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Kopplungseinrichtung für eine Mehrzahl von abstimmbaren Hochfrequenzkreisen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kopplungseinrichtung für abgestimmte Hochfrequenzkreise,
insbesondere solche für ultrahohe Frequenzen.
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Um über den Abstimmbereich eine angenähert konstante Bandbreite und
ebenfalls angenähert konstante Verstärkung zu erhalten, muß die Kopplung am unteren
Ende des Abstimmfrequenzbereiches größer als am oberen Ende sein, z. B. am unteren
Ende überkritisch, am oberen Ende unterkritisch. Die bisher bekannten Kopplungseinrichtungen
erfüllen diese Bedingung nicht oder nicht in genügendem Maße.
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Gemäß der Erfindung wird bei einer Kopplungseinrichtung für eine Mehrzahl
von abstimmbaren Hochfrequenzkreisen mit einem Mehrfachabstimmkondensator die Längen-und
Dickenausdehnüng der Kondensatorwelle von der bekannten Bemessung abweichend derart
gewählt, und/oder es werden Einrichtungen vorgesehen, die den Stromfluß längs der
Kondensatorwelle derart beeinflussen, daß die durch die Eigeninduktivität der Kondensatorwelle
bewirkte Kopplung die normale Kopplung zwischen den durch den Mehrfachkondensator
abgestimmten Kreisen am unteren Ende des Frequenzbereiches unterstützt.
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Mit dieser Kopplungseinrichtung läßt sich eine angenähert konstante
Kopplung und ebenfalls ein angenähert konstantes Übertragungsmaß über den gesamten
Abstimmbereich erzielen.
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Bei hohen Tonfrequenzen stellt die gemeinsame Rotorwelle des Mehrfachkondensators
bei geeigneter Bemessung einen merklichen Scheinwiderstand für die durch sie fließenden
Ströme dar. Die Spannungen, die an der Rotorwelle infolge dieser von verschiedenen
Kreisen herkommenden Ströme auftreten, verursachen eine Kopplung zwischen diesen
Kreisen. - Diese Kopplung ist am unteren Ende des Abstimmfrequenzbereiches größer
als am oberen Ende, da bei höheren Frequenzen ein steigender Anteil der Kreisströme
nicht mehr durch die Rotorwelle fließt, sondern andere Wege nach dem Kondensatorgestell
einschlägt. Diese anderen Wege verlaufen über die Kapazitäten zwischen den Elektroden
der mit den Kreisen verbundenen Röhren, über die Kapazitäten der Abgleichkondensatoren
und die verteilten Kapazitäten der Leitungen.
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Die den verschiedenen Stromkreisen zum Teil gemeinsame Eigeninduktivität
der Drehkondensatorwelle verursacht also eine konduktive Kopplung, die zu der induktiven,
die unmittelbar zwischen den Kreisspulen bestehen kann, hinzutritt. Außerdem kann
noch eine kapazitive Kopplung am Drehkondensator auftreten, die der konduktiven
Kopplung
entgegenwirkt. Die konduktive Kopplung nimmt mit abnehmender
Frequenz zu, die induktive Kopplung dürfte annähernd konstant bleiben, während die
kapazitive Kopplung mit abnehmender Frequenz abnimmt.
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Bei einem Überlagerungseinpfänger für einen Bereich von beispielsweise
q.o ooo bis 8o ooo kHz kann die Bedingung der annähernd konstanten Bandbreite erfüllt
werden durch Verwendung einer großen konduktiv en Kopplung zwischen . - zwei auf
die Empfangsfrequenz abgestimmten Kreisen mit kleiner unterstützender induktiver
und kleiner entgegenwirkender kapazitiver Kopplung.
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Es empfiehlt sich, bei einem Empfänger auch den Schwingungskreis des
örtlichen Oszillators mit dem Empfangskreis, in dem die Verbindung von Empfangsschwingung
und Oszillatorschwingung erfolgen soll, auf ähnliche Weise zu koppeln. Da die erfindungsgemäße
Kopplungseinrichtung auch ein angenähert konstantes Übertragungsmaß besitzt, kann
das übliche Abnehmen der Oszillatoramplitude am unteren Ende des Abstimmbereiches
ausgeglichen -werden. .
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigen die Abb. i und 2. Das
Gestell io eines Mehrfachkondensators trägt eine gemeinsame Welle i i mit den Rotoren
12, 13, 14. und den Statoren 15, die isoliert vom Gestell an Trägern 16, 17 befestigt
sind. Der Träger 17 ist mit einer Blattfederplatte 18 und der Klemme ig eines Abgleichkondensators
leitend verbunden, dessen andere Platte durch das Gestell gebildet wird. Die Platte
18 wird durch eine Glimmerscheibe 2o gegen das Gestell isoliert und durch eine Mutter
21 auf den richtigen Kapazitätswert eingestellt.
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Da der Rotor an dem Gestell geerdet ist, liegen die Abgleichkondensatoren
parallel zu dem Hauptko.n.densator, und sie dienen zum Abgleich einer Reihe gekoppelter
Kreise, von denen jeder einen Teil des Mehrfachkondensators und eine Induktanz enthält.
