DE678103C - Schaltung zur Erzeugung elektrischer Schwingungen mit einem aus mehreren Teilen zusammengesetzten Schwingkreis - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zur Erzeugung elektrischer Schwingungen mit einem aus zwei oder mehreren Teilen zusammengesetzten Schwingungskreis, wovon zum mindesten ein Teil einen für sich'schwingungsfähigen Einzelkreis bildet, insbesondere zur Umschaltung auf mehrere Frequenzbereiche, wobei die Induktivitäten des Einzelkreises und des zusammengesetzten Schwingungskreises zum mindesten teilweise gemeinsam sind.

Eine Schaltung, die aus zwei oder mehreren geschlossenen Kreisen mit zum Teil gemeinschaftlichen Impedanzelementen besteht, hat im allgemeinen eine durch alle Impedanzelemente bestimmte Resonanzfrequenz und eine oder mehrere andere unerwünschte Resonanzfrequenzen, die durch einen Teil der vorhandenen Impedanzelemente bestimmt werden, - wenn diese beispielsweise einen geschlossenen Kreis bilden. Man hat beobachtet, daß Schaltungen dieser Art unter gewissen Umständen bei einer der unerwünschten" Frequenzen zum Schwingen neigen. Solche Schaltungen werden häufig dann verwendet, wenn es sich darum handelt, in einer Oszillatorstufe eines Überlagerungsempfängers den frequenzbestimmenden Schwingungskreis auf mehrere Frequenzbereiche umzuschalten, indem gewisse Teile der Induktivität unwirksam gemacht oder kurzgeschlossen werden.

Liegt dann zu einer Teilinduktivität ein Abgleichkondensator parallel, so entsteht eine Schaltung mit einem schwingungsfähigen Einzelkreis, welcher als Induktivität einen Teil der Gesamtinduktivität des zusammengesetzten Kreises und als Kapazität den Abgleichkondensator enthält. Um nun eine Schwingungserregung in der Frequenz dieses Kreises zu verhindern, kann ein Dämpfungswiderstand in den Einzelkreis eingeschaltet werden.

Es ist bereits eine Generatorschaltung bekannt, die mit abgestimmten Hilfskreisen zur Unterdrückung bzw. Ableitung von Ober-Schwingungen und mit einem Dämpfungswiderstand versehen ist, der eine Schwingungserregung in unerwünschten Frequenzen von Teilkreisen dieser Schaltung verhindern soll; weil die Elemente der Hilfskreise mit Teilen des Hauptschwingungskreises einen schwingungsfähigen Nebenkreis bilden. Durch Einschaltung des Widerstandes wird gleichzeitig mit der Dämpfung der unerwünschten Teilkreisfrequenzen auch eine Dämpfung der gewünschten Generatorfrequenz verursacht.

Die Einschaltung eines Dämpfungswiderstandes an beliebiger Stelle eines Teilkreises kann also unter Umständen eine gleichzeitige Dämpfung des gesamten Schwingungskreises 6u hervorrufen, so daß der beabsichtigte Erfolg der Unterdrückung der unerwünschten Schwin-

gungen nicht nur nicht eintreten würde, sondern es sogar zu einer Beeinträchtigung der Schwingungserzeugung in der erwünschten Frequenz kommen müßte. Um dies zu ver-.hindern und die unerwünschte Schwingungserregung zu unterdrücken, soll erfindungsgemäß ein dämpfendes Widerstandselement so in den zusammengesetzten Schwingungskreis eingeschaltet werden, daß er die Teilschwingungskreise unerwünschter Frequenz genügend stark dämpft, ohne die Schwingungserregung des Hauptschwingungskreises zti beeinträchtigen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß im kapazitiven Schenkel eines Einzelkreises ein Widerstands element von solcher Größe vorgesehen ist, daß der Verlustfaktor des Einzelkreises groß genug wird, um die Neigung zu unerwünschtem Schwingen in der durch den Einzelkreis bestimmten Frequenz zu verhindern.

