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Aus zwei Kreisen bestehendes elektrisches Koppelsystem Die Erfindung
bezieht sich auf elektrische Hochfrequenzkoppelkreise, die innerhalb eines Frequenzbereiches
abstimmbar sind, und hat insbesondere den Zweck, den Frequenzgang des Übertragungssystems
über den ganzen benutzten Bereich möglichst konstant zu halten bzw. einen gewünschten
Verlauf herzustellen.
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Es sind bereits Einrichtungen zur Lösung der gestellten Aufgabe bekannt,
bei denen ein Primärkreis benutzt wurde, der auf eine Frequenz etwas unterhalb des
Abstimmbereiches abgestimmt und mit einem Sekundärkreis sowohl durch eine induktive
als auch durch eine kapazitive Kopplung verbunden war. Diese Kopplungen wirkten
derartig zusammen, daß die Zunahme in dem einen Kreis durch eine Abnahme der Kopplung
in dem anderen Kreis ausgeglichen wurde. Bei der bekannten Einrichtung war jedoch
die Kapazität, welche den einen Übertragungskanal darstellte, unmittelbar an das
Ende der mit dem Sekundärkreis gekoppelten Spule angeschlossen. Hierdurch werden
aber die Phasen in den beiden Zweigen so verschoben, daß man ihre einzelnen Übertragungscharakteristiken
nicht mehr additiv zusammensetzen kann, sondern phasenmäßig, wodurch Abweichungen
von der erreichbaren Idealkurve entstehen.
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Durch die vorliegende Erfindung wird dieser Übelstand dadurch beseitigt,
daß in Reihe mit der mit dem Sekundärkreis gekoppelten primären Selbstinduktion
eine mit dem Sekundärkreis nicht gekoppelte Selbstinduktion vorgesehen und der kapazitive
Kopplungskanal an dem äußeren Ende der nicht gekoppelten Selbstinduktionsspule angeschlossen
ist.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einigen Ausführungsbeispielen
dargestellt.
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Fig. r und a sind Schaltschemata zweier Ausführungsformen eines Kopplungskreises
gemäß der Erfindung; Fig. 3 zeigt die Verwendung dieses Kopplungskreises zur Verbindung
eines Antennenkreises mit dem Eingangskreis einer Elektronenröhre; Fig. q. zeigt
die Verwendung des Kopplungskreises zur Verbindung von in Kaskade geschalteten Schirmgitterröhren;
Fig. 5 zeigt die Anwendung des Kopplungskreises zur Verbindung zweier in Kaskade
geschalteter Dreielzktronenröhren unter Einschaltung einer Neutralisierungskapazität.
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Der Kopplungskreis nach Fig..j umfaßt einen Sekundärkreis, der aus
einer festen induktiven Wicklung L und einem verstellbaren Abstimmkondensator C
besteht, der die Ausgangsklemmen 0 überbrückt. Der an die Eingangsklemmen I angeschlossene
Primärkreis enthält in geschlossener Reihe
in der nachstehenden
Reihenfolge die ganze Wicklung L, eine feste Kapazität C1, .eine feste Induktivität
L2 und eine mit der Sekundärwicklung L magnetisch gekoppelte Primärwicklung L3,
die im Vergleich zu der festen Induktivität L= verhältnismäßig wenig Windungen hat.
Die Wicklung Lg ist so gepolt, daß sie "zwischen dem Primär- und dein Sekundärkreis
eine sich zur Kopplung der Wicklung L addierende Kopplung erzeugt.
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Die Eingangsklemmen I sind zwischen die Elemente C1 und L2 bzw. L3
und L geschaltet, so daß zwei parallele Stromwege entstehen, von denen der
eine die Wicklungen L2 und L3 und der andere die Elemente Cl und L enthält.
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Die in Fig. i gestrichelt gezeichnete Kapazität C2 soll die.gesamte
zwischen den Eingangsklemmen während des Arbeitens des Kreises liegende Kapazität
darstellen einschließlich aller Kapazitätseffekte, die durch die Eingangsimpedanz
hervorgerufen werden, und der Kapazität zusätzlicher Kondensatoren, die etwa zwischen
den Eingangsklemmen liegen sollten.
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Die Kapazitäten C2 und Cl zusammen mit sonstigen in die Elemente Li,
L2, L3 einschließenden Primärkreis vorhandenen Kapazitäten müssen so gewählt
sein, daß der Primärkreis eine unter, aber nicht erheblich unter der niedrigsten.
Frequenz des Abstimmbereichs liegende Eigenfrequenz hat, die durch Verstellung des
Kondensators C bestimmt ist. Es kommt nicht darauf an, daß zwischen den Eingangsklemmen
eine Kapazität C2 vorhanden ist. Falls die Kapazität C2 Null ist,
muß jedoch die Kapazität C,, so groß gewählt werden, daß der Primärkreis die genannte
Eigenfrequenz erhält.
