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Kopplungseinrichtung -Die Erfindung bezieht sich auf eine Kopplungseinrichtung
zur Veränderung der Kopplung zwischen zwei als Bandfilter dienenden abgestimmten
Schwingungskreisen und hat den Zweck, eine zur mittleren Bandfrequenz praktisch
symmetrische Veränderung der durchgelassenen Bandbreite zu ermöglichen. Die Einrichtung
nach der Erfindung ist besonders geeignet zum Gebrauch in einem Empfangsgerät für
Hochfrequenzschwingungen zur Einstellung der gewünschten Selektivität. Wenn zwei
auf die gleiche Resonanzfrequenz abgestimmte Kreise miteinander , gekoppelt sind,
bilden sie ein Filter, und die Breite des durchgelassenen Frequenzbandes hängt von
der gegenseitigen Kopplung zwischen den beiden Kreisen ab, so daß die Bandbreite
durch Veränderung der Kopplung eingestellt werden kann. Das durchgelassene Band
liegt gewöhnlich symmetrisch zu der Resonanzfrequenz der Kreise.
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Bei Versuchen, die Bandbreite gekoppelter abgestimmter Kreise symmetrisch
zu verändern, ist man gewöhnlich so vorgegangen, daß man die miteinander gekoppelten
Spulen der beiden Kreise gegeneinander verstellte, um die Gegeninduktivität zu ändern.
Dadurch wird jedoch eine Verstimmung der Kreise und infolgedessen eine unsymmetrische
Ausdehnung hervorgerufen, was auf Veränderungen der Kopplung durch Streukapazitäten
der bewegten Spule zurückgeführt werden kann. Diese Wirkung tritt noch in erhöhtem
Maße auf, wenn die Schaltung für die Aussiebung verhältnismäßig schmaler Bänder
verwendet wird.
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Die Erfindung ermöglicht eine praktisch symmetrische Bandbreitenänderung
innerhalb der für den jeweils vorliegenden Amvendungsfall gewünschten Grenzen; sie
geht dabei aus von einer Kopplungseinrichtung. mit zwei als Bandfilter dienenden
abgestimmten Schwingungskreisen, deren zwischen den Kreisen wirksame Gesamtkopplung
in einen unveränderlichen Anteil (feste Hauptkopplung) und einen als veränderliche
Gegeninduktivität ausgebildeten, kontinuierlich veränderlichen Anteil (veränderliche
Hilfskopplung) zerlegt ist. Erfindungsgemäß wird die Verbesserung der bekannten
Anordnungen dadurch erzielt, daß die Impedanz der dem veränderlichen Anteil zugeordneten
induktiven Kopplungselemente in jedem Schwingungskreis nur einen kleinen Bruchteil
der gesamten Hauptkopplungsimpedanz
im gleichen Stromkreis beträgt
und daß die Hilfskopplungseleme.nte einseitig für Wechselspannungen der Betriebsfrequenz
miteinander verbunden bzw. sei=; erdet sind.
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Eine Kopplungseinrichtung nach der EIS,, - findung besitzt demnach
eine an sich beliebig; ausgeführte, jedoch in jedem Falle feste Hauptkopplung, die
auch als gemischte kapazitiv-induktive Kopplung ausgebildet sein kann. Durch _ die
Dimensionierungsvorschrift, daß die Impedanz der induktiven Hilfskopplungselemente
nur einen kleinen Bruchteil der gesamten Hauptkopplungsimpedanz betragen soll, wird
erreicht, daß die an den Hilfskopplungselementen auftretenden Spannungsabfälle klein
sind gegenüber dem Spannungsabfall an der Hauptkopplungsimpedanz. Da außerdem die
Hilfskopplungselemente einseitig für Wechselspannungen der Betriebsfrequenz miteinander
verbunden bzw. geerdet sind, so ist der Potentialunterschied der beiden gegeneinander
beweglichen Hilfskopplungsspulen über die ganze Wicklungslänge fast ausgeglichen
und die störenden kapazitiven Nebeneffekte praktisch ausgeschaltet. Außerdem wird
infolge der Bemessung der Hilfskcpplung, daß sie nämlich nur einen Bruchteil der
Hauptkopplung beträgt, eine sehr genaue Feineinstellung innerhalb des lnderungsbereiches
der Bandbreite bewirkt; denn die Hilfskopplung kann, für sich allein betrachtet,
über einen sehr weiten Bereich verändert werden, wodurch sich für die Hauptkopplung
eine Veränderung innerhalb eines viel geringeren Bereiches ergibt.
