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Aus drei Schwingungskreisen bestehendes Bandfilter mit variabler-
Bandbreite Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein aus drei Schwingungskreisen
bestehendes Bandfilter für Hochfrequenzanlagen, bei dem die einzelnen Kreise veränderlich
miteinander gekoppelt sind. Derartige Bandfilter werden gewöhnlich in den-Zwischenfrequenzverstärkern
von Überlagerungsempfängern verwendet und sind in erster Linie für die Selektivitätscharakteristik
der Empfänger maßgebend, bei denen sie Anwendung finden.
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Wenn ein Empfänger große Wiedergabetreue besitzen soll, ohne daß die
Trennschärfe gegen angrenzende oder benachbarte Sender beeinträchtigt wird, muß
seine Selektivitätscharakteristik im oberen Teil breit und flach verlaufen, während
ihre Flanken steil abfallen.
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Zur Erzielung einer solchen Selektivitätscharakteristik muß man drei
hochwertige Resonanzkreise verwenden. Werden hier alle Kopplungen auf einen unter
dem Bestwert liegenden Kopplungsgrad eingestellt, so erhält die sich ergebende Trennschärfekennlinie
steil abfallende Seiten und einen sehr hohen und engen Scheitel. Eine solche Einstellung
dient zur genauen Einstellung aller drei Kreise auf die gleiche Frequenz. Sie ist
auch wünschenswert, wenn größte Trennschärfe gegenüber starken Sendern auf benachbarten
Wellen erzielt werden soll. Wird indessen auf naturgetreue Wiedergabe von Sprache
und Musik Wert gelegt, müssen zwar die steil abfallenden Seiten der Kennlinie beibehalten
werden, um eine ausreichende Trennschärfe zu bewahren, der Scheitel muß aber genügend
verbreitert werden, um eine Unterdrückung der höheren Modulationsfrequenzen zu vermeiden.
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Hierzu muß zwischen den ersten beiden Kreisen des Bandfilters eine
optimale Kopplung hergestellt werden und die Kopplung zwischen dem zweiten und dritten
Kreis über den günstigsten Kopplungsgrad hinaus angezogen werden.
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Bei früheren Versuchen zur Erzielung einer verhältnismäßig zufi-iedenstellenden
Trennschärfekennlinie benötigte man umständliche und teuere Kreise, deren anfänglicher
Abgleich
außerdem recht schwierig war. Ferner wurde die Trennschärfekennlinie dieser vorbekannten
Bandfilter gewöhnlich während deren Bau bestimmt und konnte nach Einbau in den Empfänger
nicht mehr geändert werden; wo man aber die Bandbreite auch dann noch verändern
konnte, war eine Anzahl getrennter Einstellungen nötig, die sachverständige Bedienung
erforderten.
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Gegenstand vorliegender Erfindung ist nun ein aus drei Schwingungskreisen
bestehendes Bandfilter mit veränderbarer Bandbreite für Hochfrequenzanlagen, bei
dein die einzelnen Kreise veränderlich miteinander gekoppelt sind, das räumlich
klein und billig ist, und bei dein die zur Veränderung der Bandbreite benötigten
Kopplungsänderungen entweder beim Empfängerbau oder später während seiner praktischen
Verwendung selbst von Laien leicht durch Betätigung eine; einzigen Einstellknopfes
vorgenommen werden können.
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Erfindungsgemäß werden zur Erzielung beliebiger Bandbreiten finit
Hilfe eines einzigen Bedienungsknopfes die Richtungen der magnetischen Achsen der
nebeneinanderliegenden Kopplungsspulen zweier Resonanzkreise rechtwinklig zueinander
angeordnet, während dieKopplungsspule des drittenKreises derart zwischen jenen beiden
Kopplungsspulen liegt, daß ihre magnetische Achse von einer zu den magnetischen
Achsen der beiden anderen Spulen senkrechten Richtung in solcher-Weise herausgedreht
werden kann, daß sich ihre Kopplung zum ersten Kreis weniger ändert als die Kopplung
zum dritten Breis: daß ferner die Kreise auf verschiedene Frequenz abgestimmt sind.
