden, die amplitudengetreu und in Gegenphase ist. Eine solche Anordnung benötigt verhältnismäßig groß dimensionierte Schaltelemente, da sonst keine einwandfreie Kompensierung der tiefen Frequenzen, in deren Bereich beträchtliche Störamplituden auftreten können, möglich ist.

Im Gegensatz dazu handelt es sich bei dem Gegenstand der Erfindung um die bevorzugte Unterdrückung einer bestimmten Frequenz unter Ausnutzung des Resonanzprinzips, und zwar soll vor allem eine besonders stark hervortretende Störfrequenz, wie z. B. die bei der Vollweggleichrichtung in Form der doppelten Netzfrequenz oder bei der Einweggleichrichtung in Form der einfachen Netzfrequenz auftretenden Störfrequenzen, auf das für die Übertragung zulässige Maß herabgesetzt werden. Die übrigen meist höheren Störfrequenzen treten in viel geringerem Maße auf. Für die Unterdrückung dieser Frequenzen genügt die bei dem Gegenstand der Erfindung sowieso erforderliche Induktivität allein.

Würde man zur Aussiebung der Störfrequenzen eine der üblichen mehrfachen Filteranordnungen benutzen, so müßte man das Filter, um auch die vorherrschende, meist sehr niedrige Störfrequenz auf das zulässige Maß herabzudrücken, sehr umfangreich und damit kostspielig gestalten. Für alle anderen nur mit geringer Amplitude auftretenden Störfrequenzen ist ein derart bemessenes Filter unnötigerweise überdimensioniert, so daß aus Gründen der Wirtschaftlichkeit und der Einfachheit im Aufbau solche Filteranordnungen nur in den seltensten Fällen ihre Berechtigung haben.

Im Gegensatz dazu wird gemäß der Erfindtfng ein einfaches und betriebssicheres Niederfrequenzfilter zur bevorzugten Unterdrückung einer in einer gleichgerichteten

642 S84

Spannung enthaltenen Störwechselspannung bestimmter Frequenz durch Anwendung einer der Störwechselspannung entgegengerichteten Kompensationsspannung dadurch geschaffen, daß die Stromquelle (Gleichrichter) durch eine Reihenschaltung aus einem Kondensator und einer Induktivität überbrückt und der Belastungskreis an einem Abgriff der Induktivität und an der nicht mit der Induktivität ίο verbundenen Belegung des Kondensators angeschlossen ist, und daß der Abgriff der Induktivität so gewählt ist, daß an dem dem Kondensator zunächstliegenden Abschnitt der Induktivität ein Wechselspannungsanteil von der zu unterdrückenden Störwechselspannung der Netz- bzw. der doppelten Netzfrequenz abgegriffen wird, der gleich groß und entgegengesetzt gerichtet zu dem am Kondensator auftretenden Spannungsanteil der gleichen Frequenz ist.

Auf der Zeichnung veranschaulichen die Abb. ι und 3 zwei verschiedene Schaltungen, während Abb. 2 Dämpfungskurven zeigt.

13 ist der Empfänger. Der Gleichrichter wird von der Stromquelle 1 über den Transformator 2 gespeist und besteht aus einer Röhre 6, deren Kathode von der Sekundärwicklung 4 des Transformators 2 geheizt wird, während die Anoden mit den gegenüberliegenden Klemmen einer zusätzlichen Sekundärwicklung S des Transformators verbunden sind. Der Empfänger liegt zwischen der Kathode und dem Mittelpunkt der Wicklung 5. Zwischen Kathode und Mittelpunkt der Wicklung 5 liegt ein Kondensator 7, der ermöglicht, daß der Gleichrichter auf dem, Maximalwert des Scheitelanodenstromes arbeitet.

Das Filter selbst besteht aus Kondensator 8 und Spule 9, wobei das Gerät zwischen die obere Klemme des Kondensators 8 und einen Punkt 12 an der Spule 9 geschaltet ist, der so gewählt ist, daß die Spule in einen größeren Abschnitt 10 unterteilt wird, der in Reihe mit, und in einen kleineren Abschnitt 11, der im Nebenschluß zu dem Gerät liegt.

In dieser Schaltung tritt eine gleichgerichtete EMK mit einem bestimmten Gehalt an Brummspannung im Ausgangskreis des Gleichrichters auf, was durch E₁ angedeutet ist. Der größere Spulenabschnitt 10 arbeitet als Drossel und unterdrückt diese Brummspannung und induziert außerdem einen bestimmten Betrag einer Spannung gleicher Frequenz an dem "kleineren Abschnitt 11 der Spule. Dieser Abschnitt 11 ist gegenüber dem Abschnitt 10 so gepolt, daß diese induzierte EMK der im Ausgangskreis des Gleichrichters vorhandenen Brummspannung, die an dem Kondensator 8 erscheint, entgegenwirkt, wodurch schließlich am Gerät selbst eine nahezu abgeglättete gleichgerichtete EMK erscheint.

