DE754315C

DE754315C - Circuit for the transmission of high frequency oscillations

Info

Publication number: DE754315C
Application number: DEH145634D
Authority: DE
Original assignee: Hazeltine Corp
Current assignee: BAE Systems Aerospace Inc
Priority date: 1934-11-15
Filing date: 1935-11-14
Publication date: 1953-01-19

Description

Schaltung zur Übertragung von Hochfrequenzschwingungen Die Erfindung bezieht sich auf die übertragung vonHochfrequenzschwingungeninnerhalb eines Bandes oberhalb von 5oo kHz zwischen zwei kapazitiv miteinander gekoppelten Kreisen, wobei vorausgesetzt wird, daß mindestens der eine von diesen Kreisen auf eine' beliebige zu übertragende Frequenz innerhalb,des genannten Bandes über einen weiten Frequenzbereich abstimmbar ausgebildet ist. Die Übertragung soll erfolgen über eine Hochfrequenzleitung, welche im Vergleich zur Wellenlänge der zu übertragenden Schwingungen verhältnismäßig kurz ist. Die Erfindung kann besonders in Hochfrequenzempfangsschaltungen zur Anwendung kommen, die in mehrere voneinander entfernt liegende Teile aufgeteilt sind und Hochfrequenzkabel zur Verbindung zwischen diesen Teilen besitzen. Beispielsweise können die von einer Antenne aufgenommenen Schwingungen .der Empfangsfrequenz - eines oder mehrerer Wellenbänder über diese Kabelleitung dem Eingangskreis des Empfängers zugeführt werden.Circuit for the transmission of high frequency vibrations The invention refers to the transmission of high frequency vibrations within a band above 500 kHz between two capacitively coupled circuits, where it is assumed that at least one of these circles is linked to any Frequency to be transmitted within the band mentioned over a wide frequency range is designed to be tunable. The transmission should take place via a high-frequency line, which in comparison to the wavelength of the vibrations to be transmitted is short. The invention can be used particularly in high-frequency receiving circuits that are divided into several spaced apart parts and high-frequency cables to connect between these parts. For example, those from a Oscillations picked up by the antenna. Of the receiving frequency - one or more wavebands can be fed to the input circuit of the receiver via this cable line.

Es ist bekannt, daß die Übertragung von Hochfrequenzschwingungen über Kabelleitungen gewöhnlich mit wesentlichen Energieverlusten verbunden ist, welche die Wirksamkeit einer solchen Anlage stark herabsetzen. Bei sehr hohen Frequenzen stört besonders die unvermeidbare Eigenkapazität der Hochfrequenzleitung und setzt das Übertragun-smaß herab.It is known that the transmission of high frequency vibrations via Cable lines are usually associated with significant energy losses, which greatly reduce the effectiveness of such a system. At very high frequencies particularly disturbs the unavoidable self-capacitance of the high-frequency line and reduces the transmission rate.

Uni diese Verluste nach Möglichkeit zu vermindern, war man darauf angewiesen, je einen Anpassungstransformator am Anfang und am Ende der Leitung zu verwenden, so daß die Leitung von einem verhältnismäßig starken Strom niedriger Spannung durchflossen wurde. Der Wirkungsgrad derartiger Transformatoren ist jedoch nur für einen begrenzten Frequenzbereich einigermaßen konstant, so daß eine derartige Schaltung für einen Mehrbandempfä.nger innerhalb eines weiten Fr°-quenzgebietes praktisch nicht ausführbar ist.Uni was eager to reduce these losses as much as possible instructed to use one matching transformer at the beginning and one at the end of the line use so that the line of a relatively strong current lower Voltage was flowing through it. However, the efficiency of such transformers is only reasonably constant for a limited frequency range, so that such a Circuit for a multi-band receiver within a wide frequency range is practically not feasible.

