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Kopplungseinrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Kopplungseinrichtung
zur Übertragung von Hocht' insbesondere zur Verwendung als Kopplungsmittel im Hochfrequenzteil
eines Rundfunkempfängers, bei dem die Übertragung der Schwingungen vom Primärkreis
auf den Sekundärkreis mindestens teilweise kapazitiv erfolgt und bei der der Sekundärkreis
innerhalb eines gewissen Frequenzbereiches abstimmbar ist, während der Primärkreis
auf eine feste Eigenfrequenz. unterhalb des Abstimmbandes des Sekundärkreises abgestimmt
ist.
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Kapazitive Kopplungseinrichtungen werden in steigendem Maße bevorzugt,
weil sie besonders bei .der Konstruktion von Hochfrequenzverstärkern Vorteile bieten,
von welchen auf die Möglichkeit hingewiesen sei, die Induktivitätselemente zweier
kapazitiv miteinander gekoppelter Kreise derartig voneinander entfernt anordnen
zu können, daß sie beispielsweise in unmittelbarer Nähe der zugehörigen Kontakte
eines Well.enbereichschalters liegen.
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Es sind bereits Schaltungen bekannt, durch deren Anwendung es gelingt,
gewisse Nachteile der kapazitiven Kopplung zu überwinden. Bei einer dieser bekannten
Schaltungen zur kapazitiven Kopplung zwischen einem Primär- und einem Sekundärkreis
innerhalb eines breiten Abstimmbereiches wird die Zunahme des Kopplungswertes beim
Abstimmen auf höheren Frequenzen dadurch kompensiert, daß nur der Sekundärkreis
über den ganzen Bereich abstimmbar ist, während der Primärkreis auf eine etwas unterhalb
des Abstimmbereiches liegende Frequenz fest abgestimmt ist. Es ist noch eine andere
Methode bekannt, die Verstärkung in einem mehrstufigen Hochfrequenzverstärker, die
normalerweise mit der Abstimmung veränderlich ist, über den ganzen Abstimmbereich
konstant zu halten. Dies geschieht nach der bekannten Methode dadurch, @daß gleichzeitig
mit der Abstimmung in den einzelnen Verstärkerstufen Kondensatoren verändert werden,
die als Kopplungselement, zwischen den Hochfrequenztransformatorwicklungen liegen.
Dabei wird die nach höheren Frequenzen hin zunehmende Verstärkung durch Verstimmung
.der Kreise gegeneinander kompensiert.
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Die Erfindung bezweckt eine weitere Vereinfachurig und Verbesserung
an kapazitiven Kopplungseinrichtungen. Sie geht dabei von einer Anordnung aus, bei
der ein Primärkreis etwas unterhalb des gewünschten Abstimmbereiches fest abgestimmt
ist und ein über diesen ganzen Bereich abstimmbarer Sekundärkreis mit einem anderen
Kreis bezüglich
der Abstimmfrequenz in Gleichlauf gebracht wird.
In einer derartigen Anordnung wird erfindungsgemäß eine die Übertragung bzw. Kopplung
bewirkende, bei der Abstimmung nicht veränderliche Kapazität einstellbar ausgebildet
und gleichzeitig als Trimmerkapazität zum Abgleichen des Frequenzganges des abstimmbaren
Sekundärkreises in bezug auf einen anderen Abstimmkreis der Anordnung verwendet,
welcher durch eine Einknopfabstimmung mit dem Sekundärkreis zusammen abgestimmt
wird.
