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Aus zwei Kreisen bestehendes elektrisches Koppelsystem Die vorliegende
Erfindung bezieht sich auf elektrische Hochfrequenzkoppelkreise, die innerhalb eines
größeren Bereiches abstimmbar sind und bei denen die Übertragungscharakteristik
über den ganzen Bereich konstant ist bzw. einen erwünschten Verlauf besitzt.
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Einrichtungen dieser Art sind bereits in dem Hauptpatent unter Schutz
gestellt. Die dort beschriebenen Einrichtungen enthalten einen Primärkreis, der
auf eine Frequenz etwas unterhalb des Abstimmbereiches abgestimmt ist und welcher
zwei Selbstinduktionen enthält, von denen nur die eine mit dem Sekundärkreis gekoppelt
ist. Die beiden genannten Selbstinduktionen sind in Reihe geschaltet, und von dem
dem Erdpunkt bzw. dem Verbindungspunkt mit dem Sekundärkreis abgewendeten Ende der
Serienschaltung ist ein kapazitiver Übertragungsweg abgezweigt, welcher eine solche
Charakteristik aufweist, daß die Änderung der induktiven Kopplung beim Überstreichen
des Abstimmbereiches durch entsprechende Änderung der kapazitiven Kopplung wieder
aufgehoben wird. Die vorliegende Erfindung betrifft die Weiterbildung der in dem
Hauptpatent behandelten Einrichtungen. Das wesentliche Merkmal besteht in der besonderen
Anordnung der mit der Induktivität des Sekundärkreises gekoppelten Spule des Primärkreises,
derart, daß diese Spule an das Ende des Primärkreises angeschlossen ist, welches
gegenüber der Sekundärspule einen Hochfrequenzpotentialunterschied aufweist, wobei
die Lage und räumliche Anordnung der beiden Spulen zueinander so gewählt werden,
daß die Kapazität zwischen den beiden Spulenwicklungen den notwendigen Kopplungskondensator
ersetzt und ein besonderes Kapazitätselement erspart werden kann.
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Zu den Schaltzeichnungen, in welchen der Erfindungsgegenstand dargestellt
ist, sei darauf hingewiesen, daß diese eine Weiterbildung desjenigen Ausführungsbeispieles
des Hauptpatentes betreffen, bei welchem der kapazitive Kopplungszweig an einen
Zwischenpunkt der gesamten Sekundärinduktivität angeschlossen ist, so da$ im kapazitiven
Kopplungszweig des Primärkreises nur ein Teil der Sekundärkreisinduktivität enthalten
ist,
welcher mit L1 bezeichnet ist. Diese Aufteilung der Sekundärkreisinduktivität in
einen Teil, welcher dem kapazitiven Kopplungzweig-' angehört, und einen Teil, welcher
diesem , Kopplungszweig nicht angehört, verändert,, jedoch das grundsätzliche Zusammenwirken
der aus den Elementen Cl und L bzw. L2 und L3 bestehenden Kopplungszweige nicht;
an Stelle der gesamten Induktivität L tritt lediglich der mit L1 bezeichnete Teil
der gesamten Induktivität.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einigen Ausführungsbeispielen
dargestellt, in denen die erfindungsgemäß ausgenutzte Wicklungskapazität jeweils
mit Cl bezeichnet ist.
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Fig. z ist das Schaltschema eines einfachen Kopplungskreises gemäß
der Erfindung; Fig. 2 zeigt die Verwendung dieses Kopplungskreises zur Verbindung
eines Antennenkreises mit dem Eingangskreis einer Elektronenröhre; Fig. 3 zeigt
die Verwendung des Kopplungskreises zur Verbindung von in Kaskade geschalteten Elektronenröhren.
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Der Kopplungskreis 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 eine feste Induktivität
L2, eine mit der Sekundärwicklung magnetisch gekoppelte Primärwicklung L3, eine
feste Kapazität Cl und einen Teil L1 der Sekundärwicklung L, der im Verhältnis
zu L2
wenig Windungen hat. Die Eingangsklemmen I sind zwischen der Primärwicklung
L3 und der festen Kapazität Cl bzw. der festen Induktivität L2 und dem Teil L1 der
Sekundärwicklung derart angeschlossen, daß die untere Eingangsklemme mit einer Klemme
der Sekundärwicklung-verbunden ist.
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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. Die größte Induktivität im Primärkreis ist L2. Diese soll zusammen mit
den mit ihr zusammenarbeitenden Elementen eine Resonanzfrequenz ergeben, die etwas,
aber nicht erheblich unter der niedrigsten Frequenz des Abstimmbereichs liegt. Es
kommt nicht darauf an, daß zwischen den Eingangsklemmen eine Kapazität C2 vorhanden
ist. Falls die Kapazität C2 Null ist, muß jedoch die Kapazität Cl so groß gewählt
werden, daß der Primärkreis die genannte Eigenfrequenz erhält.
