DE645224C - Veraenderliches, niederfrequentes Kopplungsglied zur Beeinflussung der Frequenzcharakteristik - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Niederfrequenzübertrager, wie Kopplungsübertrager zwischen Schalldosen, Mikrophonen u. dgl., und den Gitterkreisen von Röhren für die gewohnliche oder drahtlose Telephonic sowie für verschiedene Tonwiedergabeapparate, wie Tonfilmapparate, öffentliche Sprechapparate, Sprechmaschinen, für Verstärker an Hörrohren und für ähnliche Zwecke.

Die Erfindung besteht darin, daß der Niederfrequenzübertrager so konstruiert wird, daß der Frequenzverstärkungskurve des Übertragers die im Hinblick auf die Gesamtanordnung günstigste Form gegeben werden kann.

Es ist bereits bekannt, Widerstände, Drosselspulen und Kondensatoren in dem Primär-, Sekundär- oder Tertiärkreis einzelner Übertrager zwecks gleichförmiger Übertragung und zur Unterdrückung oder Her-ο stellung von Resonanzen vorzusehen. Ferner ist auch bereits Allgemeingut der Technik, zwei oder mehr getrennte Übertrager in Reihe zu schalten, um eine bestimmte Lautstärke und Frequenzabhängigkeit von Hand oder selbsttätig zu erreichen. Schließlich ist auch bekannt, die Sekundärwicklungen von Übertragern, bei Gegentaktverstärkung oder für Amplinidenbeeinflussungszwecke zu teilen; eine solche Teilung kann aber nicht die Frequenzcharakteristik des Übertragers mittels eines einzigen Potentiometers beeinflussen.

Die Erfindung sieht eine derartige Beeinflussung der Frequenzcharakteristik des Übertragers vor, daß sie praktisch jede Form erhaiten. und aufwärts steigen oder abwärts fallen kann.

Gemäß der Erfindung soll ein veränderliches niederfrequentes Kopplungsglied zur Beeinflussung der Frequenzcharakteristik verwendet werden, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß es aus einem Übertrager besteht, auf dessen Kern außer der Primärwicklung die aus zwei oder mehr in Serie geschalteten Teüwicklungen bestehende Sekundärwicklung aufgebracht ist, die unter- 4-5 einander verschiedene Frequenzcharakteristiken aufweisen, und daß die Gesamtfrequenzcharakteristik mittels eines mit dem Sekundärkreis verbundenen Spannungsteilers veränderlich ist.

Die Verschiedenheit in der Charakteristik der Sekuodärkreise wird entweder dadurch erreicht, daß die Sekundärteilwicklungein eine ungleiche Zahl von Windungen aufweisen oder daß zu diesen Widerstände oder Kondensatoren oder Widerstände und Kondensatoren parallel geschaltet sind oder daß beide Maßnahmen gleichzeitig getroffen sind.

Ein wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß zur Beeinfluss sung der Frequenzcharakteristik in derartig weitern Umfang mit Ausnahme der festen-, Kondensatoren und Widerstände eines eihv zelnen Potentiometers keine weiteren Schalt^ elemente erforderlich sind.

Die Zeichnungen stellen mehrere Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes ίο dar.

Abb. ι zeigt die Primär- und Sekundärwindungen eines Übertragers, dessen Sekundärspule aus zwei Teilen 5', s" besteht, von denen zum Teil s' ein Kondensator c in Reihe mit einem Widerstand r parallel geschaltet ist. Die Primäxspule des Übertragers ist mit ρ bezeichnet. Die eine Ausgangsklemme des Sekundärkreises ist mit dem Abgriff α eines Spannungsteilers verbunden, ao dessen Widerstand r' parallel zum Teil s' der Sekundärwicklung geschaltet ist.

Nach der Erfindung ermöglicht nun der Stromkreis eine große Anzahl von Kurven verschiedener Form, wenn man die Konstanden so wählt, daß die Wicklungen s' und /' verschiedene Charakteristik haben; d. h. Übertrager, die aus ρ und s' allein bestehen, und Übertrager, die aus /> und s" allein bestehen, würden verschiedene Frequenzcharakterietiken haben.

