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Temperaturkonstanter abstimmbärer Schwingungskreis mit einem Hochfrequenzvariometer
mit verschiebbarem Massekern Die Kapazität von Kondensatoren und die Induktivität
von Spulen sind bekanntlich temperaturabhängig. Für eine bestimmte Frequenz kann
man die Temperaturabhängigkeit der Induktivität eines Schwingungskreises in bekannter
Weise durch eine entgegengesetzt bleiche temperaturabhängige Kapazität ausgleichen.
Dieser Ausgleich wird jedoch schwierig, wenn der Schwingungskreis abstimmbar ist,
weil die Temperaturabhängigkeit nicht in jeder Stellung des Drehkondensators bzw.
Variometers dieselbe ist. Am einfachsten könnte diese Schwierigkeit beseitigt «-erden,
wenn man die Temperaturabhängigkeit aller Teile des Schwingungskreises gleich Null
machen könnte. Praktisch ist dies jedoch nicht durchführbar. '.Man könnte dagegen
gleichzeitig mit der Abstimmung z. B. eines Variometers z«-an,släufig einen Kondensator
betätigen, dessen Kapazität konstant bleibt, während sich die Temperaturabhängigkeit
der Kapazität ändert. Auf diese Weise könnte man die Temperaturabhängigkeit in den
v erschiedenen Stellungen des Variometers durch diesen Kondensator ausgleichen.
Eine derartige Anordnung wäre aber ziemlich umständlich und kostspielig. Die Erfindung
zeigt einen andern, einfacheren Weg.
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Es ist bekannt, daß man Massekerne nicht nur mit positiver, sondern
auch mit jeder gewünschten negativen Temperaturabhängigkeit der Permeabilität herstellen
kann, und zwar als Ganzes und auch durch Zusammensetzung aus mehreren Teilmassekernen.
Bei Anwendung eines derartigen Kerns auf Hochfrequenzvariometer mit verschiebbarem
'Massekern
würde inan jedoch ohne Kenntnis der Erfindung keine
Temperaturunabhängigkeit der Induktivität erzielen können. Dies wäre ;auch dann
nicht möglich, wenn nian die positive Temperaturabhängigkeit der Induktivität der
Spulen ohne Kern durch eine entgegengesetzte Abhängigkeit der Permeabilität des
Kerns ausgleichen wollte, cla dieser Ausgleich verschieden sein muß, je nachdem,
wie weit der Kern in die Spule eingeschoben ist. Dies wird unten itn einzelnen noch
näher erklärt.
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Es ist auch bekannt, den Verlustfaktor des verschiebbaren Massekerns
über seine Länge -verschieden groß zu bemessen, um bei jeder Stellüng des Massekerns
denselben Resonanzwiderstand und dieselbe Bandbreite zu erhalten. Eine sinngemäße
Anwendung auf die hier gestellte Aufgabe wäre jedoch umständlicher als die erfindungsgemäße
Lösung.
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Die Erfindung, die insbesondere für den Kurzwellenempfang von Bedeutung
ist, besteht darin, daß der Massekern eine in jedem Querschnitt gleiche, durch die
Abmessungen und den Temperaturkoeffizienten der Wicklung gegebene- derartige Temperaturabhängigkeit
der Permeabilität hat, daß die prozentuale Änderung der Induktivität mit der Temperatur
für alle Stellungen des DTässekerns praktisch dieselbe ist, und daß diese Temperaturabhängigkeit
der Induktivität durch eine entgegengesetzte Tenipera";iral;-hängigkeit der Kapazität
des Schwingungskreises ausgeglichen ist.
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In Abb. i ist ein _@usführungsbeispiel eines Varionieters dargestellt,
bei dein die Erfindung angewendet werden kann. Auf dem Spulenkörper h sind die Spulenwindungen
angeordnet. In dem Spulenkörper ist der Massekern J! mittels der Schraube S in der
Richtung des Pfeiles bewegbar. Die Schraube ist in der Führung F drehbar. Zweckmäßig
besteht der Spulenkörper K aus keramischem Material mit kleinem Tetiiperattirl;oeffizienten
und die Schraube S aus einem Material mit kleinem Temperaturkoeffizienten, denn
],ei gleichen prozentualen Materialstrentitigen sind die absoluten Streuungen der
Materialeigenschaften geritlger als bei -schlechterem 1Tat:erial.
