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Transformatorkopplung für Breitbandträgerfrequenzverstärker Die vorliegende
Erfindung betrifft einen Kopplungstransformator für Verstärkeranordnungen zur Übertragung
sehr breiter Frequenzbänder von mindestens mehreren ioo Kilohertz Breite, beispielsweise
für Zwischenfrequenzverstärker für Fernsehempfang öder -sendung, welcher der bei
diesen Anordnungen vorliegenden Forderung einer guten Verstärkung über eine sehr
große Bandbreite entspricht. Bei derartigen Transformatoren ist die Kopplung meist
nicht rein induktiv, sondern gemischt induktiv-kapazitiv. Diese gemischt induktive
und kapazitive Kopplung wird bei bekannten Transformatoranordnungen dazu benutzt,
durch Gegeneinanderwirken dieser beiden Kopplungsarten einen bestimmten gewünschten
Kopplungseffekt zu erzielen. Diese bekannten Anordnungen haben übereinandergewickelte
Spulen und sind daher nur für verhältnismäßig schmale Frequenzbandbreiten in der
Größenordnung von etwa 8 Kilohertz brauchbar.
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Beim Gegenstand der Erfindung dagegen handelt es sich um Anordnungen.
zur übertragung möglichst breiter Frequenzbänder von mindestens mehreren i oo Kilohertz
Breite,, und für diese Zwecke sind die bekannten Anordnungen nicht brauchbar, da
die dort immer noch vorhandenen verhältnismäßig großen Aufbaukapazitäten eine Übertragung
derartig breiter Frequenzbänder von mehreren i oo Kilohertz unmöglich machen. An
sich sind auch schonTransf ormatoranordnungen bekannt, bei denen Gebrauch vom bekannten
Phänomen der Koppelwellenbildung bei starker Kopplung gemacht wird, indem eine derart
feste Kopplung benutzt wird, daß ein verhältnismäßig breites Band infolge der beiden
entsprechenden Koppelresonanzstellen übertragen wird. Ferner wird bei einer bekannten
Anordnung zwecks Sicherstellung einer möglichst gleichmäßigen Übertragung des verhältnismäßig
geringen Frequenzbandes von ungefähr 8ooo Hertz die vorhandene Aufbaukapazität benutzt,
um die Unregelmäßigkeiten bei der Übertragung dieses Frequenzbandes zu beseitigen.
Die Regulierung erfolgt dort, indem man die übereinanderliegenden Wicklungen gegeneinander
verschiebt. Beim Gegenstand der -Erfindung dagegen will man die Breite des übertragenen
Frequenzbandes vergrößern, insbesondere auf der Seite der, hohen Frequenzen; infolgedessen
dürfen nur verhältnismäßig geringe Aufbaukapazitäten benutzt werden, und die Voraussetzung
hierzu wird durch die besondere erfindungsgemäße Wicklungsanordnung der Transformatorspulen
g esc 'haf fen.
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Erfindungsgemäß wird nun bei einer Transformatorkopplung für Breitbandträgerfrequenzverstärker,
insbesondere fürZwischenfrequenzverstärker in Fernsehanordnungen, mit einem derartigen
Kopplungsgrad zwischen Primar-und Sekundärspule, daß eine Doppelresonanz mit einem
Abstand der Koppelresonanz entsteht, welche der zu übertragenden Bandbreite
entspricht,
die Primär- und Sekundärspule einlagig mit demselben Windungssinn auf demselben
Spulenträger lioaxial angeordnet und die primäre Spule in zwei Teilwicklungen zerlegt,
die zu beiden Seiten der sekundären Spule angeordnet sind. Gleichzeitig werden hierbei
die Anfänge der primären und sekundären Wicklungen in an sich bekannter Weise derart
benachbart angeordnet, daß nur eine geringe kapazitive Kopplung eintritt.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird eine Verstimmung der
Sekundärspule nach kurzen Wellen hin angegeben, wodurch es möglich ist, den beiden
Buckeln der Frequenzkurve im langwelligen und kurzwelligen Gebiet gleiche Höhe zu
geben.
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An Hand der Abbildungen sei der erfindungsgemäße Kopplyngstransformator
näher erläutert.
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In Fig. i ist der Kopplungstransformator i in Verbindung mit zwei
Röhren 2 und 3 dargestellt. Der Kopplungstransformator besteht aus einer primären
Wicklung, die in zwei Hälften q. und 5 aufgespalten ist, und einer sekundären Wicklung
6. Alle drei Wicklungen 4., 5 und 6 sind in gleichem Wendungssinn gewickelt. Der
Primärstrom tritt erfindungsgemäß an demjenigen Ende der Primärhälfte 5 ein, welches
der Sekundärspule 6 direkt benachbart liegt. Der Sekundärstrom verläßt die Sekundärspule
6 an dem gegenüberliegenden Punkt S und geht von dort direkt zum Gitter der folgenden
Verstärkerröhre 3. Die Enden der Sekundärspule und der Primärspule sind bei 9 bzw.
i o hochfrequenzmäßig geerdet. Außerdem wird die Sekundärspule und die Primärspule
durch je einen Widerstand i i und 12 gedämpft.