Beispielsweise ist ein Übertrager mit den folgenden Konstanten gebaut worden, die eine Kurve ergeben, die sowohl bei den tiefen als auch bei den höchsten Frequenzen des Übenragungsbereiches Maxima aufweist·, um einen Dämpfungsausgleich für die Eckfrequenzen bei der Wiedergabe von Rundfunkoder aufgezeichneter Musik und Sprache zu erreichen.
Konstanten:

Spule ρ 4000 Windungen Drahtstärke 0,081 mm. Widerstand: 1200 Ohm, Induktivität: 81 Henry.

Spule s' 17 000 Windungen Drahtstärke 0,051 mm. Widerstand: 20000 Ohm, Induktivität : 1462 Henry.

Spule s" 12000 Windungen Drahtstärke 0,061 mm. Widerstand 7000 Ohm, Induktivität 729 Henry.

Kondensator c: 0,003 Mikrofarad. Widerstand r: o.

Die Wicklungen s', p, s" sind auf verschiedenen Spulen aufgewickelt, die auf dem. mittleren Schenkel eines dreischenkligen geschlosserten Magnetkreises liegen, wobei der Kern aus dünnem, lameliiertem Nickeleisenblech besteht.

Die Wicklung s' bildet mit dem parallel

geschalteten Kondensator c und ihrer verteilten Kapazität einen auf tiefe Frequenzen abgestimmten Resonanzkreis. Ihre Frequenzcharakteristik fällt mit der Frequenz, wah-¹ rend die Frequenzcharakteristik der Wick-I Jung s", außer bei den höchsten Frequenzen Γ (4000 Hertz) des Hörbereiches infolge einer l· scharfen Resonanz, im allgemeinen geradlinig i verläuft.

^ Da die beiden Spulen in Reihe geschaltet sind, erhält man eine Kurve mit zwei Maxima. Wenn statt dessen zwei gleiche Spulen von 14 500 Windungen in Reihe geschaltet werden, s» werden die hohen Frequenzen gedämpft werden, denn die Resonanz wird bei etwa 2000 Hertz auftreten, und bei 4000 Hertz und darüber wird ein bedeutender Abfall· zu verzeichnen sein.

Weiter können die tiefen Frequenzen des Übertragungsbereiches wirksam beeinflußt werden, wenn man einen Spannungsteiler« wie in Abb. 1 gezeigt, anordnet. Durch den βο Abgriff α können die Anteile der Spulen s' und s" in verschiedenem Verhältnis gemischt werden. Steht der Abgriff a in seiner äußersten rechten Stellung, so erhält man eine scharf ansteigende Kurve, da ja die Spule s* nichts zur resultierenden Kurve beiträgt, so daß die tiefen· Töne stark gedämpft werden, während die hohen Töne nicht beeinflußt werden.

Verschiebt man den Abgriff α nach links, so werden die tiefen Töne allmählich mehr hervorgehoben, bis sie ihr Maximum erreichen.

Die Schaltung nach Abb. 2 zeigt eine: Sekundärspule, die aus zwei Teilen s⁷ und sf' 95 ■ besteht, an deren Enden zwei Kondensatoren.^' und c" angeschlossen sind, zwischen die in Reihe der Widerstand r" eines Spannungsteüers geschaltet ist, dessen Abgriff ti air den Verbindungspunkt der beiden Sekundärspulenteile angeschlossen ist. Jeder dieser. beiden Teile kann mit' den Kondensatoren. &' oder c" zu einer schärferen Resonanz gebracht werden, wenn man den Kontakt t£^! _r der an ihrem Verbindungspunkt angescbJee^ sen ist, gegen d oder c" bewegt. Der Widern stand r", der zwischen die beiden'. Kondenw satoren geschaltet ist, kann auch groß genug gemacht werden, um die Resonanz der ges samten Sekundärwicklung mit den beideni «o Kondensatoren zum Verschwinden zu bringen,' ■ oder er kann klein genug gemacht werden;» um sie in jeder gewünschten Größe zu- er-· halten.

