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Nichtlineare Widerstände enthaltende Vierpolanordnung Die Erfindung
betrifft eine nichtlineare Widerstände enthaltende Vierpolanordnung mit - amplitudenabhängiger
Dämpfung in Form von Brücken- oder Ausgleichsschaltungen. Derartige Vierpolanordnungen
werden zur Amplitudenbegrenzung für kleine und für große Amplituden benützt, je
nachdem, für welchen Amplitudenwert die Anordnungen im Gleichgewicht sind.. Da die
maximale Dämpfung derartiger Vierpole häufig nicht ausreicht, ist es bereits bekanntgeworden,
Vierpole, die für einen kleinen Amplitudenwert im Gleichgewicht sind, hintereinanderzuschalten.
Bei dieser Hintereinanderschaltung wurden jedoch immer solche Vierpole benutzt,
die für den gleichen, sehr kleinen Amplitudenwert im Gleichgewicht waren.
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Als besonders vorteilhaft zeigen sich Vierpole in Form eines überbrückten
T-Gliedes, bei dem die nichtlinearen Elemente aus symmetrisch zueinander liegenden
Gleichrichtern bestehen. Der Abgleich der Brükkenanordnungen auf den jeweiligen
Amplitudenwert kann dabei durch besondere Ausbildung der nichtlinearen Widerstandselemente
erfolgen, z. B. durch die geometrischen Abmessungen, durch Änderung der Zellenzahl,
durch Einschaltung von Übertragern und/oder von Widerständen oder auch durch Einführung
oder Änderung von Vorspannungen. Die Erfindung geht nun davon aus, daß durch die
bekannte Hintereinanderschaltung von Vierpolen, die je für den gleichen, sehr kleinen
Amplitudenwert abgeglichen sind, sich zwar eine Erhöhung der Dämpfung ergibt, daß
es jedoch damit nicht möglich ist, eine scharfe Unterscheidung zwischen den zu sperrenden
und den durchzulassenden Amplituden zu erreichen. Ein vorgegebener Dämpfungsverlauf
mit- scharfer Unterscheidung zwischen den zu sperrenden und den durchzulassenden
Amplituden wird gemäß der Erfindung durch die Hintereinander-Schaltung von von zwei
oder mehr amplitudenabhängigen Vierpolen, die für verschiedene Amplitudenwerte im
Gleichgewicht sind, erreicht.
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An Hand der Figuren sei die Erfindung näher erläutert. In Fig. i sind
Dämpfungskurven dargestellt, die durch einzelne Vierpole und durch die Hintereinanderschaltung
von zwei Vierpolen erreicht werden. Als Abszisse ist der Eingangspegel p1 in Neper
und als Ordinate die Dämpfung des Vierpols bzw. der Hintereinanderschaltung _der
Vierpole b2 ebenfalls in Neper aufgetragen. In der Fig.2 ist auf der Abszisse die
Eingangsspannung U1 und auf der Ordinate die Ausgangsspannung U2 des Vierpols bzw.
der Hintereinanderschaltung der Vierpole in mV aufgetragen. Die dargestellten Kurven'
zeigen das Verhältnis der Ausgangsspannung zur
Eingangsspannung
für einige der in Fig. z dargestellten Dämpfungskurven.
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In Vig. i stellt die Kurve i den Dämpfungsverlauf eines nichtlinearen
Widerstände enthaltenden Vierpols in Form einer Brückenschaltung dar,, der für den
Eingängspegel -o,6 Np im Gleichgewicht ist. Die Kurve 2 entspricht einem Vierpol,
der für den Eingangspegel von -q.,1 Np abgeglichen ist. Durch die Hintereinanderschaltung
zweier Vierpole, die je die Dämpfüngskurve i aufweisen, erhält man die Kurve 3.
Es ergeben sich zwei Dämpfungsmaxima, und zwar ein Maximum bei -o,5 Np und ein zweites
bei 1-0,5 NP Eingangspegel. Es ist also durch die Hintereinanderschaltung. von zwei
für den gleichen Wert abgeglichenen Vierpolen nicht möglich, ein einziges sehr hohes
Dämpfungsmaximum zu erhalten, das an einer genau definierten Stelle liegt.