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Die verschiedenen -zwischen den einzelnen Kreisen zur idealen rechteckigen
Kennlinie benötigten Kopplungsgrade hängen ini Einzelfall wieder von dein Anodenwiderstand
der im Eingangskreis verwendeten 'Röhre ab. Eine Weiterbildung der Erfindung gestattet
eine Anpassung der Einknopfvorrichtung an die durch Verwendung verschiedener Röhrentypen
bedingten Änderungen dieser Größen, weshalb man keine besondere Vorrichtung für
jede Röhrentype zu bauen braucht. Dies wird dadurch erzielt, daß die Größe des Winkels
zwischen der Drehachse der drehbaren Kopplungsspule und den magnetischen Achsen
der festen Spulen einstellbar ist.
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Die Erfindung wird nunmehr an Hand der Zeichnung näher erläutert:
Fig. i ist die Draufsicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Hochfrequenzsystems.
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Fig. 2 zeigt die dazugehörige Vorderansicht.
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Fig.3 zeigt schematisch ein Schaltungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Schwingungssylteins, bei dem beide Außenkreise gegenüber dein Innenkreis verstimmt
sind.
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Fig..I. zeigt verschiedene Resonanzkurven. Fig. 5 bringt die Ansicht
der anderen Ausführungsform, bei der die magnetischen Achsen der beiden äußeren
Induktivitäten unter einem spitzen Winkel zur Drehachse der mittleren Spule angeordnet
sind.
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Fig. 6 ist die Seitenabsicht der Anordnung gemäß Fig. 5.
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Fig. 7 ist die Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels, bei dem
die drehbare Induktivität derart angeordnet ist, claß der Winkel, den die Drehachse
finit den magnetischen Achsen der äußeren Spulen bildet, eingestellt werden kann.
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Fig.8 zeigt eine Seitenansicht von Fig. 7. Inn einzelnen besteht bei
der Anordnung von Fig. i und 2 die eine Induktivitä t aus der Spule i und dein magnetischen
Kern 2, der auf der Grundplatte 3 aus Isoliermaterial fest angeordnet ist, unter
Zwischenlegung der Distanzbüchse .l. Die Spule 5 und der Kern 6 bilden die zweite
Induktivität, die finit Hilfe eines U-förmigen Bügels 7 gelenkig auf der Grundplatte
3 angeordnet ist. Der Bügel hat einen Handgriff 8 zum Einstellen und einen Zeiger
g. Die dritte Induktivität, bestehend aus Spule io und Kern ii, ist mit Hilfe des
Jodies 12 fest auf der Grundplatte 3 angebracht. E=in auf der Grundplatte 3 angenietetes
oder anderweitig befestigtes Winkelstück 13 kann zur Befestigung ain Chassis oder
der Grundplatte des Empfängers dienen, in denn das Schwingsystem eingebaut ist.
Die drei Induktivitäten . werden derart auf der Grundplatte 3 angebracht, daß ihre
magnetischen Mittelpunkte im wesentlichen in einer Geraden liegen, die parallel
zur Längsachse der Grundplatte verläuft.
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Die drei Induktivitäten 1-2, 5-6 und io-ii sind derart auf der Grundplatte
angebracht, claß bei der angegebenen Stellung der Induktivität 5-6 die magnetischen
Achsen der drei Induktivitäten im wesentlichen rechte Winkel zueinander bilden.
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Wie aus Fig. 2 ersichtlich, trägt die Grundplatte 3 außer den Wicklungen
1, 5 und to und den zugehörigen Kernen 2, 6 und i i einstellbare Äbstinimkondensatoren
14, 15 und 16, die jeweils der entsprechenden Induktivität parallel geschaltet sind.
Dadurch werden Schwingungskreise gebildet, deren Frequenz mit Hilfe des zugehörigen
Abstimmkondensators eingestellt werden kann, wobei erfindungsgemäß die äußeren Kreise
gegenüber dem Innenkreis verstimmt werden.
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Aus Fig.2 ist auch der Zapfen 17 ersicht-]ich, mittels dessen der
U-förmige Bügel ? an der Grundplatte 3 befestigt wird.
