DE721646C - Aus kapazitiv gekoppelten Kreisen bestehendes abstimmbares Schwingungssystem - Google Patents

Description

• Aus kapazitiv gekoppelten Kreisen bestehendes abstimmbares Schwingungssystem Die Erfindlung bezieht sich auf ein aus zwei reim kapazitiv gekoppelten Kreisen bestehendes abstimmbares Schwingungssystem und hat zum Zweck, ein abstimmbares System zu schaffen, :bei dem die Kopplung auf eine vorausbestimmte gewünschte Weise mit der Abstiminunig zusammenhängt.
• In Fig. r der Zeichnung ist ein bekanntes, kapazitiv gekoppeltes Schwingungssystem .dargestellt, wobei zwei Schwingungskreise L1, Cl und L2, C2durch einen Kondensator C3 .miteinander gekoppelt sind. Bei dieser Sch:altung ist der Kopplungsfaktor k gegeben durch den Ausdruck oder für ,den praktisch meist vorkommenden Fall, :daß,die Kapazität von Cs erheblich kleiner ist als die von C1 und C2, durch Wenn, die beiden Kreise auf idieselibe Frequenz abgestimmt sind, kann mit Hilfe der Beziehung zwischen der Eigenfrequenz co der letztere Ausdruck für k in folgender Form geschrieben werden: Erfolgt die Abstimmung :mittels der Kondensatoren C1 und Cz und bleiben #da#bei L1 und L2 unverändert, so ist also .der Kopplungsfaktor von der Frequenz abhängig, und zwar in jenem Sinne, daß bei Zunahme der Frequenz der Kopplungsfaktor proportional dem Ouadrat der Frequenz zunimmt.
• In Fig. a ist eine ebenfalls bekannte Schaltung dargestellt, bei welcher der Kopplungsfaktor umgekehrt proportional mit,dem O,uadrat der Frequenz abnimmt. Die Kopplung erfolgt hier mittels des Kondensators C4, von .dem vorausgesetzt wird, daß däe Kapazität in bezug .auf die veränderlichen Kapazitäten groß ist. Es ergibt sich in diesem Falle für den Kopplungsfaktor der Ausdruck: Die beiden in Fi:g. r und a dargestellten Kopplungsarten können gleichzeitig in derselben Schaltung angewandt werden, so :daß eine Schaltung .gemäß Eig. 3 entsteht. Unter den gleichen Voraussetzungen, wie sie beiden Schaltungen nach Fig. i und 2 gemacht wurden, gilt in diesem Fall für den Kopplungsfaktor der Ausdruck und setzt sich demnach aus .zwei Gliedern zusammen, wovon ,das eine proportional mit dein Quadrat der Frequenz zunimmt und das andere umgekehrt proportional mit dem Quadrat der Frequenz abnimmt.
• Die allgemeinste Form des Kopplungsfaktors, die durch Kombination der in,den FinG i und 2 dargestellten Kopplungsarten mit Hilfe von unveränderlichen Kapazitäten erhalten werden kann, kann, wie aus obigem klar sein wird, dargestellt werden durch Der Kopplungsfaktor .ist somit bei diesen Schaltungen von der Frequenz abhängig.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zwei Schwingungskreise in einer solchen Weise rein kapazitiv miteinander zu koppeln, daß entweder der Kopplungsfaktor von der Frequenz unabhängig sst oder aus von der Frequenz abhängigen Gliedern und einem von der Frequenz unabhängigen Glied zusammengesetzt ist.
• Ein von der Frequenz unabhängiger Kopplungsfaktor ist z. B. erwünscht bei der Herstellung von Bandfiltern, -die über einen großen Wellenbereich einen konstanten Durchlaßbereich aufweisen sollen. Bei einer bekannten Schaltung wird ein vdn der Frequenz unabhängiger Kopplungsfaktor erzielt durch die Kombination einer induktiven. mit einer kapaz.itiven Kopplung. Die induktive Kopplung wird dabei durch eine zusätzliche Spule herbeigeführt, wodurch .die Verluste im gekoppelten System erhöht werden. Bei den erfindungsgemäßen Schaltungen wird die gewünschte Wirkung in einfacher Weise erzielt durch eine rein kapazitive Kopplung, durch welche also keine zusätzlichen Verluste in dem gekoppelten System herbeigeführt werden. Ein Kopplungsfaktor, der aus von der Frequenz abhängigen Gliedern und einem von der Frequenz unabhängigen Glied zusammengesetzt ist, ist z. B. in den Fällien einer frequenzabhängigen Kopplung erwünscht, die für eine bestimmte Frequenz einen gewissen vorbestimmten Wert aufweisen. soll.
