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Doppeldrossel Die Erfindung betrifft eine Doppeldrossel, die als Ti:efpaß
in. Amtsweichen für Hochfrequenzdrahtfunkanlagen in Frage kommt. Derartige elektrische
Weichen dienen bekanntlich dazu, eine Trennung der Hochfrequenz- und Niederfrequenzströme
zur Vermeidung gegenseitiger Störungen vorzunehmen. Derartige Tiefpässe müssen,
um allen Anforderungen gerecht zu werden, folgende Bedingungen erfüllen: i. Bei
gegebenem Wellenwiderstand muß sowohl eine erdsymmetrische als auch eine unsymmetrische
Hochfrequenzdämpfung ausreichender Größe vorhanden sein, wobei die Niederfrequenzdämpfung
im ällgemeinen möglichst klein zu halten ist. Für die Hoch-: frequenzdämpfung ist
in dem Frequenzbereich von i 5o bis 25o kHz eine Dämpfung von mindestens 6 Neper
erwünscht, während als obere Grenze für die Niederfrequenzdämpfung bei
3000 Hz der Wert von 0,05 Neper nicht überschritten werden darf. 2.
Der Gleichstromwiderstand .der beiden Spulen der Doppeldrossel soll in den beiden
Übertragungszweigen gleich. groß sein und einen Wert von je 5 Ohm nicht überschreiten.
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3. Da die Drahtfunkweichen einer jeden Teilnehmerleitung zugeordnet
werden müssen und infolgedessen in ,einem Drahtfunkverteilungspunkt, beispielsweise
in einem Fernsprechamt, in sehr großer Anzahl erforderlich sind, müssen die Abmessungen
der gesamten Amtsweiche und insbesondere die zur Sperrung der Hochfrequenz vorgesehenen
Doppeldrosseln eine möglichst geringe Abmessung aufweisen.
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q.. Um eine gegenseitige Beeinflussung der infolge der beschränkten
Raumverhältnisse dicht benachbart ,angeordneten Tiefpässe zu vermeiden, ist eine
niederfrequente Nebensprechdämpfung von etwa 8 Neper bei Frequenzen bis zu 3ooo
Hz @einzuhalt:en.
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In Fig. i ist das Prinzipschaltbild des bekannten Tiefpasses einer
elektrischen Weiche
einfachen Aufbaues dat;gestellt. In den beiden
C bertragungsadern rc und h sind als Längswiderstä nde die beiden "Teilspinett I
und 1I der Doppeldrossel eingeschaltet. Als Querwiderstand dienen zwei Kondensatoren
C, deren gemeinsamer Verbindungspunkt geerdet ist.
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In Fig. ? sind die Spannungsquelle E finit dem inneren Widerstand
Ri Lind der Belastungswiderstand Ra in Anschaltung an den Tiefpaß dargestellt. Der
die beiden Adern durchfließende Strom i erzeugt an dem Belastungswiderstand eine
Spannung vom Werte t r. Zur Erzielung einer möglichst hohen symmetrischen Hochfrequenzdämpfung
b = 111 , E l' bei möglichst kleinen Abmessungen der «'eiche ist es vorteilhaft,
wenn die beiden Wicklungen I und 11 in bekannter Weise einen gemeinsamen
geschlossenen F'isenlzern I(, beispielsweise einen Ringkern, erhalten. Der Wicklungssinn
wird dabei so gewählt, daß die Ströme in den beiden Wick-Iungen innerhalb des Kernes
einen n iagnetischen Fltili der gleichen Richtung erzeugen. Es entsteht hierdurch
eine möglichst enge Kopplung zwischen den beiden Wicklungen. Sie ist erwünscht,
weil die Windungszahl, die zur Erzielung der erforderlichen Indtiktivitä t notwendig
ist, also bei gegebenem Wickelraum auch der Ohmsche Widerstand. bei enger Kopplung
am kleinsten wird.
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Wie schon env<ihtit, ist außer einer groben symmetrischen. Hochfrequenzdämpfung
auch eine möglichst große unsymmetrische Hochfrequenzdämpfung erwünscht. In Fig.3
sind die Verhältnisse für das Auftreten unsyminetrischer Hochfrequenzströ me dargestellt.
Die betreffende Hochfrequenzspannungsquelle E' mit dem Widerstand Ri liegt zwischen
Erde und den beiden Adern. Der Belastungswiderstand, der im allgemeinen durch eine
Leitung gebildet wird, kann ebenfalls als in der Mitte geerdet aufgefaßt werden.
Es entstehen dann an den beiden Hälften des Belastungswiderstandes die Spannungen
Ui und U,, wobei die beiden Ströme, die durch die Teilwicklungen fließen, als gleich
angenommen Lind mit i' bezeichnet sind.