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Die Elemente des Primärkreises sind so bemessen, daß der die Elemente
Cl und L1 enthaltende Stromweg innerhalb des Abstimm-Bereichs kapazitiv wirkt und
daher eine mit steigender Abstimmfrequenz sinkende Impedanz hat. Dagegen ist der
die Elemente L2 .ünd L3 enthaltende Stromweg notwendiger: Aveise induktiv. Seine
Impedanz steigt mit wachsender Abstimmfrequenz. Infolgedessen rufen die Wicklungen
L1 und L3 in dem Sekundärkreis Wirkungen hervor, die sich mit der Abstimmung in
entgegengesetztem Sinn ändern. Die Bemessungen werden so getroffen, daß die resultierende
Wirkung 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: 7n = »23 + »t41
(f 21f 22 - I) -( i Hierin bedeutet f die Abstimmfrequenz und f2 die Resonanzfrequenz
des Primärkreises. Ferner ist »13 - IVIi Cl I (Cl -h C2) (2)
11t4
= llIs + Ml Cl 1 (Cl -i- C2), (3) worin Ml und IVlg die gegenseitigen Induktivitäten
zwischen den Wicklungen L1 bzw. L3 und L bedeuten, während Cl und C2 die in der
Zeichnung angedeuteten Kapazitäten sind.
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In Fig. 2 sind die Eingangsklemmen I des Kopplungskreises mit einer
Antenne i und Erde 2 verbunden, während die Ausgangsklemmen 0 zum Gitter und der
Kathode einer Elektronenröhre hl führen. Der Kapazität C2 in Fig. i entspricht in
Fig. 2 die wirksame Kapazität Antenne gegen Erde, die zusammen mit der Kapazität
Cl dem Priinärkreis eine Eigenfrequenz unterhalb des Abstimmbereichs erteilt.
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In Fig. 3 verbindet der Kopplungskreis zwei Elektronenröhren hl und
V2 in Kaskade. Die Eingangsklemmen I sind finit der Anode und Kathode der Röhre
V1 und die Ausgangsklemmen 0 mit dem Gitter und der Kathode der Röhre V2 verbunden.
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Der Entladungsstrom der Röhre V1 wird von einer Batterie B geliefert,
die in den die Elemente L2 und L3 enthaltenden Stromweg eingeschaltet ist. Der negative
Batteriepol ist mit dem geerdeten Leiter 3 verbunden.
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Die Kapazität C2 der Fig. i wird in der Schaltung der Fig. 3 durch
die Anode-Erde-Kapazität der Röhre V1 gebildet, die zusammen mit der Kapazität Cl
und der Induktivität des Primärkreises die bereits genannte Eigenfrequenz unterhalb
des unteren Endes des Abstimmbereichs ergeben soll.
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Die Kapazität Cl wird erfindungsgemäß durch die zwischen den Wicklungen
L3 und L vorhandene natürliche Kapazität gebildet; um
eine genügende
Größe dieser Kapazität zu erreichen, muß die Wicklung L3 genügend nahe bei der Wicklung
L angeordnet sein, z. B. dadurch, daß sie über diese gewickelt ist. Eine geeignete
Anordnung der Spulen L3 und L erhält man folgendermaßen: Über die Wicklung L wird
eine Lage von Isoliermaterial gelegt und die Wicklung L3 auf dieser in derselben
Richtung und mit der gleichen Windungssteigung aufgewickelt. Das untere Ende von
L3 liegt dann gerade über demjenigen Teil von L, an dem sonst die Anzapfung angeschlossen
werden müßte, und das obere Ende von L 3 zeigt gegen das obere Ende von L, wie Fig.
q. erkennen läßt. Eine derartige Anordnung ist in allen in Fig. i bis 3 dargestellten
Schaltungen verwendbar.
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Die Spule L3 ist in der Nähe des Hochpotentialendes der Spule L so
angeordnet, daß ihre Achse- mit der der Spule L in einer Ebene, jedoch rechtwinklig
zu ihr liegt. .Hierdurch wird die magnetische Kopplung zwischen L. und L auf ein
Minimum herabgedrückt.
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Die obere Eingangsklemme I ist mit dem Hochpotentialende der Spule
L3 verbunden, deren Niederpotentialklemme über die Wicklung der Spule L2 mit der
unteren Eingangsklemme I verbunden ist. Die Wicklung L
liegt parallel
zum Abstimmkondensator C zwischen den Eingangsklemmen O. In den Fig. 2 und 3 ist
der bewegliche Teil des Kondensators C geerdet. Dies ist deswegen besonders vorteilhaft,
weil es gewisse Kopplungen zwischen den Stufen verhütet.