Es war auch bekamst, zwei entfernt voneinander angeordnete Hoehfrequ:enzkreisederart an die Übertragungsleitung anzuschließen. daß,die Leitungskapazität beiden Kreisen gemeinsam ist. Dadurch aber, daß in diesem Fall die Leitungskapazität parallel zu den Kapazitäten der angeschlossenen Abstimmkreise lag, erhöhte sich deren Kapazität um einen bestimmten festen Betrag. Dies setzte die Anwendbarkeit derartiger Schaltungen wesentlich herab, weil die Abstimmkapazität eines der angeschlossenen Kreise niemals unter den Wert der Kabellzapazität, vermehrt um die AnfangskapazitätseinesDrehkondensators. gesenkt werden konnte. Der durch die Abstimmung überdeckte Frequenzbereich wurde also wesentlich vermindert.It was also given two high frequency circles spaced apart from each other to be connected to the transmission line. that, the line capacity of both circuits is common. As a result, however, that in this case the line capacitance is parallel to the capacities of the connected voting groups, their capacity increased by a certain fixed amount. This continued the applicability of such circuits significantly, because the tuning capacity of one of the connected circuits never below the value of the cable capacitance, increased by the initial capacitance of its variable capacitor. could be lowered. The frequency range covered by the vote was so significantly reduced.

Es ist auch schon bekanntgeworden, die Kapazität einer Leitung dadurch zur Kopplung zu verwenden, daß man den einen Leiter der Doppelleitung am einen Ende, den andern Leiter am .anderen Ende je an einen der beiden Kreise anschloß und die Rückleitung Über Erde vornahm. Abgese lieg davon, daß auch in diesem Fall die Kapazität des an den abstimmbaren Kreis angeschlossenen Leiters gegen die Rückleitung parallel zu dem abgestimmten Kreis lag und man dessen Abstimmöglichkeiten in der vorerwä.linten Meise begrenzte, wurden ,dabei im ganzen drei Übertragungsleitungen notwendig.It has also already become known, the capacity of a line through this to use for coupling, that one conductor of the double line at one end, connected the other conductor at the other end to one of the two circles and the Return via earth made. Apart from the fact that in this case too the capacity of the conductor connected to the tunable circuit parallel to the return line to the agreed circle and one of its voting options in the vorerwä.linten Most limited, three transmission lines were necessary.

Nach der Erfindung werden die :Nachteile der bekannten Schaltungen dadurch vermieden. daß die Enden der Übertragungsteitu.ng derartig an den abstimm,baren Kreis angeschlossen sind, d@aß die Leitungskapazität als feste Kapazität innerhalb des genannten abstimmbaren Hochfrequenzhreises in Reihe mit der Induktivität und Kapazität dieses Kreises liegt. Bei der Anordnung :nach der Erfindung wirkt also die Eigenkapazität -der übertragungsleitung als echte Koppelkapazität zur Übertragung der Schwingungen auf den angeschlossenen Ausgangskreis; die Leitu .gskapazität vergrößert jedoch nicht die Anfangskapazität des zur Abstimmung verwendeten Drehkondensators, so daß bei optimalen Übertragungsverhältnissen der überdeckte Frequenzbereich nicht eingeengt wird.According to the invention, the disadvantages of the known circuits thereby avoided. that the ends of the transmission line can be coordinated in such a way Are connected to the circuit, d @ ate the line capacitance as a fixed capacitance within of said tunable high frequency rice in series with inductance and Capacity of this circle is. With the arrangement: works according to the invention the inherent capacity of the transmission line as a real coupling capacity for transmission the vibrations on the connected output circuit; the line capacity increased but not the initial capacitance of the variable capacitor used for tuning, so that with optimal transmission ratios the covered frequency range is not is narrowed.

Sollte die natürticheLeitungskapazität nicht die für die gewünschte Kopplung geeignete Größe besitzen, so ist es zweckmäßig, innerlialli der an die Leitung angeschlossenen Kreise ein festes Kapazitätselement parallel zur Leitungskapazität zu schalten, «-elches derartig bemessen ist, daß sich aus der Summe der beiden Kapazitäten die richtige Größe der Koppelkapazität ergibt.Should the natural line capacity not be that required for the desired Coupling suitably sized, so it is appropriate to the innerlialli of the Circuits connected to the line have a fixed capacitance element parallel to the line capacitance to switch, "which is so dimensioned that the sum of the two capacities the correct size of the coupling capacitance results.

Ferner ist es für die Gleichmäßigkeit des ttbertragungsmaßes vorteilhaft, mitRücksicht auf die durch die Leitungskapazität gegebene kapazitive Kopplung der Kreise, falls eine feste Abstimmung des einen angeschlossenen Kreises vorgesehen sein soll, seine Eigenfrequenz so zu wählen, daß er innerhalb des zu überdeckenden Frequenzbereichs eine kapazitive Impedanz besitzt.It is also advantageous for the uniformity of the transfer rate, taking into account the capacitive coupling of the Circles, if a fixed vote of one connected circle is provided should be to choose its natural frequency so that it is within the to be covered Frequency range has a capacitive impedance.

