DE704924C

DE704924C - Tuning device for resonance lines

Info

Publication number: DE704924C
Application number: DER102123D
Authority: DE
Inventors: Charles W Park
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1937-04-19
Filing date: 1938-04-20
Publication date: 1941-04-10

Description

Abstimmeinrichtung für Resonanzleitungen Die Erfindung betrifft bestimmte Resonanzkreise, insbesondere solche, die unter dem Namen Resonanzleitung bekannt sind. Eine Resonanzleitung ist ein abgestimmter Schwingungskreis, bestehend aus einem Paar von parallelen Leitern, bei welchen Induktivität und Kapazität im wesentlichen gleichmäßig verteilt sind. Eine solche Leitung besteht z. B. aus einem Innenleiter und einem konzentrisch dazu angeordneten Außenleiter oder aus einem Paar von geraden, stabförmigen Leitern, welche an einem oder mehreren Punkten miteinander gekoppelt sind. Solche Resonanzleitungen werden häufig als frequ.enzbestimmende Organe in Röhrenoszillatoren benutzt. Sie werden auch als Eingangs- oder Ausgangskreise von Verstärkern oder als Filterkreise angewandt. Es ist schon bekannt, die Induktivität einer Zylinderspule durch einen im Spulenfeld drehbaren Kurzschlußring zu verändern. Zur Abstimmung von Resonanzleitungen oder zur Änderung ihrer Resonanzfrequenz war es aber bisher üblich, die physikalische Länge der Leitung zu verändern. Durch die vorliegende Erfindung wird nun der Abstimmungsvorgang von Resonanzleitungen wesentlich vereinfacht.Resonant Line Tuner The invention relates to certain Resonance circles, especially those known as resonance lines are. A resonance line is a tuned oscillation circuit, consisting of a pair of parallel conductors in which inductance and capacitance are essentially are evenly distributed. Such a line exists z. B. from an inner conductor and a concentric outer conductor or a pair of straight, Rod-shaped ladders, which are coupled to one another at one or more points are. Such resonance lines are often used as frequency-determining organs in Tube oscillators used. They are also called input or output circuits of Amplifiers or applied as filter circuits. It is already known the inductance to change a solenoid by a rotating short-circuit ring in the coil field. To tune resonance lines or to change their resonance frequency was however, it has so far been customary to change the physical length of the line. Through the In the present invention, the tuning process of resonance lines becomes essential simplified.