Die Schaltung nach Fig. 1 enthält eine Röhre n und ein zusammengesetztes Schwingungssystem 12 mit der Rückkopplüngsspule 13. Das System 12 enthält zwei in Serie geschaltete Induktivitäten 14 und 15, mit deren äußeren Klemmen ein veränderlicher Abstimmungskondensator 16 verbunden ist. Die Induktivitäten 14 und 15 sind durch zwei verhältnismäßig kleine Trimmerkondensatoren 17 und 18 einzeln überbrückt. Die Induktivität 14 kann durch einen Schalter 20 kurzgeschlossen werden. Die in Serie geschalteten Abgleichkondensatoren 22 und 23 sind zwischen dem unteren Ende der Induktivität 14 und der geerdeten Klemme des Abstimmungskondensators 16 eingeschaltet.

Das zusammengesetzte System 12 ist mit dem Gitterkathodenkreis der Röhre 11 über den Kondensator 24 nebst Widerstand 25 verbunden, welche der übliche Gitterkondensator und Gitterableitewiderstand sind. Die Rückkopplungsspule 13, die mit der Anode der Röhre 11 über einen Kondensator 26 in Verbindung steht, ist mit den Induktivitäten 14 und 15 gekoppelt.

Die beschriebene Schwingungsschaltung ist über zwei Frequenzbänder abstimmbar; sie arbeitet im höheren Frequenzband, wenn der Schalter 20 geschlossen ist. Die Oszillator-So frequenz wird dann durch die Resonanzfrequenz des abgestimmten Kreises bestimmt, der sich aus der Induktivität 15 und den Kondensatoren 18, 16 und 23 zusammensetzt. Bei offenem Schalter 20 arbeitet der Oszillator im niederen Frequenzband mit einer Schwingungsfrequenz, die durch die gesamte Schwingungseinrichtung bestimmt wird, welche die Induktivitäten 14 ttnd 15 und die Kondensatoren 17, 18, 16, 22 und 23 enthält. Im höheren Frequenzband dienen die Kondensatoren 18 und 23 in bekannter Weise als Parallel- und Serienabgleichkondensatoren, während dazu die Kondensatoren 17 und 22 im niedrigen Frequenzband dienen. Der Kondensator 23 stellt gleichzeitig ein zusätzliches Rückkopplungselement zwischen dem Anodenkreis und dem Gitterkreis dar und bewirkt, daß die Schwingungsamplitude über den ganzen Abstimmungsbereich innerhalb bestimmter Grenzen gehalten wird. Die Induktivitäten 14 und 15 können irgendeinen geeigneten Wert haben; die Induktivität 14 ist jedoch im allgemeinen wesentlich größer als die Induktivität 15.

Wenn der Oszillator im niedrigeren Frequenzband (Schalter 20 offen) arbeitet und der variable Kondensator 16 auf eine kleine Kapazität entsprechend einer Frequenz im oberen Teil dieses niedrigeren Frequenzbandes eingestellt ist, hat der Oszillator die Neigung, in einer Frequenz zu schwingen, die nur durch einen Teil der Impedanzelemente bestimmt ist, und zwar besonders bei der Resonanzfrequenz des geschlossenen Kreises, der die Induktivität 14 und den Kondensator 17 enthält. Diese Neigung tritt um so deutlicher hervor, je kleiner dieKapazität des Abstimmungskondensators 16 ist. Der Wechsel des Oszillators von der erwünschten Frequenz zur unerwünschten tritt sehr plötzlich ein, was unter der Bezeichnung Springen bekannt ist. Um den Oszillator zu verhindern, auf eine falsche Frequenz zu springen, wird erfindungsgemäß ein Widerstand 27 in dem aus der Induktivität 14 und dem Kondensator 17 gebildeten Kreis vorgesehen; der Widerstand 27 ist so bemessen, daß der Verlustfaktor dieses geschlossenen Kreises größer als der des vollständigen Systems 12 ist, selbst dann, wenn der Oszillator im oberen Teil des niedrigeren Frequenzbandes abgestimmt ist. Dies bedeutet, daß jede Schwingung in einer unerwünschten Frequenz von größerem Energieverbrauch begleitet ist als die Schwingung in der gewünschten Frequenz. Als Folge verliert der Oszillator seine Neigung, bei der unerwünschten Frequenz zu schwingen.