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Durch die gleichzeitige Verwendung des kapazitiven Elementes als Kopplungs-
und Trimmerkondensator wird eine bedeutende Vereinfachung in kapazitiven Kopplungseinrichtungen
erzielt, da hierdurch je ein Trimmerkondensator für jedes Frequenzband, und zwar
derjenige Trimm.erkondensator, der bisher zum Ausgleich der Anfangskapazität bei
der Einstellung des Gleichlaufes des Sekundärkreises erforderlich war, eingespart
wird. Eine wesentliche Verbesserung gegenüber den bisherigen Einrichtungen besteht
darin, daß die Minimalkapazität des abstimmbaren Sekundärkreises um den Betrag des
wegfallenden Paralleltrimmers mit .seinen Zuleitungen und Konstruktionskapazitäten
vermindert wird, so daß eine günstige Verlagerung bzw. Vergrößerung des abstimmbaren
Sekundärkreises möglich ist.
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Für zwei oder mehr Frequenzbänder sieht die Erfindung eine Kopplungseinrichtung
für jedes Band vor, welche der für ein einzelnes Band beschriebenen ähnlich ist.
Dabei sollen die Kopplungskapazitäten für die verschiedenen Bänder von tieferen
zu höheren Bändern fortschreitend im Werte zunehmen. Für die höheren Frequenzbänder
steht infolgedessen auch ein größerer Toleranzbereich des Kopplungskondensators
zum Trimmen des Sekundärkreises zur Verfügung. Dies ist sehr erwünscht, weil bei
den höheren Frequenzbereichen in jedem Abstimmkreis der Einfluß der Leitungs- und
Konstruktionskapazitäten größer ist und daher Abgleichmittel von größerem Einstellwert
benutzt werden müssen.
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Die beiliegende Zeichnung stellt eine zum Teil schematische Schaltung
dar, die eine Ausführungsform der Erfindung in einem Mehrbandsuperheterodyneeinpfänger
zeigt.
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Der Mehrbandsuperheterodyneempfänger enthält einen Antennenkreis io,
der mit einem Hochfrequenzselektionskreis i i verbunden ist. Der Selektionskreis
i i kann in gebräuchlicher Weise mehrere Induktivitäten (nicht gezeigt) verschiedener
Größe enthalten, die durch einen Schalter 12 mit dem verhältnismäßig großen Abstimmungskondensator
13 des Kreises wahlweise zusammengeschaltet werden können und auf diese Weise geschlossene
Kreise bilden, von .denen jeder über ein bestimmtes Band des Empfangsspektrums abstimmbar
ist. Der Ausgang des Kreises ii ist mit dem Eingangskreis der Röhre 14 verbunden,
die als Hochfrequenzverstärker wirkt.
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Der Ausgangskreis der Röhre 14 ist mit dem Eingang der abgestimmten
Mehrbandkopplungseinrichtung (allgemein mit 16 bezeichnet) verbunden. Der Ausgangskreis
der Kopplungseinrichtung 16 ist mit dem Eingang eines Oszillatormodulators 17 von
gebräuchlicher Art verbunden, der mehrere Induktivitäten (nicht gezeigt) verschiedener
Größe enthält, die durch einen Schalter 2o wahlweise mit dem verhältnismäßig großen
variablen Abstimmungskondensator 21 des Kreises zusammengeschaltet werden können.
Der Oszillatormodulator 17 ist mit einem Zwischenfrequenzverstärker 22, einem Detektor
23, der gleichzeitig die Vorspannung für die automatische Verstärkungsregelung liefert,
einem Niederfrequen.zverstärker 24 und einem Lautsprecher 25 in Kaskade geschaltet.
Der Schalter 12 des Hochfrequenzselektionskreises i i und der Schalter 2o des Oszillatormodulators
17 sind für Einknopfbedienung miteinander gekuppelt, wie es durch die gestrichelten
Linien 26 angedeutet ist. Außerdem sind die Schalter 12 und 2o mit den vier Schaltern
a7, 28, 29 und 3o der Kopplungseinrichtung 16 gekuppelt.