In Fig.3
ist das erfindungsgemäße Schwingungssystem beispielsweise in der durch Fig. i und
2 dargestellten Art schematisch dargestellt und zwischen die erste Röhre i9 und
die zweite Röhre 2o geschaltet, die sonst einzeln oder zusammen auch anders als
ein Verstärker arbeiten können. So kann beispielsweise die Röhre i9 die Mischröhre,
die Röhre 2o der Demodulator eines Überlagerungsempfängers sein. Die Induktivität
1, 2 wird mit Hilfe des Kondensators 14 auf eine über oder unter der Zwischenfrequenz
liegende andere Frequenz abgestimmt. Sie bildet mit ihm zusammen einen Kreis in
Schwungradschaltung, der im Anodenkreis der Röhre i9 liegt. Die Induktivität 5,
6 wird durch den Kondensator 15 auf die Zwischenfrequenz abgestimmt und bildet mit
diesem zusammen einen Zwischenkreis zwischen den Induktivitäten 1, z und io, i i.
Die Induktivität io, i i bildet zusammen mit dem parallel liegenden Kondensator
16 einen Schwingungskreis, der den Eingangskreis der Röhre 2o darstellt und auf
eine unter oder über der Zwischenfrequenz liegende andere Frequenz abgestimmt ist.
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In Fig..I bedeutet die Kurve A die Resonanzkurve eines an sich bekannten
Systems mit zwei optimal miteinander gekoppelten Kreisen. Die Kurve B stellt die
gleiche Anordnung für den Fall dar, daß die Kopplung zwischen den beiden Kreisen
den für die Bestkopplung gegebenen Kopplungsgrad wesentlich übersteigt. Die Kurve
A besitzt eine viel zu hohe und scharfe Spitze; dies bedeutet, daß der Empfänger
die höheren Modulationsfrequenzen unterdrückt, so daß seine Wiedergabe verzerrt
ist; ihre Seiten fallen langsam ab: Dies heißt, daß der Empfänger nicht trennscharf
genug ist. Die Kurve B besitzt zwar steilere Seiten, hat aber eine nachteilige Einsattlung
zwischen den Spitzen.
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Die Kurve C ist die Resonanzkurve des erfindungsgemäßen Schwingungssystems.
Es ist zu beachten, daß die Kurve C sich von den Kurven A und B nicht
nur durch einen Breiteren und flacheren Scheitel, sondern auch durch eine viel größere
Seitensteilheit unterscheidet und somit der idealen Rechteckkurve gut nähert.
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Mit dem erfindungsgemäßen dreikreisigen Schwingungssystem erreicht
man dies mit einfachen Mitteln, durch die die Kopplung zwischen der Induktivität
1, z und der Induktivität 5, 6 bei Änderung der Bandbreite im wesentlichen auf dem
günstigsten Wert gehalten wird.
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Bei der Anordnung gemäß Fig. i und 2 ist vorgesehen, daß die Induktivität
5, 6 sich um eine senkrechte, zur magnetischen Achse der Induktivität 1, 2 parallele
Achse drehen kann. Es leuchtet ein, daß die Induktivität 5, 6 auch um eine waagerechte
Achse parallel zur Achse der Induktivität io, i i drehbar angeordnet werden könnte.
In diesem Fall würde sich die Kopplung zwischen den Induktivitäten 5, 6 und io,
ii in der gleichen Weise wie die Kopplung zwischen den Induktivitäten 5, 6 und 1,
2 bei der ursprünglichen Anordnung ändern.
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Es leuchtet ferner ein, daß in beiden Fällen der Grad der Kopplungsänderung
der Induktivität 5, 6 mit Bezug auf die eine der beiden äußeren In@duktivitäten
größer ist als mit Bezug auf -die andere äußere Induktiv ität.
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Die- Fig. 5, 6, 7, ä zeigen Ausführungs beispiele zur Änderung des
Grades, mit dem sich -die Kopplung zwischen der mittleren. Induktivität und jeder
der äußeren Induktivitäten ändert, wenn die mittlere Induktivität um ihre Achse
gedreht wird. Dies wird zweckmäßig dadurch erreicht, daß man die mittlere Induktivität
um eine Achse dreht, die zu keiner der Achsender äußeren Induktiv itäten parallel
steht.