Vorzugsweise liegt der Widerstand 27 im kapazitiven Schenkel des geschlossenen Kreises 14, 17. Auf diese Weise wirkt er in dem no geschlossenen Kreis 14, 17 als Serienelement, während er in dem gesamten Schwingungskreis nicht wesentlich wirksam ist, besonders in anderen Teilen des Bandes, weil bei den Frequenzen, auf welche der gesamte Schwingungskreis abstimmbar ist, die Impedanz des kapazitiven Zweiges des Kreises 14,17 wesentlich hoher ist als die Impedanz seines induktiven Zweiges. Der Widerstand 27 erhöht daher den Verlustfaktor des Kreises 14, 17, ohne den Verlustfaktor des gesamten Systems wesentlich zu beeinflussen.

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Fig. 2 stellt die Erfindung in Anwendung auf den Oszillator eines Mehrbandsuperheterodyneempfängers dar. In diesem Empfänger ist ein Antennenkreis 30 mit einem abgestimmten Hochfrequenzverstärker 31 verbunden; er enthält mehrere Spulen (nicht gezeigt), die wahlweise durch einen Schalter 32 in Verbindung mit einer Abstimmungseinrichtung 33 gebracht werden können. Der Ausgang des Selektors und Verstärkers 31 ist durch eine Kopplungseinrichtung 34 mit dem Eingangskreis einer Oszillätormodulatorröhre 35 verbunden, die mit einer Schwingkreisanordnung 2>7 versehen ist. Hinter dem Oszillatormodulator 35 folgen ein Zwischenfrequenzverstärker 40, ein Detektor 4I, ein Niederfrequenzverstärker 42 und ein Lautsprecher 43.

Die dargestellte Kopplungseinrichtung 34 zo enthält eine primäre Induktivität 50, drei in Serie geschaltete sekundäre Induktivitäten 51, 52 und 53 und einen Abstimmungskondensator 54, der an die äußeren Klemmen der in Serie geschalteten Induktivitäten 51, 52 und 53 angeschlossen und dessen geerdete Belegung mit dem unteren Ende der Induktivität 51 über den Kopplungs- und Serienabgleichkondensator 55 verbunden ist. Zu jeder der Induktivitäten 51, 52 und 53 ist einer der Trimmerkondensatoren 56, 57, 58 parallel geschaltet. Die Induktivitäten 51 und 52 können durch einen Schalter 60 in bekannter Weise wahlweise kurzgeschlossen werden. Eine offene Windung 63, die mit dem gegenüber Erde Spannung führenden Ende der primären Induktivität 50 verbunden ist und hauptsächlich kapazitiv auf die Sekundärinduktivität 53 einwirkt, dient zur Verbesserung der Übertragung innerhalb des höchsten Frequenzbandes.

Die Schwingkreisanordnung 37 enthält in Reihenschaltung die drei Induktivitäten 66, 67 und 68, an deren äußeren Klemmen ein Abstimmkondensator 70 angeschlossen ist. Das untere Ende der Spule 66 ist mit der geerdeten Seite des Abs'timmkondensators 70 über drei in Reihe liegende Kondensatoren 71, J2 und 73 verbunden. Parallel zu den Induktivitäten 66, 67 und 68 sind Trimmerkondensatoren j6, JJ und 78 geschaltet; der Kreis des Kondensators 76 ist über einen Schalter 80 und die Kondensatoren 72 und 71 geschlossen. Ein Widerstand 79 liegt im kapazitiven Nebenschluß zu der Induktivität 67 und dient dem gleichen Zweck wie der Widerstand 27 der Fig. 1. Der Schalter 80 und ein mitlaufender Schalter 81 dienen dazu, die Induktivität 66 oder beide Induktivitäten 66 und 67 wahlweise kurzzuschließen. Die Schalter 32, 60, 80 und 81 und die veränderlichen Kondensatoren 33, 54 und 70 sind vorzugsweise für Einknopfbedienung eingerichtet, wie es durch die. gestrichelten Linien 82 und 84 angedeutet ist.