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Schaltet man nun zwei oder mehr Vierpole hintereinander, die für verschiedene
Amplitudenwerte im Gleichgewicht sind, also beispielsweise zwei Vierpole, deren
Dämpfungskurven der Kurve i und 2 entsprechen, so läßt sich je nachdem, in welcher
Reihenfolge die beiden Vierpole hintereinandergeschaltet werden, ein .anderer Verlauf
der Gesamtdämpfungskurve erreichen. Die Gesamtdämpfungskurve wird nämlich bei verschiedener
Reihenfolge der Vierpole eine andere sein, da ja dem zweiten Vierpol nicht die ursprüngliche
Spannung zugeführt wird. Durch Hintereinanderschaltung solcher Vierpole lä.ßt sich
jeder beliebige Dämpfungsverlauf erzielen. Schaltet man beispielsweise die den Kurven
i und 2 entsprechenden Vierpole in der Reihenfolge i, 2 hintereinander, so erhält
man einen Gesamtdämpfungsverlauf, der durch die Kurve ¢ wiedergegeben ist. Diese
Dämpfungskurve zeigt ein einziges ausgeprägtes, sehr hohes Maximum bei -0,75 Np
Eingangspegel. Dieses Maximum liegt also amplitudenmäßig etwa bei dem Maximum des
ersten Vierpols, d. h. des Vierpols, der für einen größeren Amplitudenwert im Gleichgewicht
ist. Bei Hintereinanderschaltung der beiden Vierpole in der anderen Reihenfolge,
also in der Reihenfolge 2, i, erhält man die Kurve 5, die ebenfalls zwei verschiedene
Maxima zeigt, die im wesentlichen amplitudenmäßig bei den Dämpfungsmaxima der Einzelvierpole
liegen. Von Interesse ist die Dämpfungskurve q., da man mit einer solchen Kurve
ein Maximum der Dämpfung bei einem endlichen Wert der Amplitude erreicht und so
eine scharfe Unter# scheidung zwischen den zu sperrenden und den durchgelassenen
Amplituden sicherstellt.
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Die Schaffung `eines ausgeprägten Schwellenwertes ist aus den Kurven
der Fig. 2 zu ersehen. Die Kurve i zeigt das Verhältnis der Ausgangsspannung zur
Eingangsspannung bei Benutzung eines Vierpols, der die Dämpfungskurve i der Fig.
i aufweist. Es ist ersichtlich, daß eine ausgesprochene Schwelle nicht vorhanden
ist, da die Ausgangsspannung auch bei kleinen Amplituden zunächst mit der Eingangsspannung
ansteigt, dann eine Zeit annähernd konstant bleibt und dann erst etwa von 450 mV
Eingangsspannung ab sich linear mit der 'Eingangsspannung ändert. Es werden hierbei
also auch die sehr kleinen Amplituden, wenn auch in einem gewissen Amplitudenbereich
geschwächt, durchgelassen. Durch die Hintereinanderschaltung zweier derartiger Vierpole
ergibt sich für das Verhältnis der Ausgangs- zur Eingangsspannung die Kurve 3 (entsprechend
der Dämpfungskurve 3 oder Fig.. i). Auch hier kann nicht von einem ausgesprochenen
Schwellenwert gesprochen werden, da hier auch in dein Bereich von etwa q.50 bis
- 1450 mV Eingangsspannung noch eine geschwächte Übertragung dieser Amplituden stattfindet.
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Die Hintereinanderschaltung der den Dämpfungskurven i und 2 der Fig.
i entsprechenden Vierpole -in .der Reihenfolge i, 2, für die in der Kurve q. ,der
Fig. i die Gesamtdämpfungskurve dargestellt ist, ergibt jedoch einen ausgesprochenen
Schwellenwert, wie aus der Kurve q. der Fig. 2 ersichtlich. Bis zu einem Werte von
450 mV Eingangsspannung wird praktisch nichts übertragen, während sich von -da ab
die Ausgangsspannung lediglich mit der Eingangsspannung ändert. Es ist hierdurch
also ein Schwellenwert geschaffen und eine relative Versteilerung des Dämpfungsanstieges
erzielt worden.