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Der Abstimmungskondensator 13 des Hochfrequenzkreises i i und der
variable Kondensator 21 des Oszillatormodulators 17 sind für Einknopfbedienung eingerichtet,
was durch die gestrichelten Linien 33 angedeutet ist. Ein variabler Abstimmungskondensator
34 für die Kopplungseinrichtung 16 ist gleichfalls mit diesen variablen Kondensatoren,
wie es hierin später beschrieben wird, in Verbindung gebracht Die mit 16 bezeichnete
Kopplungseinrichtung enthält mehrere Primärkreise 35, mehrere Sekundärkreise 36
und mehrere kapazitive Kopplungen 37, je eins davon für jedes der verschiedenen
Bänder. Wenn auch die Kreise.35 und- 36 aus Bequemlichkeitsgründen als Primär- und
Sekundärkreise bezeichnet worden sind, wird doch ausdrücklich betont, de.ß .durch
diese Bezeichnungsweise nicht angedeutet werden soll, .daß eine induktive Kopplung
untereinander vorhanden ist.
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Der Primärkreis 35 für das niedrigste Frequenzband, zum Beispiel ,das
Rundfunkband, das sich ungefähr von 5oo bis i5oo Kilohertz erstreckt, enthält .eine
Wicklung 4o, von verhältnismäßig großer Induktivität, die in den Anodenkreis der
Röhre 14 geschaltet ist, wenn der Arara des Schalters 27 mit dem Kontakt 41Q in
Verbindung steht; eine Klemme der
Wicklung 40, ist über .den Kondensator
39 geerdet. Der Sekundärkreis 36 für dieses niedrigste Frequenzband enthält eine
Wicklung 42" itn .allgemeinen von verhältnismäßig niedriger Induktivität, die mit
der Wicklung 4oa nicht induktiv gekoppelt ist und die mit dem Eingangskreis 43,
46 des Oszillatorrnodulators 17 durch einen Kondensator 45 verbunden ist, wenn der
Arm des Schalters 29 mit dem Kontakt 44a in Verbindung steht. Der Sekundärkreis
36 enthält für dieses niedrigste Frequenzband auch den variablen Abstimmkondensator
34, dessen eine Klemme geerdet ist.
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Die Primärkreisinduktivität 40, und die Sekundärkreisin:duktivität
42a, die nicht induktiv miteinander gekoppelt sind, können in bequemer Weise einzeln
montiert werden. Nach der Figur ist die Wicklung 4o, innerhalb einer geerdeten Abschirmbüchse
47 und die Wicklung 42" innerhalb einer anderen geerdeten Abschirmbüchse 48 angeordnet.
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Die kapazitive Kopplung 37 für das niedrigste Frequenzband enthält
eine kleine einstellbare Kapazität 37a, welche die Spannung .führenden Enden .der
Wicklungen 40a und 42, miteinander verbindet.
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Der Primärkreis 35 ist für das niedrigste Frequenzband vorzugsweise
auf eine Frequenz. etwas unterhalb der niedrigsten Frequenz dieses Bandes durch
eine Kapazität parallel zur Wicklung 40a fest abgestimmt. Diese Kapazität kann durch
einen besonderen Kondensator oder die Eigenkapazität des Primärkreises gebildet
werden, wie z. B. die Ausgangskapazität der Röhre 14, einschließlich der Kapazität
zu der gewöhnlich um die Röhre herum vorgesehenen Abschirmung, ferner die Erdkapazität
der Primärkreisleitungen und die verteilte Kapazität der Wicklung 4o, Diese Eigenkapazität
des Primärkreises ist mit 51 bezeichnet und in der Zeichnung durch gestrichelte
Linien als eine einzelne .äquivalente, feste Kapazität dargestellt, die zwischen
der Anode .der Vakuumröhre 14 und Erde liegt. S Der Sekundärkreis 36 für das niedrigste
Frequenzband, der aus der Wicklung 42, denn variablen Abstimmkondensator 34 und
dem festen Kondensator 45 besteht, ist durch den variablen Kondensator 34 innerhalb
eines Bandes abstimmbar, das in einem festen Verhältnis zu den Abstimmbändern des
entsprechenden Hochirequenzselektionskreises und des entsprechenden Oszillatorkreises
steht. Der einstellbare Kondensator 37a ist zusammen mit der Eigenkapazität 51 des
Primärkreises 35 so bemessen, daß der Sekundärkreis 36 mit dem Hochfrequenzselektionskreis
II und dem Schwingungskreis des Oszillatormodulators 17 innerhalb der entsprechenden
Bänder in Übereinstimmung gebracht werden kann. Diese Abgleichung ,des Sekundärkreises
36 durch den einstellbaren Kondensator 37a hat hauptsächlich bei den höheren Frequenzen
dieses Bandes eine ähnliche Wirkung wie die Abgleichung durch einen parallel liegenden
Trimmerkondensator. Der feste Kondensator 45 dient in gebräuchlicher Weise dazu,
den Sekundärkreis mit den anderen abstimmbaren Kreisen bei den tiefer-en Frequenzen
dieses Bandes ab,zugleichem, und auch dazu, die Widerstände in der Regelspannungsleitung
für Hochfrequenz zu überbrücken.