In dem Schaltbild ist ein ferngesteuerter Üb, rl-agerungsempfänger dargestellt. bei dem die Erfindung benutzt wird. Der Hauptempfänger i, der die Zwischenfrequenzstufen, den Demodulator und den Niederfrequenzteil des Empfängers enthält, ist durch das Hochfrequenzkabel 3 mit dem Empfängerteil 2 verbunden, welcher idie vom Benutzer abzustimmenden Stufen, und zwar den Hochfrequenzverstärker und den Frequenzwandler enthält. Dieser Teil e kann beispielsweise als kleine tragbare Einheit ausgebildet sein. so daß eine Bewegung unabh!ä:ngig vom Hauptteil i über einen gewissen begrenzten Raum möglich ist. Es ist auch möglich, diesen Teil 2, beispielsweise in einem Flugzeug. in dem beschränkten Raum der Funkkabine anzuordnen. während der Hauptempfänger i an irgendeiner geei@gneten Stelle des Luftfahrzeuges aufgestellt werden kann, wo er nicht stört.In the schematic is a remote controlled transmission receiver shown. in which the invention is used. The main receiver i, which controls the intermediate frequency stages, contains the demodulator and the low frequency part of the receiver is through the Radio frequency cable 3 connected to the receiver part 2, which i the user stages to be tuned, namely the high-frequency amplifier and the frequency converter contains. This part e can for example be designed as a small portable unit be. so that a movement independent of the main part i over a certain limited Space is possible. It is also possible to use this part 2, for example in an airplane. to be arranged in the limited space of the radio booth. while the main recipient i can be set up at any suitable location on the aircraft, where he doesn't bother.

Das Hocpfrequenzkabel3 enthält die Leitungen ,I und 5, d'ie von einer Hülle 6 umgeben sind. Die Antenne 7 und die Erde 8 sind dabei unmittelbar an die Klemmen des Hauptempfängers i geführt. Es müssen daher. die durch die Antenne aufgenommenen Schwingungen über das Kabel zuerst dem Eingangsteil 2,des Empfängers zugeführt werden. Diesem Zweck dient das -Verbindungspaar .4, 6 für die Hinleitung und .das Verbindungspaar .5 und 6 für die Rückleitung der verstärkten und in ihrer Frequenz veränderten Schwingungen zum Hauptempfänger.The high frequency cable3 contains the lines, I and 5, d'ie of one Sheath 6 are surrounded. The antenna 7 and the earth 8 are directly connected to the Terminals of the main receiver i led. It must therefore. those picked up by the antenna Vibrations via the cable are first fed to the input part 2 of the receiver. This is the purpose of the connection pair .4, 6 for the outgoing line and .the connection pair .5 and 6 for the return of the amplified and changed in frequency vibrations to the main recipient.

Der Tei12 enthält den abstimmbaren Eingangskreis 9, der mit dem Gitter der Vorröhre io verbunden ist. Die von der Röhre,io verstärkten Hochfrequenzschwingungen werden Tiber den abstimmbaren Kreis i i dem Eingangsgitter der Mischröhre 12 zugeführt, die finit Hilfe zweier besonderer Gitter und des abstimmbaren Kreises 13 auf Grund einer Rückkopplung die benötigte Überlagerungsschwingwng erzeugt. Die von der Röhre 12 ausgehenden Zwis-chenfrequenzschwingungen werden über die Kabelleitung 5 dem Eingang der Zwischenfrequenzverstärlcerröhre 14 zugeführt. Die übrigen Teile des Zwischenfrequenzverstärkers sind durch das Rechteck 15 schematisch angedeutet. Die Rechtecke 16 und 'i7 deuten ferner schematisch den Demodulator und den Niederfrequenzverstärker an. Die Wiedergabe erfolgt durch den Lautsprecher 18. Das Rechteck -i9 soll ein gebräuchliches Netzanschlußgerät bezeichnen, welches aus dem Lichtnetz 2o die notwendigen Betriebsspannungen erzeugt, die de.neinzelnen Teilen des Empfängers über die Leitungen 21 zugeführt werden.The part 12 contains the tunable input circuit 9, the one with the grid the pre-tube is connected. The high frequency vibrations amplified by the tube, io are fed via the tunable circuit i i to the inlet grid of the mixing tube 12, the finite help of two special lattices and des tunable circle 13 generates the required superimposition oscillation on the basis of a feedback. the Intermediate frequency oscillations emanating from the tube 12 are transmitted via the cable line 5 fed to the input of the intermediate frequency amplifier tube 14. The remaining parts of the intermediate frequency amplifier are indicated schematically by the rectangle 15. The rectangles 16 and 'i7 also indicate schematically the demodulator and the low-frequency amplifier at. The reproduction takes place through the loudspeaker 18. The rectangle -i9 should be a Common network connection device designate which from the lighting network 2o the necessary Operating voltages generated by the individual parts of the receiver via the cables 21 are fed.