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Es sei darauf hingewiesen, daß schon eine Bandfilteranordnung mit
zwei miteinander gekoppelten Resonanzkreisen bekannt ist, bei welcher eine unveränderliche
Kopplung durch zwei miteinander magnetisch gekoppelte Spulen und einen festen Kondensator
vorgesehen ist und außerdem eine veränderliche Kopplung durch zwei andere magnetisch
gekoppelte Spulen bewirkt wird. Diese Anordnung soll ihrer Bestimmung entsprechend
die Eigenschaft haben, eine von. Abstimmungsänderungen unabhängige Bandbreite zu
übertragen und dabei durch die Veränderung der Hilfskopplung zwischen den Zusatzspulen
für alle Abstimmungseinstellungen von dem konstanten Grundwert der Bandbreite" aus
Veränderungen zu ermöglichen. Eine besonders symmetrische Bandausdehnung und Feineinstell--virkung
-wird durch diese bekannte Anordnung nicht erzielt; denn bei der zugrunde gelegten
Dimensionierung soll die Hilfskopplung den Gesamtbetrag der Hauptkopplung, -welche
aus zwei Teilen zusammengesetzt ist, und die konstante Bandbreite ergibt, fast zu
Null kompensieren. Dazu muß die den Kreisen gemeinsame Hilfskopplungsimpedanz die
gleiche Größe haben wie die den Kreisen gemeinsame gesamte Hauptkopplungsimpedanz.
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Es ist auch eine Kopplungsschaltung be-`l iint, welche eine induktive
Kopplung zwi-- k* # en zwei Hilfsspulen besitzt, die eine im 'leergleich zu den
Hauptspulen der Schwingungskreise kleine Induktivität haben; die Hauptspulen sind
bei dieser Schaltung nicht miteinander gekoppelt, und die Schaltung weist überhaupt
keine veränderlichen Kopplungselemente auf, so daß keine Einstellung der Bandbreite
möglich ist. Durch die Schaltung soll eine für verschiedene Abstimmfrequenzen konstante
Bandbreite erreicht werden.
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Es wurde bereits erwähnt, daß bei der Ausführung der Erfindung die
Verwendung induktiver oder kapazitiver Hauptkopplungen möglich ist. Eine bevorzugte
Ausführungsform der Erfindung verwendet jedoch für die Hauptkopplung und Hilfskopplung
durchweg induktive Kopplungselemente. Dabei wird die feste Hauptkopplung durch die
Spulen eines normalen Transformators gebildet, und die einstellbare Hilfskopplung
besteht in zwei be--veglich gegeneinander angeordneten Hilfsspulen, die mit den
zugehörigen Transformatorspulen in Reihe geschaltet sind. Die Hilfsspulen haben
eine Induktivität von einem kleinen Bruchteil der Induktivität der Hauptspulen.
Da die Hilfsspulen an dem von den Hauptspulen abgekehrten Ende miteinander verbunden
bzw. geerdet sind, besitzen sie gegeneinander keine -wesentlichen Potentialunterschiede,
so daß kapazitive Streukopplungen im wesentlichen unterdrückt -werden. Auch können
die Hilfsspulen an irgendeinem geeigneten Platz von den Hauptspulen getrennt untergebracht
und abgeschirmt werden.
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In Fig. i ist ein entsprechendes Ausführungsbeispiel der Erfindung
in Verbindung mit einem Superheterodyneempfänger dargestellt, wobei die Teile des
Empfängers, die bekannt sind und keinen Teil der vorliegenden Erfindung bilden,
nur schematisch angedeutet sind.
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Der Empfänger enthält einen Hochfrequenzverstärker, dessen Eingangskreis
mit der Antenne i o und Erdleitung i i verbunden ist, während der Ausgangskreis
mit einem schwingende n Modulator verbunden ist. Der Ausgangskreis des schwingenden
Modulators ist verbunden mit dem Eingang eines Zwischenfrequenzverstärkers einschließlich
der abgestimmten Kopplungseinrichtung 13, -welche entsprechend der Erfindung ausgebildet
ist. Die Kopplungseinrichtung 13 umfaßt den Haupttransformator 13, mit der
Primärspule 12 und der Sekundärspule 1 ¢ sowie den verstellbaren Hilfstransformator
13b mit den Spulen 17 und i ä, die zwischen den Spulen 1 z
bzw.