Die Schwingkreisanordnung 37 ist an den Oszillatorgitterkathodenkreis der Röhre 35 über einen Gitterkondensator 85 nebst Gitterableitung 86 und einen Kathodenvorspannungswiderstand 87 mit Nebenschlußkondensator 88 angeschlossen.

Die Rückkopplung wird durch eine Spule 90 des Oszillatoranodenkreises der Röhre 35 bewirkt, die mit den Induktivitäten 66,67 und 68 induktiv und durch die Abgleich- und Kopplungskondensatoren 72 und 73 kapazitiv gekoppelt ist. Um eine große Transponierungsverstärkung auch bei den höchsten Abstimmfrequenzen zu gewährleisten, ist der Oszillatormodulator mit einer Neutralisationskapazität versehen, die in Form von einer oder zwei Drahtwindungen 93 isoliert über die Leitung zum Eingangsgitter der Röhre 35 gewickelt und an die spannungsführende Belegung des Kondensators 79 angeschlossen ist.

Die zu empfangenden Hochfrequenzschwingungen werden im abgestimmten Verstärker 31 ausgewählt und verstärkt und sodann nach weiterer Selektion durch die Kopplungseinrichtung 34 zur Oszillatormodulatorröhre 35 übertragen, wo sie in eine Zwischenfrequenz umgewandelt werden. Die so umgewandelten Schwingungen werden im Zwischenfrequenzverstärker 40 verstärkt, durch den Detektor 41 gleichgerichtet, so daß die Niederfrequenzschwingungen hervorkommen,* welche im Niederfrequenzverstärker 42- verstärkt und durch den Lautsprecher 43 wiedergegeben werden.

Wenn der Empfänger auf den mittleren Frequenzbereich (dabei sind die Schalter 32, 60, 80 und 81 in ihrer Mittelstellung) eingestellt ist, und zwar besonders bei den höheren Frequenzen dieses Bereiches, hat die Schwingkreisanordnung 37 die Neigung, von der gewünschten Frequenz entsprechend dem zusammengesetzten Kreis mit den Induktivitäten 67 und 68 und den Kondensatoren JJ, 78, 70, 73 und 72 zu einer unerwünschten Frequenz zu springen, die durch den Kreis mit der Induktivität 6j und den Kondensatoren Jj, 73 und 72 bestimmt wird. Dies wird nun durch den Widerstand 79 verhindert, durch dessen Wirkung der Verlustfaktor des Kreises 6j, 77> 73» 7² größer wird als der des gesamten Schwingungskreises. Diese Wirkung wird noch unterstützt durch die Verbindung der unteren Belegungen der Kondensatoren JJ und 78 direkt mit Erde anstatt mit den unteren Enden der zugehörigen-Induktivitäten 67 und 68, wie es für die Kondensatoren 17 und 18 in Fig. ι gezeigt ist, weil dadurch eine

größere wirksame Impedanz bei der unerwünschten Frequenz zwischen dem Oszillatorgitter und dem oberen Ende der Induktivität 67 geschaffen wird.

