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Kopplungsschaltung, bei welcher sich die Energieübertragung von einem.
Eingangskreis auf einen über einen Frequenzbereich abstimmbaren Ausgangskreis in
Abhängigkeit von der Betriebsfrequenz in einer vorbestimmten Weise ändert, insbesondere
konstant bleibt Die Erfindung bezieht sich auf eine Kopplungsschaltung, durch welche
innerhalb eines gewissen Frequenzbereiches elektrische Schwingungen von einem Eingangskreis
auf einen Ausgangskreis übertragen werden können. Die Kopplungsschaltung nach der
Erfindung ist besonders zur Verbindung aufeinanderfolgender Stufen elektrischer
Vserstärkereinrichtungen oder beispielsweise zur Kopplung des Antennensystems mit
der ersten Verstärkerstufe eines Empfängers geeignet.
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Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Kopplungsschaltung von
einfacher Bauart derartig auszubilden, daß sich innerhalb eines bestimmten Frequenzbereiches
die Energieübertragung selbsttätig in einer vom Konstrukteur vorher bestimmbaren
Weise ändert. Ganz besonders soll es ermöglicht werden, eine nahezu konstante Übertragung
innerhalb des gesamten Frequenz- bzw. Abstimmbereiches zu erzielen.
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Bei den bekannten Kopplungsschaltungen, für welsche ein Transformator
mit einer Primärspule und mit abgestimmter Sekundärseite ein typisches Beispiel
ist, wird die Änderung der Energieübertragung in Abhängigkeit von
der
Betriebsfrequenz durch den Konstrukteur nicht beherrscht. Die Übertragung steigt
nämlich mit wachsender Frequenz innerhalb des Abstimmbereiches an, so dar im Fall
eines Verstärkers sich der Verstärkungsgrad in entsprechender Weise mit der Frequenz
ändert.
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Bei diesen bekannten Kopplungsschaltungen besteht zwischen dem Eingangskreis
und dem abstimmbaren Ausgangskreis ein innerhalb des Abstimmbereiches nahezu konstanter
Kopplungsgrad. Dieser Umstand ist bei dem soeben betrachteten Fall der induktiven
Kopplung die Ursache für das Anwachsen der Selzuiidärspannung mit der Frequenzbei
gleichbleibender Primärspannung.
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Die Erfindung erlaubt es dem Konstrukteur, bei einer übersichtlichen
Kopplungsschalttag die Übertragungsverhältnisse in Abhängigkeit von der Frequenz
vorher zu bestimmen und nach. Wunsch eine bestimmte Abhängigkeit der Energieübertragung
von der Frequenz zu erzielen. Zu diesem Zweck ist die Kopplungsschaltung nach der
Erfindung mit einem Eingangskreis versehen., der aus einer Induktiv ität und einer
dazu parallel liegenden festen Kapazität besteht und mit dem auf die Detriebsfrequenz
abgestimmten Ausgangskreis über eine Reihenkapazität gekoppelt ist; der Eingangskreis
ist dabei zusammen mit der in seine Abstimmung eingehenden Reihenkapazität aueine
nur etwas unterhalb der niedrigsten Frequenz des Abstimmbereiches liegende Frequenz
abgestimmt; eine magnetische Kopplung zwischen der Spule des Eingangskreises und
der Spule des Ausgangskreises soll praktisch vermiedet. sein. Die Kapazität des
Eingangskreises, welche zwischen den Eingangsklemmen parallel zur Induktivität des
Eing ngslzreises liegt, kann auch durch die Kapazität gebildet werden, welche vermöge
der Ausbildung des Eingangskreises zwischen den Eingangsklen.men liegt. Auch diese
Kapazität muß zusammen mit der des Reihen- bzw. Kopplungskondensators groß genug
sein, um zusammen mit der Induktivität der Eingangsspule eine Eigenfrequenz unterhalb,
aber nur etwas unterhalb der niedrigsten Frequenz des Abstiminbereiclies zu ergeben.
Infolge dieser Abstimmung des Eingangskreises ist seine Impedanz für alle Frequenzen
des Abstimmbereiches kapazitiv und nimmt daher mit wachsender Fre,#uenz innerhalb
des Abstinunbereiches ab. Die kapazitive Kopplung zwischen Eingangs- und Ausgangskreis
durch den R.eüienl;ondensati,-r #:-<irlist dagegen mit steigender Frequenz. Man
hat daher zwei einander entgegenwirkende E#lekte, die bei passender Bemessung der
einzelnen Elemente so ausgeglichen werden können, daß sich eine resultierende Kopplung
zwischen dem Eingangs- und Ausgangskreis ergibt, die sich mit der Abstirnmfrequenz
in einer vorbestimmten Weise ändert.
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Es sei darauf hingewiesen, daß das Problem der Konstanthaltung des
Verstärkungsgrades durch entsprechende Ausbildung der Kopplungselemente des Verstärkers
bereits früher behandelt worden ist. Es ist bereits eine Kopplungsschaltung bekannt,
bei weicher zu diesem Zweck drei miteinander gekoppelte Induktivitäten vorgesehen
sind. von «-elchen eine im Ausgangskreis und zwei im Eingangskreis liegen. Gegenüber
dieser bekanntei_ Schaltung bietet die Kopplungsschaltung nach der Erfindung den
Vorteil einer weit übersichtlicheren Wirkungsweise, wobei magnetische Kopplungen,
die schwer ohne kapazitive \ebenetfekte ausführbar sind, vermieden werden. Es ist
auch eine Kopplungsschaltung bekannt, bei welcher zu einem ähnlichen Zweck eine
gemischte Kopplung verwendet wird, die sich aus einer magnetischen Kopplung zwischen
der Spule des Eingangskreises und der Spule des Ausgangskreises und einer zusätzlichen
kapazitivenKopplung zusammensetzt; die kapazitiveKopplung soll dabei die induktive
Kopplung zwischen den Spulen verstärken. Eine weitere bekannte Kopplungsschaltung
sieht zwischen einem Antennenkreis und dem Eingangskreis eines Empfangsgerätes zwei
innerhalb der Verbindungsleitungen zwischen den beiden Kreisen angeordnete einstellbare
Kopplungskolidensatoren vor. Bei dieser Schaltung wird der Antennenkreis, welcher
mit dein Eingangskreis der Kopplungsschaltung nach der Erfindung zu vergleichen
wäre, durch einen besonderen Kondensator jeweils auf die Betriebsfrequenz abgestimmt.