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Der Wert :des einstellbaren Kondensators 37a kann ziemlich klein sein
(2 bis io Mikromikrofarad), so daß auch die Kopplung zwischen Primär- und Sekundärkreis
etwas kleiner als bei den gebräuchlichen Kopplungseinrichtungen ist. Gleichzeitig
kompensiert .die fortschreitende Zunahme der kapazitiven Kopplung zwischen den Kreisen
35 und 36 beim Übergang auf höhere Frequenzen des Bandes die Abnahme der Kopplung
infolge der Tatsache, däß der Primärkreis 35 etwas unterhalb des Bandes fest abgestimmt
ist.
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In der dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist der Empfänger
über vier aneinander anschließende Bereiche abstimmbar, von denen jeder frequenzmäßig
höher liegt als der vorhergehende Bereich; die nur zum Rundfunkbereich gehörenden
Elemente der Kopplungseinrichtung sind durch den Kennbuchstaben a bezeichnet, diejenigen
der höheren Frequenzbereiche in entsprechender Weise mit b, c und
d. Für jedes Band sind die Werte der einzelnen Elemente so gewählt, daß die
Kopplungseinrichtung auch in diesen Bändern ähnlich wirkt wie innerhalb :des Bandes
a. Dabei ist zu berücksichtigen, daß der abso-. tute Wert der Eigenkapazität des
Primärkreises, der .durch einen äquivalenten festen Kondensator 5 i ,dargestellt
wird, in den einzelnen Bändern etwas verschieden ist.
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Der Schalter 27 schaltet wahlweise in den Ausgangskreis der Röhre
i4 einen der Primärkreise 35 ein. Ähnlich schaltet der Schalter 29 wahlweise in
den Eingang des Oszillatormodulators 17 einen ,der Sekundärkreise 36 ein.
Der Schalter 28 schließt dabei die Primärkreisinduktivitäten für alle Bänder unterhalb
desjenigen kurz, auf welches der Empfänger eingestellt ist. Ähnlich schließt der
Schalter 3o die Sekundärkreisinduktivitäten für alle Bänder unterhalb desjenigen
kurz, auf welches der Empfänger eingestellt ist.
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Bei der Anwendung der Erfindung auf Mehrbandempfänger ist es vorzuziehen,
Kapazitätskopplungen 37 von zunehmend größerem Wert für die höher liegenden Bänder
anzuwenden. Dies bewirkt eine zunehmend größere
Energieübertragung
in den höheren Frequenzbändern, bei denen bekanntlich die erreichbare Verstärkung
gewöhnlich kleiner ist als bei den tieferen Frequenzbändern.
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Durch die Dimensionierung der Kopplungskapazitäten 37 können die Bänder,
in welchen der Empfänger abstimmbar ist, so bestimmt werden, daB das Verhältnis
der Maximal- zur Minimalfrequenz stetig zu höheren Bändern hin abnimmt.