Wenn der Empfänger auf den tiefsten Frequenzbereich eingestellt ist, hat der Oszillator keine Neigung, von der gewünschten Frequenz entsprechend dem zusammengesetzten Kreis mit den Induktivitäten 66, 67 und 68 und den Kondensatoren 76, JJ, 78, 70, 73, 72 und Ji zu einer unerwünschten Frequenz zu springen, die durch den Kreis mit der Induktivität 66 und den Kondensatoren 76, 71, 72 und 73 bestimmt wird, hauptsächlich deshalb, weil die Induktivität 66 verhältnismäßig groß ist und daher gewöhnlich als Universalspule mit rela-

Empfangene Hochfrequenz

Frequenzband a , 133 bis 333 Kilohertz

b 526 - 1532

tiv feinem Draht gewickelt ist, so daß sich daraus ein großer Verlustfaktor ergibt. Im Gegensatz dazu sind die Induktivitäten 67 und 68 im allgemeinen Einzellagenwicklungen von stärkerem Draht, so daß jede einen verhältnismäßig niedrigen Verlustfaktor hat.

Die Erfindung ist in ihrer Anwendung weder auf irgendeinen besonderen Frequenzbereich beschränkt noch auf Oszillatoren, die in SuperheteiOdyneempfängeni verwendet werden. Die nachfolgende Tabelle enthält nur als Beispiel in Anlehnung an Fig. 2 die Größen einer Oszillatorschaltung, die zu unerwünschten Schwingungen neigt und Mittel zur Verhütung dieser Schwingungen gemäß dieser Erfindung aufweist.

Oszillatorfrequenz

589' bis 789 Kilohertz

982* - 1988
5,96 - i8,66 Megahertz

- c . ....... 5,5 - 18,2'Megahertz

Induktivitätselement 68 3 Mikrohenry (in Luft bei 1000 Hertz)

67 .. 122 -

66 ... 630 -

Induktivitätselemente 67 und 68 ... 126 -

66, 67 und 68 ... 785

Kondensator77 und 78 25 Pikofarad maximal, im allgemeinen eingestellt zwischen 3 und 10 Pikofarad

76 . 50 Pikofarad maximal, im allgemeinen eingestellt auf

ungefähr 40 Pikofarad

70 10 bis 453 Pikofarad

71 220 -

- 72 ....500

73 1290 - "

Widerstand 79 ......'. 100 Ohm..

Wenn auch, im einzelnen nur eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, beschrieben wurde, so ist doch ohne weiteres klar, daß verschiedene Veränderungen möglich sind, ohne sich vom Geiste der Erfindung zu entfernen.

Claims (3)

1. ,.Patentansprüche:

   i. Schaltung zur Erzeugung elektrischer Schwingungen mit einem aus zwei oder mehreren Teilen zusammengesetzten Schwingungskreis, wovon zum mindesten ein Teil einen für sich schwingungsfähigen Einzelkreis bildet, insbesondere zur Umschaltung auf mehrere Frequenzbereiche, wobei die Induktivitäten des Einzelkreises und des zusammengesetzten Schwingungskreises zum mindesten teilweise gemeinsam sind, dadurch gekennzeichnet, daß im kapazitiven Schenkel eines Einzelkreises ein Widerstandselement von solcher Größe vorgesehen ist, daß der Verlustfaktor des Einzelkreises groß genug wird, um die Neigung zu unerwünschtem Schwingen in der durch den Einzelkreis bestimmten Frequenz zu verhindern.
2. 2. Schaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren in Reihe geschalteten induktivitätsteilen, welche wahlweise durch einen Schalter unwirksam gemacht bzw. kurzgeschlossen werden können, das Widerstandselement in dem Teilschwingungskreis liegt, welcher die auf die kleinste Teilinduktivität folgendenächstgrößereTeilinduktivität enthält.
3. 3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens bei zwei in Reihe geschalteten Induktivitätsteilen verschiedener Größe, wobei ein Abstimmkondensator parallel zu der Hintereinanderschaltung der Induktivitäten und ein weiterer Kondensator parallel zu einer der Induktivitäten liegt, welche nicht die kleinste ist, das Widerstandselement in Reihe mit dem nur zu einer Induktivitat parallel liegenden Kondensator liegt.

   Hierzu r Blatt Zeichnungen