Die Übertragung der von d er Antenne aufgenommenen Schwingungen auf den Empfängerteil 2 wird nun entsprechend der Erfindung besorgt. Zu .diesem Zweck enthält der abgestimmte Eingangskreis g in Reihe mit den Spulen '2o' und 21' und mit dem Abstimmkondensator 24,den fest eingestellten Kondensator Cl, welcher der Leitungskapazität zwischen den Leitungen 4 und 6 parallel geschaltet ist. Auf diese Weise bildet die Leitungskapazität einen Teil der in Reihe mit den Hauptabstimmelementen liegenden Kapazität Cl. Der A:bstimmkreis ist in üblicher Weise über mehrere Frequenzibänder abstimmbar ausgebildet, deren Auswahl durch den Umschalter 27 erfolgt. Es sind auch die Trimmerkondensatoren 2@2 und 23 zur Herstellung des Gleichlaufes für die verschiedenen abgestimmten Kreise vorgesehen.The transmission of the vibrations picked up by the antenna the receiver part 2 is now concerned according to the invention. To this end contains the tuned input circuit g in series with the coils' 2o 'and 21' and with the tuning capacitor 24, the fixed capacitor Cl, which the Line capacitance between lines 4 and 6 is connected in parallel. To this Way, the line capacitance forms part of the series with the main tuning elements lying capacity Cl. The tuning circle is usually over several frequency bands designed to be tunable, the selection of which is made by the changeover switch 27. There are too the trimmer capacitors 2 @ 2 and 23 to establish synchronization for the various coordinated circles provided.

Die abgestimmten Kreise i i und 13 sind in dieser Bauart dem Kreis g sehr ähnlich, wobei jedoch ein Kapazitätselement von der Bedeutung Cl nicht vorhanden ist. Dafür ist im Kreis,i i, welcher in seinem Abstimmungsgang mit dem Kreis g identisch sein soll, der Kondensator 55 vorgesehen, der eine Kapazität hat, die der Summe der Kapazitäten Cl und der Kabelkapazität gleich ist.The coordinated circles i i and 13 are the circle in this design g is very similar, but a capacitance element of the meaning Cl is not present is. For this, in the circle, i i, which is identical in its tuning process to the circle g should be, the capacitor 55 is provided, which has a capacitance that of the sum the capacities Cl and the cable capacitance is the same.

Die Erzeugung -der Überlagerungsschwingungen in der Röhre 12 erfolgt auf die übliche Weise, wobei eine bleichzeitige induktive und kapazitive Rückkopplung mit Hilfe des Transformators 33 und des Kondensators 34 vorgesehen ist. 56- ist eine Hochfrequenzdrossel.The generation of the superimposed oscillations in the tube 12 takes place in the usual way, with a whitening-time inductive and capacitive feedback with the aid of the transformer 33 and the capacitor 34 being provided. 56- is a high frequency choke.

Die gemeinsame Kathodenleitung 32 des Empfängerteils 2 ist über die Kabelhülle 6 geerdet; diese Hülle ist nämlich bei 44 innerhalb des Hauptempfängerteils mit Erde verbunden. Innerhalb des Kabels sind bei der gewählten Darstellung nur die Leitungen angedeutet, welche etwas mit der Erfindung zu tun haben. Dies sind .die Leitungen 4 und 5. Es können jedoch innerhalb der Kabelhülle auch noch weitere Leitungen vorgesehen sein, z. B. Lei tungen für die Übertragung der notwendigen Betriebsspannungen und Ströme, Leitungen zum Aus- und Einschalten, zur Verstärkungsregelung usw.The common cathode line 32 of the receiver part 2 is grounded via the cable sheath 6; namely, this envelope is connected to earth at 44 within the main receiver part. Within the cable, only the lines that have something to do with the invention are indicated in the representation chosen. These are .die lines 4 and 5. However, further lines can also be provided within the cable sheath, e.g. B. Lei lines for the transmission of the necessary operating voltages and currents, lines for switching on and off, for gain control, etc.