Gemäß der Erfindung ist eine -Abstimmungsanordnung für Resonanzleitungen dadurch gekennzeichnet, daß wein Kurzschlußring niedrigen Ohmschen Widerstandes in der Nähe eines Strombauches im magnetischen Feld der Leitung um eine in der Ringebene liegende Achse drehbar angeordnet ist und daß die Drehachse senkrecht zu den magnetischen Kraftlinien steht. Die Erfindung besteht also darin, daß zur Abstimmung in dem magnetischen Feld der Resonanzleitung ein drehbarer kurzgeschlosse- ner Metallring von geringem Ohmschen Wi- derstand angeordnet ist, welcher die Induk- tivität der Resonanzleitung beein flußt. Eine Drehung des Ringes verursacht eine Ände- rung in der Anzahl der magnetischen Kraft- linien, welche den Ring schneiden, wodurch eine Abstimmungsänderung des gesamten Systems hervorgerufen wird. Im folgenden soll die Erfindung an Hand der beiliegenden Zeichnungen näher er- läutert werden. Abb. i zeigt einen abgestimm- ten Schwingungskreis in Form einer ko- axialen Resonanzleitung, welcher aus einem Aalenleiter i und einem Innenleiter 2 besteht, die -durch eine Endplatte 3 an dem einen Ende miteinander verbunden sind. Die Resonanz- frequenz der Leitung ist im wesentlichen durch die Länge des Innenleiters 2 und das Durch- inesserverbältnis von Innen- und Außenleiter 'bestimmt. Zur Erzielung einer Änderung der Resonanzfrequenz der Leitung ist gemäß der Erfindung ein kurzgeschlossener 'Metallring 4 von niedrigem Olitnschen Widerstand vorge- sehen, welcher zwischen dem Innen- und dem Außenleiter in dem magnetischen Feld der Leitung angeordnet ist. Der Rin- 4 ist durch einen Knopf 5 drehbar ausgestaltet, weicher außerhalb der Leitung liegt und mit dem Ring durch eine Schraube oder einen Metall- stab G verbunden ist. Der Ring 4 steht nicht in elektrischem Kontakt mit den Leitern i und 2 und ist an 'einem solchen Ort in der Resonanzleitung angeordnet, wo der maximale Strom fließt. Bei der in der Zeichnung dar- gestellten Stellung wird der Ring von der maximalen Anzahl voll Kraftlinien, die durch den Strom in den beiden Leitern i und. 2 er- zeugt «-erden, geschnitten. Dadurch wird die Induktivität der Leitung herabgesetzt, so daß der abgestimmte Irreis bei einer höheren Fre- quenz arbeitet. Wenn der Ring 4 um go° gedreht ist gegenüber der gezeichneten Stel- lung, so ist die Anzahl der geschnittenen Kraftlinien ein Minimum, und die Leitung arbeitet dann nahezu bei ihrer Resonanzfre- quenz. Durch zwischenliegende Ringstellun- gen können sämtliche Zwischenfrequenzen ein- gestellt werden. Die Schraube 6 kann eine Metallverbin- dung sein, der Ring kann aber auch an einem nichtmetallischen. Loliers;ab angebracht sein. Eine lIetallverbindung kann immer dann angewandt «-erden, wenn. der Verbin- dungspunkt die gleiche Spannung wie die beiden Leiter der Resonanzleitung besitzt, die in der Abbildung dargestellt ist, wo die Leitung an dieser Stelle geerdet ist. Die Halterung des Ringes kann statt wie in der Zeichnung durch die Grundplatte 3 ebenso gut auch seitlich durch den Außenleiter i geführt werden. Außerdem kann der Ring auch an anderen Stellen als beim maximalen Stromfluß angeordnet sein, doch wird dadurch der Abstimmungsbereich verringert.According to the invention, a tuning arrangement for resonance lines is characterized in that the short-circuit ring of low ohmic resistance is arranged rotatably around an axis lying in the plane of the ring in the vicinity of a current bulge in the magnetic field of the line and that the axis of rotation is perpendicular to the magnetic lines of force. The invention consists in that for Vote in the magnetic field of the Resonance line a rotatable short-circuited metal ring of low ohmic resistance the stand is arranged, which the induction influence of the resonance line. One Rotation of the ring causes a change tion in the number of magnetic force lines that intersect the ring, whereby a vote change of the whole System is caused. In the following the invention is to hand refer to the accompanying drawings to be purified. Fig. I shows a coordinated oscillation circuit in the form of a co- axial resonance line, which consists of a Eel conductor i and an inner conductor 2, the -by an end plate 3 at one end are connected to each other. The resonance frequency of the line is essentially through the length of the inner conductor 2 and the ratio of inner and outer conductors 'certainly. To achieve a change in The resonance frequency of the line is according to Invention of a short-circuited 'metal ring 4 of low Olitnian resistance see which one between the interior and the Outer conductor in the magnetic field of the Line is arranged. The Rin-4 is through a knob 5 designed to be rotatable, softer is outside the line and with the Ring through a screw or a metal stab G is connected. The ring 4 does not stand in electrical contact with the conductors i and 2 and is at 'such a place in the Resonance line located where the maximum Electricity flows. In the case of the position, the ring is of the maximum number of full lines of force passing through the current in the two conductors i and. 2 he begets «- earth, cut. This will make the Inductance of the line reduced so that the coordinated aberration with a higher fre- quenz works. When the ring 4 by go ° is rotated in relation to the position shown lung, so is the number of cut Lines of force a minimum, and the line then works almost at its resonance frequency quenz. Due to the ring position in between all intermediate frequencies can be be asked. The screw 6 can be a metal connection but the ring can also be used a non-metallic. Loliers; ab attached be. A metal connection can always then applied «- earth if. the connection connection point has the same voltage as the has both conductors of the resonance line, which is shown in the picture where the Line is grounded at this point. the Bracket of the ring can take place as in the Drawing through the base plate 3 can also be passed laterally through the outer conductor i. In addition, the ring can be placed in locations other than the maximum current flow, but this reduces the tuning range.