Der Zweck dieser bekannten Schaltung bestand in einer Verbesserung der Selektionseigenschaften
des Empfängers. Ferner ist auch eine Kopplungsschaltung zur Verbindung zweier Röhrenstufen
eines Empfangsgerätes bekannt, bei welcher im Anodenkreis einer vorausgehenden Röhre
als Kopplungsinipc,iaiiz eine Drosselspule vorgesehen ist, während die Anode dieser
Röhre über einen Kopplungskondensator mit dem abgestimmtenGitterschwingungskreis
der nachfolgenden Röhre verbunden ist. Bei dieser Schaltung waren jedoch die einzelnen
an der Energieübertragung beteiligten Elemente nicht in der `'eise der Erfindung
dimensioniert; auch wurde durch diese Schaltung keine Konstanthaltung oder besondere
Beeinflussung des Änderungsgesetzes der Energieübertragung mit der Frequenz bezweckt.
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Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, zur Herstellung einer vorbestinnnten
Gesetzinäßigl,zeit der Energieübertragung in Abhängigkeit von der Frequenz bei einer
Kopplungsschaltung zwei Kopplungen vorzusehen, von denen die eine eine mit der Frequenz
zunehmend,
die andere eine mit der Frequenz abnehmende Wirkung hart;
dabei sollen die beiden Kopplungselemente fest einsgestellte Schaltelemente sein,
und zwar vorzugsweise das eine aus einer Gegeninduktivität und das aridere aus einer
Kopplungskapazität bestehen.
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In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand in einigen Ausführungsbeispielen
dargestellt.
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Fig. r zeigt eine Kopplungsschaltung nach der Erfindung; Fig. 2 und
3 zeigen eine solche Kopplungsschaltung in Verbindung mit einem Antennenkreis bzw.
dem Ausgangskreis einer Entladungsröhre.
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In Fig. z besteht die Kopplungsschaltung aus dem abstimmbaren Ausgangskreis
mit der festen Spule L und dem veränderlichen Abstimmkondensator C, der zwischen
den Ausgangsklemmen O liegt. Die untere Ausgangsklemme ist mit der unteren Eingangsklemme
durch eine Verbindungsleitung oder über Erde verbunden. Der Eingangskreis besteht
aus der festen Spule L2, die zwischen den Eingangsklemmen I liegt, sowie dem Kondensator
C1, der zwischen die obere Eingangs- und die obere Ausgangsklemme geschaltet ist
und Eingangs- und Ausgangskreis elektrostatisch miteinander koppelt. Magnetisch
sind die Eingangsspule L2 und des Ausgangsspule L miteinander praktisch nicht gekoppelt.
' Zwischen den Eingangsklemmen I liegt eine zusätzliche Kapazität C2, die gegebenenfalls
auch durch die Kapazität gebildet werden kann, die infolge der besonderen Ausbildung
des Eingangskreises zwischen den Eingangsklemmen liegt. Die Kapazität C2 erzeugt
zusammen mit dem Kopplungskondensator C1 und der Induktivität der Eingangsspule
L2 eine. Eigenfrequenz etwas unterhalb der tiefsten Frequenz des Abstimmbereiches,
der durch die Einstellmöglichkeit des Abstimmkondensators C begrenzt ist. Die tiefste
Resonanzfrequenz des Eingangskreises und dieelektrostatischeKopplung zwischen Eingangs-
und Ausgangskreis mittels des Kondensators Cl rufen die obergenannten entgegengesetzten
Effekte hervor, mittels deren sich die effektive Kopplung zwischen Eingangsklemmen
I und Ausgangsklemmen O selbsttätig in einer gewünschten Weise in Abhängigkeit von
der Abstimmfrequenz ändert.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist ein Antennenkreis A mit der
oberen Eingangsklemme und die Erde mit der unteren Eingangsklemme verbunden. Die
Verbindungsleitung zwischen der unteren Eingangs- und der unteren Ausgangsklemme
ist hier durch die Erdung beider Klemmen ersetzt. Mit der unteren Ausgangsklemme
ist auch der bewegliche Teil des Abstimmkondensators C geerdet. Die Kapazität C2
besteht in der Schaltung nach Fig. z aus der Antennen-Erde-Kapazität des Antennenkreises
A, die zusammen mit dem Kopplungskondensator C1 dem Eingangskreis die genannte Eigenfrequenz
erteilt.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist die obere Eingangsklemme unmittelbar
mit der Anode einer Entladungsröhre V verbunden, während die untere Eingangsklemme
mit der geerdeten Kathode über die Anodenbatterie B verbunden ist, von welcher der
Entladungsstrom der Röhre über die Eingangsspule L2 zugeführt wird. Auch hier ist
die untere Eingangsklemme mit der unteren Ausgangsklemme nicht unmittelbar verbunden,
da anderenfalls der Pluspol der Anodenbatterie geerdet würde. Die erforderliche
Verbindung zwischen der unteren Eingangs- und Ausgangsklemme wird durch die Erdung
der Röhrenkathode und des beweglichen Teils des Kondensators C gebildet.