Die Antenne 7 ist über den Widerstand 45 mit der Erde 8 verbunden, von welchem über den Kondensator 46 eine Verbindung mit der Leitung 4 des Kabels hergestellt ist. Zwischen der Leitung 4 und Erde liegt innerhalb des Hauptempfängerteils i der Kondensator Cl', der dem Kondensator Cl an der Seite des Empfängerteils 2 entspricht. Die Kondensatoren Cl und Cl' ergeben zusammen mit der Leitungskapazität idie richtige Größe für die Koppelkapazität. Da das Kabel 3 im Vergleich zur Wellenlänge der übertragenen Schwingungen kurz sein soll, wirkt seine verteilte Kapazität praktisch wie eine konzentrierte Kapazität, so daß die Parallelschaltung mit den Kapazitäten C1 und C1' tatsächlich wie eine einzige Kapazität wirkt.The antenna 7 is connected to the earth 8 via the resistor 45, from which via the capacitor 46 a connection to the line 4 of the cable is made. Between the line 4 and earth lies within the main receiver part i the capacitor Cl ', the capacitor Cl on the side of the receiver part 2 is equivalent to. The capacitors Cl and Cl 'together with the line capacitance iThe right size for the coupling capacity. Because the cable 3 compared to the wavelength the transmitted vibrations should be short, its distributed capacity has a practical effect like a concentrated capacitance, so that the parallel connection with the capacities C1 and C1 'actually acts like a single capacitance.

In einer Übertragungsschaltung mit kapazitiver Kopplung hängt der Kopplungskoeffizient bekanntlich nur von den vorhandenen Kapazitäten, nämlich im vorliegenden Fall der Kapazität der Antenne und den Kapazitäten .der abgestimmten Kreise sowie der vorhandenen Kopplungskapazität ab. Alle diese genannten Kapazitäten sind während des Betriebes unveränderlich mit Ausnahme der Abstimmungskapazität 24, welche jedoch für eine bestimmte Skaleneinstellung am Abstimmknopf immer wieder die gleiche Kapazität aufweist. Daraus folgt, daß -der Kopplungskoeffizient und damit das Übertragungsmaß in allen Empfangsbändern bei gleicher Einstellung des Kondensators 24 wieder derselbe sein wird. Dies ist natürlich ein sehr erwünschtes Verhalten der beschriebenen Anordnung.In a transmission circuit with capacitive coupling, the As is well known, coupling coefficient only depends on the existing capacities, namely in present case the capacity of the antenna and the capacities .the matched Circles as well as the existing coupling capacity. All of these mentioned capacities are unchangeable during operation with the exception of the voting capacity 24, which, however, repeatedly for a certain scale setting on the tuning knob has the same capacity. It follows that the coupling coefficient and so that the transmission rate in all receiving bands with the same setting of the Capacitor 24 will be the same again. This is of course a very desirable one Behavior of the described arrangement.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Circuit for the transmission of high-frequency oscillations within a band above 500 kHz between two capacitively coupled circuits, of which at least one of which is designed to be tunable to any frequency to be transmitted within -the said band over a wide frequency range, via a transmission line, which is short is in comparison to the wavelength of the vibrations to be transmitted, characterized in that the ends of the transmission line are connected to the tunable circuit in such a way that the line capacitance (C) is a fixed capacitance within the said tunable high-frequency circuit in series with the inductance (2o, 21 ') and capacity (a4) of this circle.

2. Circuit according to claim i, characterized in that that within the circles fixed capacitance elements parallel to the line capacitance are switched.

3. A circuit according to claim i or 2, characterized in that with a fixed tuning of one circuit, its natural frequency is chosen so that it has a capacitive impedance within the frequency range to be covered. To distinguish the subject matter of the invention from the state of the art, the following publications were taken into account in the grant procedure: German Patent Specifications No. 298 975, 366 547 USA.-Patent Specifications No. 1676: 252, 1 761 2iIII; Publication of the Sachsenwerk "Innovations 1927/1928 about radio devices".