Die Leitung i!2 ist in der Abb. i beispielslialber als Frequenzsteuersystem im Eingangskreis eines Röhrenoszillators 7 gezeichnet, dessen Ausgang mit irgendeinem geeigneten Ausgangskreis 5 verbunden ist. Die Röhre 7 enthält ein Gitter g, welches mit dem Innenleiter 2 der Resonanzleitung über einen Gitterableitwiderstand io verbunden ist, und eine Anode 12, welche mit dem Ausgangskreis 13 verbunden ist. Eine nähere Beschreibung der Schwingungserzeugeranordnung erübrigt sich, da dieselbe nicht zum eigentlichen Erfindungsgegenstand gehört. Es können selbstverständlich viele andere Schaltungen zur Schwingungserzeugung in Verbindung mit der Resonanzleitung gemäß der Erfindung angewandt werden.The line i! 2 is shown in Fig. I as an example of a frequency control system drawn in the input circuit of a tube oscillator 7, the output of which with any appropriate output circuit 5 is connected. The tube 7 contains a grid g, which connected to the inner conductor 2 of the resonance line via a grid bleeder resistor io and an anode 12 connected to the output circuit 13. A closer one Description of the vibration generator arrangement is unnecessary, since the same not for actual subject matter of the invention belongs. Many others can, of course Circuits for generating vibrations in connection with the resonance line according to FIG of the invention can be applied.

Abb.2 zeigt die Altwendung eines kurzgeschlossenen Ringes 4 gemäß der Erfilidung in einer U-förmigen koaxialen Resonanzleitung, welche aus den Innenleitern i', i" und den Außenleitern 2', 2" besteht. Die Wirkung des Kurzschlußringes ist die gleiche, wie sie bereits in Verbindung mit der Abb. t auseinandergesetzt wurde. Die U-förmige Resonanzleitung ist hier in Verbindung mit einem Gegentaktoszillator gezeigt, welcher die Röhren 14 und 15 enthält, deren Gitter 16 ' und 17 mit zwei in geeignetem Abstand liegenden Punkten des Innenleiters verbunden sind. Wenn ein größerer Abstimmungsbereich erwünscht ist, können noch weitere zusätzliche drehbare Ringe 4', 4' an solchen Orten, wo größte Stromdichte herrscht, angeordnet werden. Diese zusätzlichen Abstimmungsringe können außerdem noch dazu benutzt werden, um die individuellen Eingangsimpedanzen der Vakuumröhren 14 und 15 zu kompensieren.Fig.2 shows the old turn of a short-circuited ring 4 according to the filling in a U-shaped coaxial resonance line, which consists of the inner conductors i ', i "and the outer conductors 2', 2". The effect of the short-circuit ring is the same as already discussed in connection with Fig. t. The U-shaped resonance line is here in connection with a push-pull oscillator shown, which contains the tubes 14 and 15, their grids 16 'and 17 with two at a suitable distance between points of the inner conductor are connected. When a If a larger tuning range is desired, additional rotatable ones can be used Rings 4 ', 4' are arranged in such places where the greatest current density prevails. These additional voting rings can also be used to to compensate for the individual input impedances of the vacuum tubes 14 and 15.