Diese Schaltung ermöglicht die HervetK heburag der einen Seite des ÜbertragungSrbereiches oder irgendeines ihrer anderem Teile, ermöglicht aber nicht, daß die andere¹ Seite unter die durchschnittliche Höhe' ge^t; drückt wird. iao

Abb. 3 zeigt eine Schaltung, die der der Abb. 2 gleich ist, nur ist der Kondensator e"

fortgelassen worden. Durch diese Schaltung ist es möglich, das eine Ende oder irgendeinen anderen Teil¹ der Kurve zu heben und den Teil, der den niedrigen und mittleren. Frequenzen entspricht, auf einen gewünscht " niedrigen Grad zu drücken.

Wird der Abgriff a' gegen den Kondensator c' zu bewegt, so wird eine höhere und schärfere Resonanz hervorgerufen (bei den

ίο tieferen Tönen oder an irgendeinem anderen Punkt der Kurve), während durch die Bewegung nach rechts die nicht abgestimmte Spule s" mehr und mehr kurzgeschlossen und eine verringerte Übertragung der niedrigen, und mittleren Frequenzen erreichen wird.

Es wurde gefunden, 'daß bei verhältnismäßig großen. Sekundärspulen von 16 000 und mehr Windungen die Anbringung eines Widerstandes in einem ihrer Teile dazu beiträgt, die Übertragung der hohen Frequenzen zu vergrößern.

Vertauscht man in Abb. 3 ' die Verbindung des Abgriffs a! des Spannungsteilers und das Ende des Widerstandes /■", das mit dem TeH s" der Sekundärspule verbunden ist, wie in Abb. 4 dargestellt, so erreicht man eine vollständige Beeinflussung der Kurve, wie in Abb. 4a gezeigt ist. Die Bewegung -des Abgriffs a' verändert die stark abfallende Kurve I, die ihren höchsten Punkt bei- niedriger Frequenz hat, über eine etwa waagerechte Kurve II bis zu einer stark ansteigenden Kurve III, die ihr Maximum bei etwa 3000 Hertz hat.

Vertauscht man in Abb. 2 den Abgriff a' und das äußere Ende des Kondensators c", so erhält man eine Schaltung, wie sie in Abb. 4 einschließlich des gestrichelten Kondensators c" dargestellt ist.

Verschiebt man den Abgriff a! nach links, so kommt die gesamte Sekundärwicklung mit c' in Resonanz und ergibt einen Höhepunkt bei niedriger Frequenz und eine abfallende Kurve. Ändert man die Bewegungsrichtung des Abgriffs a', so kommt die Wicklung s" mit dem Kondensator c" in Resonanz. Die Resonanzfrequenz kann leicht hoch gewählt werden, so daß man irgendeine Kurve zwisehen einer stark abfallenden Kurve mit dem höchsten Punkt bei niedriger Frequenz und einer waagerechten Kurve mit dem höchsten Purfkt bei den hohen Frequenzen erreichen kann.

Bei beiden. Schaltungen der Abb. 4 kann die Einregelung der Kurve dadurch erreicht werden, daß man den Teils" im entgegengesetzten Sinne zu s' wickelt.

Diese Abänderung ist hauptsächlich für den Zweck nützlich, wenn Kurven mit einem regelbaren Maximum bei tiefen Frequenzen und eine abfallende Kurve erreicht werden sollen, die zu einer im wesentlichen waagerechten Kurve ohne Spitze bei hohen Frequenzen geregelt werden kann.

Das Maximum bei tiefen Frequenzen wird durch die Resonanz der ganzen Sekundärwicklung mit dem Kondensator d erreicht, während die Spitze bei hohen Frequenzen entsprechend der verteilten Kapazität von s' dadurch aufgehoben wird, daß s" und c" bei dieser Resonanzfrequenz zur Resonanz kommen, so daß infolge der entgegengesetzten Wirkungen von s' und s" die Spitze verschwindet.

Abb. 5 zeigt eine andere Form des Übertragers, bei dem die Spule s" entweder wie dargestellt, in anderem oder in demselben Sinne wie die Spule s' gewickelt sein kann. Das Maximum bei tiefen Frequenzen und der Abfall der Kurve werden hier durch einen Kondensator c'" bewirkt, dessen eines Ende mit der Primärspule ρ und dessen, anderes Ende mit der einen Seite des Spannungsteilers r verbunden ist, dessen Abgriff α mit dem Außenende der Spule s" und dessenanderes Ende mit dem Verbindungspunkt der Spulen s' und s" verbunden ist.