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Die Fig.5 und 6 zeigen je Vorder- und Seitenansicht eines solchen
erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels. Bei dieser Anordnung ist die Induktivität
1, 2 auf einer Winkelstütze 29 derart angeordnet, daß ihre Achse einen Winkel von
6o° mit der Grundplatte 3 bildet. Die Induktiv ität 5, 6 ist wie in Fig. i und 2
drehbar angeordnet. Die Induktivität io, i i sitzt derart auf einer Stütze 3o, daß
ihre Achse einen Winkel von 30° mit der Grundplatte bildet. Diese Winkel können
zweckentsprechend verändert werden.
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Bei der Anordnung gemäß Fig.5 und 6 ändert sich die Kopplung zwischen
den Induktivitäten i, 2 und 5, 6 stärker als bei der Anordnung von Fig. i und 2,
jedoch nicht so stark wie die Kopplung zwischen 5, 6 und io, 11.
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Die Fig. 7 und ä zeigen je eine Seiten- und Vorderansicht eines anderen
erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels bei dem die mittlere Induktivität 5, 6 so
angeordnet ist, daß der Winkel, den ihre Drehachse mit der Grundplatte 3 bildet,
nach dem Einbau des: Schwingungssystems eingestellt werden kann: Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist der Bügel 7,
der die Induktivität 5, 6 trägt, nicht unmittelbar auf der
Grundplatte 3 angebracht, sondern mit Hilfe eines Zapfens an dem Isolierring 31
befestigt, der seinerseits an der Grundplatte 3 mit Hilfe einer Schelle 32 und Schrauben
33 befestigt ist. Wenn die. Schrauben 33 leicht gelockert werden, kann der Ring
31 gedreht und damit die Winkelstellung zwischen der Drehachse der Induktivität
5, 6 und den magnetischen Achsen der Induktivitäten 1, 2 und io, ii geändert werden,
während die Induktivitäten
1, 2 und io, i t wie bei der Anordnung
gernä l) Fig. i und 2 angebracht werden.
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Diese Anordnung ist besonders bei einem Aufbau vorteilhaft, der sich
an verschiedenen Arbeitsbedingungen von Verstärkern anpassen soll. In Abhängigkeit
von den verwendeten Röhren und der jeweils gewünschten besonderen Form der Resonanzkurve
wird der Winkel, unter dein die Drehachse der Induktivität angeordnet ist, durch
Versuche bestimmt, uni die jeweilig gewünschte Beziehung zwischen dein Grad der
Kopplungsänderung, zwischen den Induktivitäten 1, 2 und 5, 6 einerseits und den
Induktivitäten 5, 6 and io, i i andererseits zu erhalten.
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Im Betrieb sind die InduktlVltäten 1, -2 und to, ii praktisch entkoppelt.
Der Zwischenkreis, der aus der Indtiktivität 5, 6 und dem Kondensator 15 gebildet
ist, schafft aber den notwendigen Kopplungsgrac1 zwischen 1, 2 und 10, 11.
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Zu der Anordnung von Fig. i und 2 ist 110c11 auszuführen, dali sich
bei der Drehung der Induktivität 5, C) aus der dargestellten Stellung Heraus ihre
Kopplung niit der liiduktivität 1, 2 nur ganz wellig ändert, während ihre Kopplung
mit der Induktivität io, i i wesentlich zunimmt. Die Kopplung zwischen den Indulctivitiiten
_#, 6 und 1, 2 wird ini Aiefang durch die Stellung der Induktivität 1, 2 etwas über
(bzw. unter) der magnetischen Achse der lndulctivität 5, 6 festgelegt. Der nötige
Kopplungsgrad hängt von der Impedanz parallel zur Induktivitä t 1, .2 ab. Die notwendige
Verschiebung der Induktivität 1, 2 wird durch die Verwendung eines Distanzstückes