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Durch die verhältnismäßig kleine Aufbaukapazität zwischen den Anfängen
beider Wicklungen des Transformators und durch die gleichzeitige Anordnung der Primärspulenteile
zu beiden Seiten der sekundären Spule wird eine Anhebung der Übertragungskurve im
Gebiet der hohen Frequenzen bewirkt und eine sehr starke und für die Erzielung großer
Bandbreiten notwendige Verbreiterung des Frequenzbandes erreicht.
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An Hand der Fig. 2 sei diese Anhebung der Übertragungskurve im Gebiet
der höheren Frequenzen des Übertragungsbandes erläutert. Man erkennt den Punkt 7
für den Eintritt des Primärstromes in die primären Spulenteile q. und 5 und den
Punkt i o für den Austritt des Primärstromes. Der Primärstrom, von der Anode der
Röhre 2 kommend, tritt bei hohen Frequenzen nicht allein in den primären Wicklungsteil
s ein, sondern fließt gleichzeitig auch über die Streukapazität 13 zu einem beträchtlichen
Teile auf die Sekundärspule'6 über. Der Leitungsstrom ist mit 14 und der durch die
Streukapazität erzeugte Strom mit 15 in Fig.2 eingezeichnet. Durch diesen Streuanteil
15 entsteht in der bei 9 geerdeten Sekundärwicklung ein zusätzlicher Spannungsabfall,
welcher bei den angegebenen Polungen die induzierte Spannung unterstützt. Das Vorzeichen
beider Spannungen ist einander gleich und entgegengesetzt dem Vorzeichen der Spannung
an der Primärklemme 7.
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Die Wirkung dieser kapazitiven Zusatzkopplung ist in den Kurven n
und b in Fig.3 dargestellt, welche den Frequenzverlauf der Übertragung einmal bei
der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung nach Fig.2 und das andere Mal bei Umpolung
der Sekundärspule zeigt.
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Die induktive Kopplung ist durch die Bandbreitenbedingung in bekannter
Weise durch das Koppelwellenphänomen festgelegt. Der erforderliche Kopplungsfaktor
läßt sich bei dem erfindungsgemäßen Transformator mit drei koaxial liegenden Spulen
durch Bemessung der Spulenhöhe, d. h. durch Wahl der Drahtstärke, erreichen. Die
kapazitive Kopplung wird hauptsächlich durch den Abstand a (Feg. i festgelegt. Sie
läßt sich zweckmäßig gegebenenfalls durch überschieben eines isolierten Ringes 16,
der an einer Stelle geschlitzt ist, einstellen.
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Die Abstimmung der beiden Wicklungen geschieht unter Ausnutzung von
vorhandenen Aufbau- und Röhrenkapazitäten durch richtige Bemessung der Selbstinduktion
der Spulen unter Vermeidung aller überflüssigen Parallelkapazitäten. Je kleiner
diese sind, desto mehr Selbstinduktion kann man durch entsprechend größere Wendungszahl
verwenden und desto größere Verstärkung läßt sich erreichen. Die Abstimmung der
Spulen geschieht zunächst auf die gleiche Welle für die Primär- und Sekundärspulen
einzeln. Durch feste' Kopplung tritt die Aufspaltung in Koppelwellen ein. Die Verstärkung
durch die in Fig. i dargestellte Anordnung ist athängig von der Steilheit der Röhren,
von der Größe der schädlichen Anodenkapazität der angeschlossenen Röhren, von der
gewählten Trägerfrequenz und von der zu übertragenden Bandbreite, welche beim Trägerfrequenzverfahren
als doppelte Bandbreite im Abstand der Seitenfrequenzen in Erscheinung tritt.
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Es hat sich folgendes praktische Ausführungsbeispiel bewährt: Bildzeilenzahl
¢0o. Frequenzbandbreite 2,25 Megahertz, Trägerfrequenz 7,5 Megahertz, Dämpfungswiderstand
11 - 2ooo Ohm, primäre Aufbaukapazität etwa 15 cm, Dämpfungswiderstand 12 - 500o
Ohm, Eigenwellen primär = 7,5 Megahertz, sekundär = 8 Megahertz, Wicklungslängen
für
alle drei Spulen etwa 2 bis 3 mm, Abstand a-b = i mm.
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Die Kurven a und b in Fig. 3 sind ohne Dämpfungswiderstand
aufgenommen und zeigen deutlich, daß das Maximum im Gebiet der höheren Seitenbandfrequenzen
niedriger liegt als das Maximum im Gebiet der niederen Seitenbandfrequenzen. Die
Kurve c in Fig.3 zeigt das Resultat der erfindungsgemäßen Korrekturmaßnahmen. Man
kann durch den Abstanda die kapazitive Kopplung beeinflussen und durch den Abstand
b die induktive Kopplung. Dadurch kann man die beiden Buckel der Frequenzkurve gleich
hoch machen.