In Abb. 3 ist ein kurzgeschlossener Ring 4 gezeigt, welcher mit einer Resonanzleitung gekoppelt ist, die aus zwei geraden Stäben 18 und i g besteht. Die beiden Stäbe sind an der Grundfläche durch eine Platte 2o miteinander verbunden. Auch hier ist die Resonanzleitung dazu benutzt, einen Gegentaktoszillator, welcher aus den beiden Röhren 2 i und 22 besteht, zu stabilisieren.In Fig. 3, a short-circuited ring 4 is shown, which with a Resonance line is coupled, which consists of two straight rods 18 and i g. the both rods are connected to one another at the base by a plate 2o. Here, too, the resonance line is used, a push-pull oscillator, which consists of the two tubes 2 i and 22 to stabilize.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung gemäß Abb.3 mit einem Gegentaktoszillator; in welchem UX-245-Röhren verwandt wurden, konnte ein Abstimmungsbereich zwischen 57 MHz bei Minimumstellung des Kurzschlußringes und 57,5 MHz bei Maximumstellung erzielt werden. Die Länge der Resonanz- Leitung war etwa i i9 cm und der Durchmesser jedes Stabes 5 cm; der Abstand der beiden Stäbe von Achse zu Achse betrug i o cm.In an embodiment of the invention according to Figure 3 with a push-pull oscillator; in which UX-245 tubes were used, there could be a tuning range between 57 MHz at the minimum position of the short-circuit ring and 57.5 MHz at the maximum position be achieved. The length of the resonance Lead was about 19 cm and the diameter of each rod 5 cm; the distance between the two rods from the axis to Axis was 10 cm.

Der Kurzschlußring gemäß 'der Erfindung wurde bisher von kreisförmiger Form gezeigt, doch kann der Ring auch rechteckig ausgestaltet sein oder eine andere geeignete Form besitzen. Abb. ¢ zeigt einen rechteckigen Ring, durch welchen der Vorteil erzielt wird, da.ß man eine engere Kopplung mit der Resonanzleitung erreicht. Das Wort Ring in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung soll also nicht nur kreisförmige Ringe, sondern irgendeinen kurzgeschlossenen Stromweg von niedrigem Ohmschen Widerstand bezeichnen, ohne daß es auf eine bestimmte äußere Form beschränkt wäre.The short-circuit ring according to 'the invention was previously of circular Shape shown, but the ring can also be designed rectangular or another have a suitable shape. Fig. ¢ shows a rectangular ring through which the The advantage is achieved that a closer coupling with the resonance line is achieved. Thus, the word ring in connection with the present invention is not intended to be just circular Rings, but some short-circuited current path of low ohmic resistance denote without it being restricted to a specific external shape.

Es wurde bisher angenommen, daß der Ring gemäß der Erfindung einen gewissen Abstand gegen die einzelnen Leiter in jeder seiner Stellungen besitzt, so daß außer eventuell an der Durchführungsstelle des Stabes 6 kein elektrischer Kontakt zwischen Ring und Resonanzleitung auftritt. Die Abstimmung der Leitung kann aber auch erreicht werden, wenn der Ring in einer seiner Stellungen Kontakt mit der Leitung macht. Dieser Fall würde aber irgendeiner metallischen Verbindung zwischen den Einzelleitern entsprechen, und die Resonanzleitung würde nicht bei ihrer maximalen Wirksamkeit arbeiten, da die volle Ausnutzung der Leitung auf dem geringen Widerstand der Kreise beruht.It was previously believed that the ring according to the invention a has a certain distance from the individual ladder in each of his positions, so that except possibly at the implementation point of the rod 6 no electrical Contact occurs between the ring and the resonance line. The vote of the management can but can also be achieved when the ring is in contact with in one of its positions the line makes. However, this case would involve any metallic connection between correspond to the individual conductors, and the resonance line would not be at its maximum Effectiveness work, as the full use of the line on the low resistance the circles is based.

Claims

PATENT TANSPILÜCIIE: i. Tuning arrangement for resonance lines, characterized in that a short-circuit ring of low ohmic resistance is arranged in the vicinity of a current bulge in the magnetic field of the line rotatable about an axis lying in the plane of the ring and that the axis of rotation is perpendicular to the magnetic lines of force.

2. Application of an arrangement according to claim i in .ein coaxial Management.

3. Application of an arrangement according to claim i in one of two on one End of interconnected parallel rods existing line. ¢. arrangement according to claim i, characterized in that the short-circuit ring is rectangular in shape is.