Da die Wirkung dieser Schaltung davon abhängt, daß nur eine kleine Impedanz zwisehen der Ausgangsklemme der Sekundärspule s" und dem freien Ende der Primärspuie vorhanden ist, kann diese Schaltung nur für die Kopplung zwischen zwei Röhren benutzt werden; ihr Gebrauch für andere Zwecke ist nur im Falle eines Sparübertragers möglich.

Abb. Sa zeigt drei Gesamtverstärkungskurven eines Zweiröhren-Niederfrequenzverstärkers, wobei die Röhren durch einen Übertrager, wie er in Abb. 5 dargestellt ist,- gekoppelt sind.

Die Konstanten des Übertragers sind:

Primärwicklung: 4000 Windungen Drahtstärke 0,081 mm.

Sekundärwicklung: s' — zi qoo Windungen Drahtstärke 0,061 mm, s"—3500 Windungen Drahtstärke 0,061 mm.

Kondensator: C= 0,025 Mikrofarad.

Die Abbildung zeigt, daß eine sehr vollkommene Beeinflussung der Gesamtkurve bei dieser Schaltung erreicht wird. Ist der Abgriff α in seiner tiefsten Stellung, so erhält man die abfallende Kurve I, eine mittlere Stellung des Abgriffs α ergibt die im wesentlichen waagerechte Kurve II und die höchste Stellung des Abgriffs α die ansteigende Kurve III.

Für manche Zwecke, beispielsweise für die Regelung der Dämpfung bei hohen Frequenzen des Übertragungsbereichs, wie sie durch Rundfunkempfänger mit sehr schar-

fer Abstimmung , hervorgerufen werden, hat man es als vorteilhaft empfunden, Übertrager zu bauen, bei denen die mittleren und niederen Frequenzen bis auf einen gewünscht niedrigen Grad gedrückt werden können, ohne daß dadurch die hohen Frequenzen merklich beeinflußt werden.

Die in Abb. 6 dargestellte Schaltung ergibt die gewünschte Änderung in der Frequenzcharakteristik. Die Sekundärwicklung besteht aus zwei gleichen oder ungleichen Spulen s' und s", von denen zu s' ein hoher 'Widerstand r des Spannungsteilers parallel geschaltet ist. Das eine Ende von s" geht zum Gitter oder der Gittervorspannung der nächsten Röhre und das andere Ende zum Abgriff a des Spannungsteilers.

Die Bewegung des Schiebers beeinflußt, wie gefunden wurde, die Übertragung der niederen und mittleren Frequenzen, ohne die hohen Frequenzen merklich zu ändern.

Die drei in Abb. 6a dargestellten Kurven wurden von einem Übertrager nach Abb. 6 .mit den folgenden Konstanten aufgenommen.. Primärspule: 4000 Windungen Drahtstärke 0,081 mm.

Sekundärspule: s' = 17 000 Windungen Drahtstärke 0,051 mm, s"= 17 000 Windungen Drahtstärke 0,051 mm. Spannungsteiler: 0,5 Megohm.

Kurve I erhält man bei der äußersten linken Stellung des Abgriffs, Kurve II bei einer mittleren Stellung und Kurve III bed der äußersten rechten Stellung des Abgriffs a. Die Kondensatoren der verschiedenen Schaltungen können vorteilhaft auch aus H-filaren Windungen auf den Übertragerkernen bestehen und durch ihre Induktivität zusätzliche Mittel zur Kurvenbeeinflussung darstellen. Der Draht kann auch, wenn gewünscht, durch geeignete isolierte Metallbänder ersetzt werden.

Bei allen oben beschriebenen Schaltungen kann der allmählich veränderliche Spannungsteuer durch einen festen Spannungsteiler ersetzt werden, oder die Veränderung kann durch Anzapfstellen und einen geeigneten Schalter vorgenommen werden.

In allen Abbildungen, außer Abb. 5, können die Sekundär- und Primärspulen nach irgendeiner Richtung hinsichtlich der Röhren oder Stromkreise, die sie koppeln, umgetauscht werden.