Um die gewünschte optimale Wirkung zu erhalten, besteht ein bestimmtes Verhältnis der Zahl der Windungen am kleineren Abschnitt 11 zu der der Windungen an ■ dem größeren Abschnitt 10. Dieses optimale Verhältnis hängt von den Konstanten der Induktivität und der Kapazität ab. Das Verhältnis der Windungen am großen Abschnitt zu den Windungen am kleinen Abschnitt wird gewöhnlich sehr groß sein, kann aber unter manchen Bedingungen sich der Einheit nähern. Es liegt bei modernen Empfängern zwischen 10 : 1 und 100 : 1. Mit solchen Werten erhält man eine gute Dämpfung der Störfrequenzen unter Verwendung von verhältnismäßig kleinen Induktivitäten und Kapazitäten.

Die Wirkung des kleineren Abschnittes 11 auf die Verringerung · der vorherrschenden Störfrequenz erkennt man aus der Dämpfungscharakteristik A in Abb. 2, die für 60 Perioden aufgenommen wurde. Hier stellen die Abszissen die Frequenz in Hertz und die Ordinaten das Spannungsverhältnis zwischen den Wechselkomponenten von E₂ und E₁ dar, wobei E₁, wie oben angegeben, die Wechselstromkomponente an der Eingangsseite und E₂ die Wechselstromkomponente an der Ausgangsseite des Filterabschnittes ist. Das Verhältnis E₂ zu E₁ ist ein Maß für die Dämpfung.

Ein einfaches Filter zum Abglätten pulsierenden Gleichstromes besteht aus zwei ys Elementen, einer Induktivität in Reihe mit der Leitung und dem Gerät und einer Kapazität im Nebenschluß mit dem Gerät. Diese Filtertype dämpft nicht alle Störfrequenzen in demselben Maße, sondern läßt die niedrigen Frequenzen mehr durchgehen als die höheren. Eine Dämpfungskurve für ein solches Filter für 60 Hz ist die Kurve B. Zu beachten ist, daß das Verhältnis der Frequenz 120 Hz, die die vorherrschende Frequenz der 60 periodigen gleichgerichteten Welle ist, in größerem Maße durch das Filter durchgelassen wird als 240- und 360-periodige Komponenten. Um eine genügende Schwächung der i2operiodigen Komponente zu erhalten, hat man bisher zwei oder mehr Stufen von Filterabschnitten von großen Abmessungen benutzt. Hierdurch erhält man aber eine größere Dämpfung bei den höheren Frequenzen, als notwendig ist, wodurch sich eine unerwünscht kostspielige Filterkonstruktion ergibt.

Im Vergleich mit dem üblichen Filter erkennt man aus Kurve A, daß gemäß der Erfindung die vorherrschende Frequenz in einer einzigen Stufe nahezu vollständig unterdrückt werden kann. Man erhält demnach

durch die Erfindung ein einfaches und ökonomisches Filter, bei dem die vorherrschende Frequenz, deren Amplituden beträchtliche Größe besitzen, mehr unterdrückt wird als die anderen Frequenzen, deren Amplituden geringer sind.

Wenn 'eine noch weitere Dämpfung· der Störkomponenten gewünscht wird, kann man an 'das Filter gemäß der Erfindung noch ein

ίο weiteres Filter von der üblichen Ausbildung anschließen, wie Abb. 3 zeigt. Hier 'dient die Feldspule 14 des Lautsprechers als Induktivität in Reihe zwischen Leitung und Gerät. Im Nebenschluß zum Gerät 13 liegt ein Kondensator 15. Bei dieser Schaltung kann man den Filterabschnitt gemäß der Erfindung als eine Stromquelle betrachten, die die aus dem Empfänger 13 und dem Filter ab schnitt 14, 15 bestehende Belastung· speist.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   I. Niederfrequenzfilter zur bevorzugten

   Unterdrückung einer in. einer gleichgerichteten Spannung enthaltenen Störwechselspannung bestimmter Frequenz durch Anwendung einer der Störwechselspannung entgegengerichteten Eornpensationsspannung, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquelle (Gleichrichter) durch eine Reihenschaltung aus einem Kondensator und einer Induktivität überbrückt und der Belastungskreis an einem Abgriff der Induktivität und an der nicht mit der Induktivität verbundenen Belegung des Kondensators angeschlossen ist, und daß der Abgriff der Induktivität so gewählt ist, daß an dem dem Kondensator zunächstliegenden Abschnitt der Induktivität ein Wechselspannungsanteil von der zu unterdrückenden Störwechselspannung der Netz- bzw. der doppelten Netzfrequenz abgegriffen wird, der gleich groß und entgegengesetzt gerichtet zu dem am Kondensator auftretenden Spannungsanteil der gleichen Frequenz ist.
2. 2. Niederfrequenzfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgriff (12) die Induktivität (9) in einem Verhältnis größer als 10:1 teilt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   BEltüN. GtonuCKT IN bin RF.IcnsDitUUKE.ta