4 Vontl'IIletel' Länge b11111 Allbringen der Induktivität auf ihrer Achse erzielt.
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Aus den Fig. ; und 8 ist zu ersehen, daß diese Anordnung dann, wenn
der Ring 31 gedieht wird, bis die Dreilachse der Induktivitnt 5, 6 seilkreclit steht,
derjenigen von Fig. i und 2 entspricht. 11s ist auch ersichtlich, daß diese Anoi-dnuiig
dann, wenn der Ring 31 gedreht wird, bis die Drehachse der Induktivität -5, 6 einen
Winkel von 6o° mit der Grundplatte bildet, der Anordnung von Fig. 5 und ; entspricht.
Ferner wird man einsehen, daß durch Einstellen des Ringes 31 auf andere Winkelstellung
jede beliebige. andere Anordnung zu scharfen ist.
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Bei der Anordnung von Fig. i und 2 wird normalerweise eine bestimmte
kapazitive Kopplung zwischen den Iilduktivitäten i. a und 5, 6 vorhanden sein. Sie
reicht aus, 11111 finit der geringen, durch die Drehung der Induktivität 5, 6 leervorgerufenen
Kopplungsziiiialinie günstigste Kopplung zwischen den Induktivitäten 1, 2 und 5,
6 iili wesentlichen zti erhalten, während die Kopplung zwischen den Induktivitäten
5, 6 und io, i i zunimmt. Andererseits sind bei Ausführungsformen, bei denen besondere
Vorsichtsmaßnahmen zur \-erringerung der kapazitiven Kopplung auf einen %-ernaclilässigbar
kleinen Betrag getroffen wurden, Anordnungen der in Fig.5 und 6 oder ; und 8 dargestellten
Art besonders vorteilhaft, tun ein stärkeres Anwachsen der Kopplung zwischen Induktivitäten
1, 2 und 5, 6 zu erhalten, wenn die Induktivität 5, 6 zur Vergrößerung ihrer Kopplung
mit der Induktivität io, i i gedreht wird.
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In der Praxis wird zunächst jeder Kreis auf die Mittelfrequenz abgestimmt,
auf der das ganze System arbeiten soll, wobei dafür zii sorgen ist, daß alle Kreise
unter sich mögliclist entkoppelt sind. Hierauf werden erfindungsgeiniiß beide ;äußere
Kreise gegen den inneren Kreis verstiileint. Die Stellung der Induktivität 5, 6
wird darin so lange geändert, bis die gewünschte Resonanzkurve erreicht ist. Die
Einstellung kann so ausgebildet werden, daß sie voin Inhaber des Empfängers selbst
bedient wird, wodurch die Trennschärfe und damit auch die Klangtreue des Empfängers
wührend des Empfanges je nach den Bedingungen geändert werden kann. Hierzu können
ein oder mehrere erfindungsgemäße Schwingtnigssysteine verwendet werden.
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Obwohl grundsätzlich für das ertindungsgciliäße Schwingungssvstein
jede Induktivität verwendet werden kann, sind hierfür vorzugsweise Induktivitäten
der dargestellten Art geeignet, die Kerne aus Hochfrequenzeisen besitzen. Iss leuchtet
eile, daß man die Induktivitäten auf verschiedene U'eise anbringen kam) und daß,
wenig mehr als ein Schwingungssystem verwendet wird, die :Mittel zur Kopplungseinstellung
in geeigneter Weise durch eine einzige Steuerung gleichartig betätigt werden können.
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Die Verwendung von drei lose'gekoppelteii Kreisen an Stelle der üblichen
zwei würde im allgemeinen eine Verstärkungsverminderung bedingen. Dieser Verlust
kann vermieden werden, indem nian der den Anodenkreis der ersten Röhren überbrückenden
Induktivität 1, 2 einen grölleren Wert gibt, so daß die Impedanz ini Resonanzfall
größer ist. Diese Anordnung li;ilt die Verstärkung auf dein normalen Betrag, ohne
die mit dem dreiteiligen Kopplungssystem zu erlangenden Vorteile bezügliell der
Trennschärfe merklich zu beeinflussen.