Wenn oben von einer Teilung der Sekundärwicklung in zwei oder mehrere Teile gesprochen wurde, so soll das Wort Teilung in elektrischem Sinne und nicht notwendig auch im mechanischen Sinne verstanden werden, da eine Teilung beispielsweise auch durch Anzapfung einer einzigen Spule erreicht werden kann.

Claims (12)

1. Patentansprüche:

   ι . Veränderliches, niederfrequentes Koppf lungsglied zur Beeinflussung der Fpe- " quenzcharakteristik, dadurch gekennzeicB- <5 net, daß es aus einem Übertrager besteht; auf dessen Kern außer der Primärwick- · lung die aus zwei oder mehr in Serie geschalteten Teüwicklungen bestehende Sekundärwicklung aufgebracht ist, die untereinander verschiedene Frequenzcharakteristiken aufweisen, und daß die C!esamtfrequenzcharakteristik mittels eines mit dem Sekundärkreis verbundenen Spannungsteilers veränderlich ist.
2. 2. Kopplungsglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beeinflussung der Frequenzcharakteristik bei tiefen Frequenzen durch einen Spannungsteiler {a, r') erfolgt, der parallel zur Spule (s') und auch parallel zu dem Kondensator- (c) geschaltet ist und dessen Abgriff, (a) zu einer der Außenklemmen fuhrt
3. 3. Kopplungsglied nach Anspruch l, dessen Sekundärwicklung aus zwei Teilen (s', s") besteht, dadurch gekennzeichnet, daß jeder dieser Teile dadurch eine verschiedene Charakteristik erhält, daß sie nacheinander mit getrennten Kondensatoren (c', c") in Resonanz kommen und. die Schärfe der Resonanz durch einen Spannungsteiler (a', r") beeinflußt wird^ dessen Abgriff (a') mit dem Verbindungspunkt zwischen den beiden Sekundärepu- len (s^r, s") verbunden und dessen Widerstand (/■") zwischen die Kondensatoren {d, c") geschaltet ist, deren andere Enden mit den Außenenden der Sekundärspule (s', s") verbunden sind (Fig. 2). »00
4. 4. Kopplungsglied nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Kondensatoren (d, c", z. B. c") fortfällt (Fig. 3). ■
5. 5. Kopplungsglied nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen des einen Endes des Widerstandes (/■") und des Ab'griffs (a') de& Spannungsteilers vertauscht sind (Fig. 4}.-
6. 6. Kopplungsglied nach Anspruch 3, »to dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Ende eines der Kondensatoren und die Verbindung zum Abgriff (α')· des Spannungsteilers (a', r") vertauscht sind (Fig. 4 in punktierten Linien). »15
7. 7. Kopplungsglied nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (c"^r) statt mit einem Ende der Sekundärspule mit einem Ende der Primärspule verbunden ist (Fig. 5).
8. 8. Kopplungsglied nach Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die

   beiden Teile (s', s") der Sekundärwicklung in verschiedenem Sinne gewickelt sind.
9. 9. Kopplungsglied nach Anspruch 8,. dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (c'") statt mit einem Ende der Sekundärspule (s') mit einem Ende der Primärspule verbunden ist (Fig. 5).
10. 10. Kopplungsglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Teile (δ', s") der Sekundärwicklung 'entgegengesetzt angeschlossen sind und verschiedene Charakteristik aufweisen, und zwar derart, daß man nur zu dem einen Teil (s') den Widerstand eines Spannungsteilers (a, r) parallel schaltet, dessen Abgriff (a) mit dem äußeren Ende des anderen Teiles (s") der Sekundärwicklung verbunden ist (Fig. 6).
11. 11. Kopplungsglied nach Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß es als Sparübertrager ausgebildet ist.
12. 12. Kopplungsglied nach Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß einer oder mehrere der verwendeten Kondensatoren aus bifilaren Windungen aus isolierten Metallbändern bestehen, die auf den Kern des Kopplungsgliedes aufgesetzt sind, wobei die Windungen induktiv oder nicht induktiv sein können.

    Hierzu ι Blatt Zeichnungen