-14 und Erde eingeschaltet sind;. an der Spule i 7 wird bei ' B die Betriebsspannungsquelle
für den schwingenden Modulator angeschlossen. Parallel zu den Primär- und Sekundärspulen
des Kopplungssystems süad die einstellbaren Kondensatoren 16 geschaltet. Der Ausgang
der Kopplungseinrichtung ist mit dem Eingangskreis der Verstärkerröhre 15 verbunden.
Der Ausgangskreis der Verstärkerröhre ist mit dem Eingang der Kopplungseinrichtung
19 verbunden, welche der eben beschriebenen Kopplungseinrichtung 13 gleicht.
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Für die Transformatoren der Kopplungseinrichtungen 13 und i 9 sind
die Abschirmungen 21 und 22 vorgesehen. Die Spannungsquelle 2o liefert die Arbeitsspannungen
und den Entladungsstrom für die Röhre 15. Der Ausgang des Kreises i 9 ist mit weiteren
Zwischenfrequenzverstärkerstufen verbunden, die wiederum mit einem Detektor verbunden
sind. Der Detektor ist durch einen Niederfrequenzverstärker mit einem Lautsprecher
verbunden.
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Die Einstellung der Bandbreite kann auf verschiedene Weise bewerkstelligt
werden. Die Hauptkopplung kann so gewählt werden, daß sie die gewünschte maximale
Kopplung zwischen den Kreisen bewirkt, wobei die Hilfskopplung der festen Kopplung
entgegenwirkend angeordnet ist, so daß bei einer Änderung der letzteren vom Maximum
zum Minimum die Gesamtkopplung der Kreise vom Minimum zum Maximum anwächst.
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Auch kann'die Hauptkopplung so gewählt werden, daß sie einen Kopplungswert
zwischen den gewünschten Maximal- und Minimalwerten bewirkt, wobei die Hilfskopplung
zur Vergrößerung bzw. Verkleinerung der Kopplung entweder gleichsinnig oder gegensinnig
zur Hauptkopplung eingestellt wird, um dadurch die Gesamtkopplung zwischen den beiden
Kreisen zu verändern.
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Weiter kann die Hauptkopplung die gewünschte Minimalkopplung zwischen
den Kreisen bewirken und die Hilfskopplung gleichsinnig mit der Hauptkopplung eingestellt
sein, so daß Steigerung und Verringerung der Hilfskopplung die Gesamtkopplung zwischen
den Kreisen steigert bzw. verringert.
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Für jede der obigen Anordnungen kann ein Transformator der bekannten
normalen handelsüblichen Bauart für den Hauptkopplungsteil verwendet werden. Der
Hilfstransformator einschließlich der Wicklungen 17 und 18 kann jede gewünschte
Bauform haben, wird aber vorzugsweise als besondere Einheit ausgeführt, von der
ein Beispiel in Fig. 2 dar-U bewegliche a stellt ist. Spule Bei dieser i 8 innerhalb
Amordnun '7 - der wird festen die Spule 17 auf eine drehbare Welle 23 aufgesetzt,
die in den Lagern 24 gelagert ist und durch eine Knopf 25 gedreht wird. Die Spulen
17 und 18 stehen in einem Winkel zu der Welle 23, so daß durch Drehen der Welle
23 mit dem Knopf 25 die Spule 18 verstellbar ist zwischen einer Lage, in der ihre
Achse mit der der Spule 17 zusammenfällt und die ein Höchstmaß von Kopplung ergibt,
und einer Stellung ihrer Achse rechtwinklig zu der Achse der Wicklung 17, hl der
der Kopplungsgrad am geringsten ist. Bei dieser Bauart kann die Kopplung zwischen
den Spulen 17 und 18 über einen verhältnismäßig großen --Bereich variiert werden.
Die verstellbaren Hilfsspulen sowohl bei der Anordnung 13 wie bei i 9 werden mechanisch
zu einer Einknopfbedienung miteinander verbunden, wie es durch 26 angedeutet ist.