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LTtn den Wert der unsymmetrischen Hochfrequenzdämpfung bl =
In 11-"--- bzw. b= -- hr @-".2 möglichst groß zu machen, ist im Gegensatz
zu der für eine hohe symmetrische Hochfrequenzdämpfung erwünschten engen Kopplung
zwischen den beiden Wicklungen eine möglichst geringe Kopplung notwendig. Sie könnte
am besten dadurch verwirklicht werden, daß für die Wicklungen 1 und 11 zwei voneinander
getrennte Eisenkerne vorgesehen --erden. Hiermit wäre aber eine Vergrößerung des
Ohmschen Widerstandes verbunden. Dies würde ferner zu einer beträchtlichen Vergrößerung
der Drosselanordnung führen, die jedoch mit Rücksicht auf die unter 3 dargestellten
Anforderungen nicht tragbar ist.
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Es ist bereits versucht worden, den beiden Anforderungen möglichst
weitgehend dadurch gerecht zu werden, daß die beiden Wicklungen I und 1I auf einem
gemeinsamen, jedoch offenen Eisenkern angeordnet werden. Durch eine geeignete Anordnung
der Wicklungen und durch zweckmäßige Bemessung des Kernluftspaltes läßt sich eine
genügend große Streuung erreichen, wodurch di-- geforderte unsymmetrische Hochfrequenzdämpfung
erzielt werden kann. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, d,aß infolge der offenen
Ausführung des Eisenkernes eine Beeinflussung benachbarter Schaltelemente insbesondere
der eng nebeneinander angeordneten Amtsweichen stattfindet. Es könnte dem zwar durch
eine geeignete Abschirmung entgegengewirkt werden, jedoch müßte diese, um die hohe
Nebensprechdämpfung einzuhalten, mit verhältnismäßig starkem Eisenblech ausgeführt
«erden. Dies bedingt naturgemäß wieder einen unerwünschten Mehraufwand, und außerdem
würde infolge des geringen zur Verfügung stehenden Raumes eine enge Nachbarschaft
zwischen Eisenkern und Abschirmung vorhanden sein, wodurch der Luftspalt des Kernes
wenigstens zum Teil magnetisch überbrückt werden würde und die Verluste bei Hochfrequenz
steigen.
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Diese Nachteile lassen sich gemäß der Erfindung dadurch beseitigen,
daß die beiden Spulen der Doppeldrossel auf zwei verschiedenen Schenkeln eines dreischenkligen
geschlossenen Eisenkernes angeordnet sind, dessen unbewickelter Schenkel so bemessen
ist, daß sich die zur Erzielung einer ausreichenden unsymmetrischen Hochfrequenzdämpfung
erforderliche Streuung zwischen den beiden Spulen ergibt. Dadurch, daß die Streuung
zwischen den beiden Spulen innerhalb des dritten Schenkels des Eisenkernes verläuft,
findet eine wesentliche Wirkung nach außen hin nicht statt, so daß eine Abschirmung
zwischen den benachbarten Weichen entweder völlig fortgelassen oder mit Bechern
aus dünnem Eisenblech durchgeführt werden kann. Zweckmäßig wird der Querschnitt
des unbewickelten Schenkels des Eisenkernes so bemessen, daß die symmetrische und
die unsymmetrische Hochfrequenzdämpfung der Doppeldrossel angenähert einander gleich
sind.
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Es ist bereits eine Pupinspule beschrieben worden, bei der zwei Wicklungen
auf den äußeren Schenkeln eines dreischenkligen Kernes angeordnet sind. Es kam jedoch
bei der
bekannten Anordnung nicht darauf an, den unbewickelten Schenkel
so zu bemessen, daß sich die zur Erzielung einer ausreichenden unsymmetrischen Hochfrequenzdämpfung
erforderliche Streuung zwischen den beiden Spulen ergibt. Es wurde im Gegenteil
darauf verwiesen, daß diese Anordnung wegen ihrer Streuung unzweckmäßig sei und
durch andere ,abweichende Anordnunge'n ersetzt werden müsse. Dieser Hinweis konnte
also keineswegs eine Anregung für die Erfindung geben.
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In Fig. q. ist ein Ausführungsbeispiel einer Doppeldrossel gemäß der
Erfindung dargestellt. Der Eisenkern I( trägt auf seinen beiden äußeren Schenkeln
S1 und S3 die Wicklungen I und II. Der mittlere Schenkel S. ist unbewick elt, und
seine Breite b bzw. sein Querschnitt ist so bemessen, daß die Kopplung zwischen
den beiden Wicklungen I und II den gewünschten Wert aufweist. Auf diese Weise lassen
sich die. unter i bis .l angeführten Bedingungen mit einem verhältnismäßig einfachen
Aufbau einhalten. Der für die Doppeldrossel erforderliche Raum ist wesentlich geringer
.als bei der Anwendung zweier Einzelkerne, und die Abschirmung zwischen benachbarten
Amtsweichen kann mit denkbar einfachen Mitteln durchgeführt werden.