Diese Induktanzen,. die im vorliegenden Falle für einen Frequenzbereich von 4.o
ooo bis 8o ooo kHz bestimmt sind, bestehen aus Spulen 22, 23, 2,4
von verhältnismäßig
kleiner Windungszahl und kleinem Durchmesser. Die Spulen sind auf Kerne 25 gewickelt,
die neben den Klemmen ig der zugehörigen Abgleichkondensatoren aufgebaut sind. Damit
die Spulenleitungen möglichst kurz sind, ist das eine Ende jeder Spule mit der benachbarten
Klemme i g des Abgleichkondensators verbunden und das andere Ende an der Stelle
26 an das Gehäuse gelegt.
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Diese Spulen 22, 23 und 2q., die miteinander induktiv gekoppelt sind,
stellen die Antennenspule, die Spule des Eingangskreises der Mischstufe und die
Schwingungskreisspule des örtlichen Oszillators eines überlagerungsernpfnä.ngers
dar. Jeder der drei durch diese gebildeten, abgestimmten und induktiv miteinander
gekoppelten Kreise enthält in Parallelschaltung einen Teil des veränderlichen Mehrfachkondensators,
eine Induktanz und einen Abgleichkondensator. Dabei stellt die gemeinsame Welle
des Mehrfachkondensators eine konduktive Kopplung zwischen den Kreisen her. Diese
Welle i i hat einen verhältnismäßig kleinen Durchmesser, damit sie eine genügend
hohe induktive Impedanz zum Zwecke der Kopplung zwischen den verschiedenen Kreisen
darstellt. Zwischen den verschiedenen Leitungen und den Statoren des Kondensators
besteht auch eine kapazitive Stneukopplung.
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Wie man nun aus Abb. 3 erkennt, ist die Seite hoher Spannung für jeden
Kreis mit Röhrenelektroden oder anderen Kapazitäten verbunden, so die Spüle z2 über
einen Kondensator 3 i mft der Antenne 3o, die Spule 23 mit dem Gitter der Mischröhre
32, die Spule 2.4 mit dem Gitter des Oszillators 33. Die Kreise sind durch Erdungsverbindungen
zu dem Gestell io geschlossen.
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In dem Schaltbild nach Abb. 3 sind die vorherrschenden Wege der hochfrequenten
Ströme am unteren Ende des Abstimmbereiches durch die Pfeile 35 längs der Welle
bezeichnet, die vorherrschenden Wege der hochfrequenten Ströme an dem oberen Ende
des Abstimmbereiches durch die gekrümmten Pfeile 36, die zu den einzelnen Abgleichkondensatoren
weisen. Man sieht an Abb. 3, daß am oberen Ende des Abstimmbereiches die Ströme
sich von der gemeinsamen Kopplungsimpedanz der Welle nach den verteilten Kapazitäten
der verschiedenen Kreise zu verschieben, wobei diese verteilten Kapazitäten in der
Hauptsache durch die Abgleichkondensatoren dargestellt werden. Bei höheren Frequenzen
wird also die Kopplung zwischen den Kreisen verringert.
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Der Kopplungsgrad an dem Bereichende niedrigerer Frequenz kann durch
Wahl einer Welle von richtigem Durchmesser und richtiger Länge eingestellt werden.
Es kann aber auch eine Welle von gegebenem Durchmesser zwischen den Kondensatorteilen
abgesetzt werden, wie durch die punktierten Linien 37 angedeutet ist. Dabei hat
die Verkleinerung des Durchmessers der Welle eine Vergrößerung ihres induktiven
Blindwiderstandes zur Folge. Die Abgleichkondensatoren 18 können in entsprechender
Weise mit Rücksicht auf die Kreiskapazitäten, etwa der inneren Kapazität der Röhren
32 und 33 oder der Antennenkapazität, gewählt werden.
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In Abb. 4 ist ein Dreifachkondensator 4.o,
4i, 42
dargestellt; 43 ist die Welle, die in dem Gestell 44 gelagert ist; 45 sind die Abgleichkondensatoren
der die Induktanzen 46 enthaltenden abgestimmten Kreise. Die Anordnung ist ähnlich
der in Abb. 3 dargestellten, mit der Ausnahme; daß die Welle mit isodlerenden Zwischenstücken
47, 48, 49 versehen ist, die das Fließen von hochfrequenten Strömen durch die Welle
verhindern oder verringern. Zu demselben Zwecke kann die Welle des weiteren mit
einem abgesetzten Teil 5o versehen sein. Die Stellen 47, 48, 49, 5o sind durch veränderliche
Induktanzen bzw. Widerstände 5i, 52, 53, 54 überbrückt. Durch die Veränderung des
Scheinwiderstandswertes an diesen Punkten kann der Stromfluß durch die Welle und
zwischen den Teilen nach Wunsch verändert werden, so daß man den gewünschten Kopplungsgrad
am unteren Ende des Abstimmbereiches erhält.
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Ferner kann die Kopplung eingestellt werden durch Impedanzen zwischen
den einzelnen Kondensatorteilen und Erde bzw. dem Gestell, wie durch den veränderlichen
Widerstand 55 zwischen dem Kondensatorteil 40 und dem Gestell angedeutet ist. In
diesem Falle benötigt man Kontaktbürsten o. dgl., welche die Pfeile 56 andeuten
sollen. Zweckrnäßiger ist es daher, die Welle von vornherein richtig zu bemessen,
um solche Schleifkontakte zu sparen.