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Man kann bei Anwendung der Erfindung nicht dieselbe -.\Iasselcernsorte
für beliebig geformte Spulen anwenden, da die Temperaturabhängigzeit der Induktivität
des Varioineters nicht nur durch das N-Iaterial des Spulenkörpers, sondern auch
durch die Abmessungen der Spule bestimmt ist. Von Einfluß ist insbesondere das Verhältnis
der Länge zum Durchmesser der Spule sowie die Steigung der Windungen. Bereits ohne
den Massekern ist die Temperaturabhängigkeit der Induktivität bekanntlich von den
äußeren Abmessungen der Spule abhängig. Dies kommt daher, dali eine Vergrößerung
des Durchmessers der Spule infolge der Wärmeausdehnung induktivitätserhöhend und
eine Verlängerung der Spule inciul;tivitätsverntindernd wirkt.
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In ähnlicher Weise ist auch der Einfluß des @Tasseherns auf die Teinperaturabhän
gigkeit der Induktivität der Spule je nach den äußeretl Allmessungen der Spule verschieden.
Beim Einschieben des. 1lasseherns werden die Kopplungsverhältnisse zwischen den
Windungen der Spule geändert, was physikalisch ffl 11 eichbedeutend init einer Änderung
der _XI) -ine#sungen der Spule ist. Deshalb wird ohne Beachtung der Erfindung die
Temperaturabhängigkeit der Spule ohne Massekern zugleich finit dein Einschieben
des Massekerns geändert. Auch bei Anwendung der Erfindung läßt sich im allgenleinen
nicht erreichen. daß die Temperaturabhängigkeit der Induktivität in jeder Stellung
des Massekerlis ganz genau dieselbe ist, sondern man wird bei Anwendung der Erfindung
einen derartigen Massekern verwenden, daß die Änderung möglichst gering ist. Abb.
2 zeigt bei einem praktisch ausgeführten Variometer die Abhängigkeit des Faktors
Tk (Itlduktivitä tsä nderung pro Grad Celsius) von der Frequenz f, also von der
Stellung des Massekerns in det-Spule. Bei Anwendung der Erfindung verwendet man
einen derartig ausgebildeten llassekern, daß sich die tatsächliche Kurve der gestrichelten
Kurve, welche einen Mittelwert darstellt, möglichst nähert. -Man sieht. daß die
größte Abweichung des Faf;tors Tk. gleich 5 # 10-l ist, im Gegensatz zu den üblichen
Massekernvariornetern finit Th etwa <lyleich 5o bis aoo. to-l. Die Änderung der
Frequenz pro Grad Celsius ist detnnacli die Hälfte, nämlich 2,5 # io-6, da bei kleinen
Induktivitätsä nderungen die Freduenzänderung halb so groß ist wie die Induktivitätsänderung.
Zum Vergleich sei erwähnt, daß die Freduenzä nderung pro Grad Celsius bei einem
normalen Quarz etwa gleich i # io-'; ist. Eine Freduenzänderung von 2,; # io-6 pro
Grad Celsius gibt für 2ooo l;Hz (i5o 1l1) ein: Freduenzänd,rung voll 2 # 106 # 2,i
= 5 117 pro Grad Celsius.
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Bei der praktischen Herstellung des gemäß der Erfindung angewendeten
Massekerns geht man davon aus, daß man bekanntlich einen Massekern finit positiver
und finit negativer Temperaturabhängigkeit der Permeabil.ität herstellen Innil.
Von Einfluß hierauf ist die Eisensorte, das Isolierillaterial, das 'Mischungsverhältnis,
der Preßdruck, die Tetnperatttr beim Pressen sowie das Herstelluligsverfahren. '.Man
kann zur'Durchführung der Erfindung den Massekern in bekannter Weise
aus
zwei oder mehr Teilkernen mit verschiedener Temperaturabhängigkeit der Permeabilität
zusammensetzen, die z. B. zusaminen:geklebt werden, so daß in jedem Querschnitt
beide Teile zur Wirkung kommen.
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Man braucht die Temperaturabhängigkeit der Permeabilität des lLassekerns
nicht zu messen, da es hierauf nicht ankommt, sondern lediglich darauf, daß beim
Einschieben des llassekerns die an sich vorhandene Temperaturabhängigkeit der Induktivität
möglichst wenig geändert wird.
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Bei einem Versuch wurde festgestellt, daß bei einer größeren Steigung
der Windungen der Massekern eine größere Temperaturabhängigkeit der Permeabilität
besitzen muß. Die günstigsten Werte müssen also jeweils durch Versuche ermittelt
werden.