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,Die Reaktanzen des Primärkreises sind so bemessen, daß der die Elemente
Cl und L1 enthaltende Stromweg innerhalb des Abstimmbereichs kapazitiv wirkt und
daher eine mit steigender Abstimmfrequenz sinkende Impedanz hat. Dagegen ist der
die Elemente L2 und L, enthaltende Stromweg notwendigerweise induktiv. Seine Impedanz
steigt mit wachsender Abstimmfrequenz. Infolgedessen rufen die Wicklungen L und
L3 in dem Sekundärkreis Effekte hervor, die mit der Abstimmeinstellung sich in entgegengesetztem
Sinn ändern. Die Bemessungen werden so getroffen, daß der resultierende Effekt eine
effektive Kopplung zwischen Primär- und Sekundärkreis hervorruft, die mit steigender
Abstimmfrequenz selbsttätig in einer Weise sinkt, die sich mit hinreichender Genauigkeit
durch die folgende Gleichung ausdrücken läßt:
Hierin bedeutet f die Abstimrnfrequenz und f2 die Resbnanzfrequenz des Primärkreises.
Ferner ist m3 - L C11 (Ci + C2) (2)
m4 - Mg + LCi1(Ci -i- C2).
(3)
, In den Gleichungen (2) und (3) haben die Buchstaben L, Cl und C2 die
aus der Zeichnung ersichtliche Bedeutung. M3 ist die gegenseitige Induktivität zwischen
den Wicklungen L3 und .L. Gleichung (z) läßt erkennen, daß die effektive Kopplung
mit wachsender Abstimmfrequenz sinkt.
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Die Ausführungsform nach Fig.2 unterscheidet sich von der nach Fig.
i darin, daß der Kondensator Cl an einen Zwischenpunkt der Wicklung L, angeschlossen
ist, so daß sich nur ein Teil L, der Sekundärwicklung L im Primärkreis befindet.
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Die Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 2 stimmt mit der Schaltung
nach Fig. i im wesentlichen überein. Indessen haben die Kopplungskonstanten mg und
m.4 an Stelle der in den Gleichungen (2) und (3) gegebenen Werte die folgenden:
Hierin ist M1 die gegenseitige Induktivität zwischen den Wicklungen L1 und L, während
die übrigen Buchstaben die gleiche Bedeutung wie in den Gleichungen (2) und (3)
haben.
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In Fig. 3 sind die Eingangsklemmen des Kopplungskreises nach Fig.
2 mit einer Antenne i und Erde 2 verbunden, während die Ausgangsklemmen 0 zum Gitter
und der Kathode einer Elektronenröhre V1 führen. Der Kapazität C2 in Fig. i und
2 entspricht in Fig. 3 die wirksame Kapazität Antenne gegen Erde, die zusammen mit
der Kapazität Cl dem Primärkreis eine Zigenfrequenz unterhalb des Abstimmbereichs
erteilt.
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In Fig. ¢ verbindet der Kopplungskreis zwei Schirmgitterröhren hl
und h in Kaskade. Die Eingangsklemmen I sind mit der Anode und Kathode der Röhre
T, verbunden, während die Ausgangsklemmen 0 zum Gitter und der Kathode der Röhre
h2 führen. Eine den Raumladestrom der Röhre V1 liefernde Batterie B liegt in dem
die Elemente L2 und L3 enthaltenden Stromweg, wobei der negative Batteriepol an
die geerdete Verbindungsleitung 3 angeschlossen ist. Die Kapazität C2 der Fig.2
umfaßt bei der Schaltüng nach Fig. q. die Anode-Erde-Kapazität der Röhre hl, die
zusammen mit der Kapazität C, und der Induktivität des Primärkreises eine unterhalb
des Abstimmbereichs liegende Eigenfrequenz erzeugt.
In Fig. 5 verbindet
der Kopplungskreis zwei Dreielektrodenröhren in Kaskade. Jede Röhre besteht nur
aus Anode, Kathode und Gitter. Zwecks Neutralisierung der Gitter-Anoden-Kapazität
der Röhre V2 ist ein Kondensator C" zwischen die Anode der Röhre V2 und einen Punkt
zwischen der festen Induktivität L2 und der Primärwicklung L3 geschaltet. Dieser
Punkt hat entgegengesetzte Polarität wie die obere Klemme der Wicklung L, mit der
die zwischen den Elektroden bestehende Kapazität C, verbunden ist. Die Neutralisierung
erfolgt in der in der amerikanischen Patentschrift 1.4$g228 beschriebenen Weise.
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In Fig. 5 umfaßt die Kapazität C2 die Anode-Erde-Kapazität der Röhre
h1, vermehrt um die Kapazität des zugehörigen Neutralisierungskondensators C, der
infolge der geringen Induktivität der Wicklung L3 hierzu praktisch parallel liegt.
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Wenn auch in den Fig. 3 bis 5 ein Kopplungskreis nach Fig. 2 gezeichnet
ist, so könnte jedoch in diesen Schaltungen ein Kopplungskreis nach Fig. i angewendet
werden.
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In den Fig. 3 bis 5 ist der bewegliche Teil des Kondensators C geerdet.
Dies ist deswegen besonders vorteilhaft, weil es gewisse Kopplungen zwischen den
Empfängerteilen verhütet. -