• Erfindungsgemäß wird das gewünschte Ergebnis erzielt mit einer Schaltung, bei der parallel zu der Selbstinduktionsspule eines oder beider Schwingungskreise eine Reihenschaltung von zwei oder mehreren Kondensatoren liegt, von denen,der eine -der Abstimniungdient und die anderen Reihenkondensatoren eine Kapazität besitzen, die groß ist ,gegenüber der der Abstimmkondensatoren, während ein Verbindungspunkt zweier Kondensatoren dieser bzw. jeder Rei.benschaltung über einen Kondensator, dessen Kapazität klein ist gegenüber der der Abstim.mkondensatoren, .mit der Sel#bstinduktionsspu:le des anderen Schwingungskreises verbunden ist.
• Eine Schaltung nach der Erfindung ist in Fig. q. der Zeichnung dargestellt. Ist in ,diesem System der Kopplungskondensator C" klein und der Kopplungskondensator Cß groß in bezug auf die Abstimmkondensatoren Cl und C., so findet man für den Kopplun.gsfaktor den folgenden Ausdrucli:: woraus hervorgeht, daß derselbe von der Frequenz unabhängig ist. In Fig. 5 ist eine Schaltung von :ganz gleicher Art wie die der Fig. q. dargestellt. Sie ist jedoch durch Hinzufügung zweier Kondensatoren C7 und Ca, wovon ersterer klein, letzterer groß. ist, gegenüber den Abstimnikondensatoren C, und C symmetrisch gemacht. Der Kopplungsfaktor dieses Systein.s wird dargestellt durch und setzt sich also zusammen aus der Sumnie zweier von der Frequenz unabhängiger Größen.
• Durch Vertauschung von L, und C1 oder von L. und C. erhält man. eine Umkehrung des Vorzeichens eines der Teile, aus denen der Ausdruck für den Kopplungsfaktor besteht, so daß letzterer durch die Differenzen zweier frequenzunabhängiger Größen bestirnnit wird.
• Gemäß der Erfindung kann die Kopplung nach der Schaltung der Fi:g. d. oder 5 mit der Kopplung nach einer der beiden Schaltungen der Fig. i oder 2 oder auch mit beiden zugleich kombiniert werden. Man erhält in dieser Weise als allgemeinste Form für den Ausdruck des Kopolunzsfaktors: der sich also aus zwei frequenzabhängigen und einem frequenzunabhängigen Glied zusämniensetzt. Dabei können die Koeffizienten a, b und c verschiedene Vorzeichen haben, und Ihre Werte sind von der Wahl der Größe der Kopplungskapazitäten aibhä.ngig. Ein Beispiel einer solchen Kombination, wobei cz, b und c positive Größen sind, ist in Feig. 6 dargestellt, welche Schaltung durch die Vereinigung der Fig. i, z und 5 entstanden i-st. Der Kopplungsfaktor wird in diesem Fall: wobei angenommen ist, d-aß die Kondensatoren C8, C,, und C, klein und die Kontdensatoren C4, Q und C8 groß sind in b-e.zug ,auf C1 und C..

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Aus zwei rein kapazitiv gekoppelten Schwingungskreisen bestehendes abstimmbares Schwingungssystem, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu der Selbstinduktionsspufe eines oder beider Schwingungskreise eine Reihenschaltung von zwei oder mehreren Kondensatoren liegt, von denen der eine der Abstimmung dient und .die anderen Reihenkondensatoren eine Kapazitätbesitzen, die groß ist gegenüber der der A'bsümmkondensatoren, und daß ein Verbindungspunkt zweier Kondensatoren :dieser bzw. jeder Reihenschaltung über einen Kondensator, dessen Kapazität klein ist gegenüber der der Abstim,mkondensatoren, mit ,der Selbstinduktionsspule des anderen Schwingungskreises verbunden ist. z. System nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe müdem Absümmkondens.ator (Cl, C, Fig. 6) jeder .der Kreise zwei Kondensatoren (C4, Q und C4, C8) derart geschaltet sind, daß einer der beiden Kondensatoren (C4) in den beiden Kreisen liegt und mit einem ,der Enden jeder der Selbstinduktionsspulen (L1, L2) der beiden Kreise verbunden ist und daß die anderen Enden der Selbstinduktionsspulen über einen Kondensator (C3) gering-er Kapazität miteinander verbunden siind.