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Schaltung zur Veränderung der Breite des durchgelassenen Frequenzbandes
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zur Veränderung der Breite des durchgelassenen
Frequenzbandes, welche verhältnismäßig einfach isst und sich besonders für Empfangsgeräte
der Hochfrequenznachrichten:technik eignet. Besonders vorteilhaft ist die Erfindungsbei
den Zwischenfrequenzfiltern eines Superheterodynempfängers anwendbar.
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-Die bisher bekannten Schaltungen. zur Veränderung der Breite des
durchgelassenen Frequenzbandes, wie sie in Empfiangsberäten zur Selektivitätsregelung
verwendet werden, sind im allgemeinen: recht kompliziert; .sie erfordern: entweder
komplizierte mechanische Anordnungen, zur Änderung der Kopplung zwischen zwei abgestimmten
Kreisen oder entsprechend verwickelte elektrische Anordnungen. Es ist bereits bekannt,
die abgestimmten Schwingungskreise eines (Filters gleichzeitig durch zwei einander
entgegenwirkendeKopplungen miteinander zu koppeln, von :dienen mindestens die eine
regelbar ausgebildet ist. Ferner sind auch Anordnungen bekannt, bei denen zur Bandbreitenregelung
gleichzeitig
eine Kopplungsänderung und eine gegenläufige Verstimmung der beiden Filterkreise
torgenommen werden. Bei diesen müssen jedoch bestimmte Werte der Induktivitäten,
des Kopplungsfaktors und des Übersetzungsverhältnisses eingehalten werden, da sonst
nicht einmal eine angenähert symmetrisch verlaufende Bandausdehnung erzielt werden
kann. Ähnliche komplizierteAnordnungen zur gleichzeitigen Kopplungs- und Abstimmungsänderung
der beiden Filterkreise sind auch für eine kapazitive Kopplung der Kreise unter
Verwendung eines Spezialkondensators vorgeschlagen worden.
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Diese bekannten Anordnungen haben die Eigenschaft, daß entweder bei
einer Kopplungsänderung zum Zweck der Bandbreitenregelung die beiden abgestimmten
Kreise in der gleichen Richtung verstimmt werden oder .daß die richtige Bemessung
der beiden miteinander zu verknüpfenden Wirkungen nur. mit großen Schwierigkeiten
bewirkt werden kann.
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Durch die Schaltung nach der Erfindung werden bei Kopplungsänderungen
die abgestimmten Kreise des Filters in entgegengesetzten Richtungen, d. h. symmetrisch
zur mittleren Bandfrequenz, verstimmt, so daß der Verstimmungseffekt die vorzugsweise
unterstützt. Erfindungsgemäß wird dazu außer einer zwischen den Kreisen vorhandenen
Hauptkopplung eine Kopplung durch einen Hilfspreis verwendet, welcher zwei Induktivitäten
enthält, von denen die eine mit der Induktivität des einen abgestimmten Kreises
und die andere mit der Induktiv ität des anderen abgestimmten Irreises gekoppelt
ist. Ferner sind hierbei -Mittel vorgesehen, um eine der Hilfskreisspulen ganz oder
teilweise abzuschalten und die andere Hilfskreisspule gleichzeitig kurzzuschließen.
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Nach der Erfindung hat es der Konstrukteur in der Hand, von vornherein
den Anteil der Hilfskopplung durch den Hilfskreis so zu wählen, daß das richtige
-Maß von Kopplungsänderung erzielt wird. Außerdem kann er die beiden im Hilfskreis
liegenden Spulen ganz oder teilweise abschalten bzw. kurzschließen, wodurch jedesmal
im zugehörigen Schwingungskreis der erwünschte Betrag von Verstimmung erreicht werden
kann.
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Entsprechend einer später genauer beschriebenen Ausführungsform der
Erfindung ist zwischen den beiden abgestimmten Schwingungskreisen als Hilfskopplung
ein Zwischenkreis vorgesehen, welcher der Hauptkopplung entgegenwirkt. Die Kopplung
durch den Zwischenkreis kann verändert werden, um die Bandbreite zu regeln; die
resultierende Kopplung wird dabei vergrößert, wenn die Hilfskopplung herabgesetzt
wird. Gleichzeitig «-erden die Anteile der durch die Kopplung in die abgestimmten
Schwingungskreise hineintransformierten Impedanzen in bezug auf die Resonanzfrequenzen
der beiden Irreise in ent--egengesetztem Sinn geändert. Dies ergibt eine symmetrische
Verstimmung der Kreise gegenüber der mittlerer. Bandirequenz. so daß die durch die
Kopplungserhöhung bewirkte Ausd, linung der Bandbreite dadurch noch unterstützt
wird und symmetrisch zur mittleren Resonanzfrequenz erfolgt.
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In einer bevorzugten Atisfiihrungsform der Schaltung nach der Erfindung
enthält der Zwischenkreis zwei in Reihe geschaltete Induktivitäten, welche einzeln
mit je einer Induktivität der abgestimmten Schwingungskreise induktiv- gekoppelt
sind. Der Zwischenkreis enthält einen Schalter, welcher in seiner einen Stellung
die beiden Induktivitäten miteinander verbindet und in seiner anderen Stellung die
eine Induktivität kurzschließt und die andere mindestens einseitig von der erstgenannten
Induktivität abtrennt. Durch diese Umschaltung wird die Wirkung der einen Induktivität
des Zwischenkreises auf den zugehörigen Schwingungskreis fast vollständig aufgehoben
und die Wirkung der anderen Induktivität auf ihren zugeordneten Abstimmkreis vergrößert.
In anderen später beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung sind -Mittel zur
allmählichen Veränderung der obererwähnten Wirkungen zwischen den beiden Grenzbedingungen
vorgesehen.
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In Fig. i ist die Schaltung eines Überlagerungsempfängers dargestellt,
welcher in seinem Zwischenfrequenzteil ein Filter enthält, dessen durchgelassene
Bandbreite entsprechend der Erfindung verändert werdvn kann. Der Empfänger enthält
den Hochfrequenzverstärker i o, der mit dem Empfangskreis verbunden ist. welc:ier
aus der Antenne ii und Erde besteht; der Hochfrequenzverstärker ist mit der Transponierungsstufe
1 2 gehoppelt. Auf den Ausgangskreis der TransponierutigsstUfe 12 folgen der Zw-ischenfrequenzverstärker
13, das Filter -q., der Zwischenfrequenzverstärker i_3, der Demodulator und Regelspannungserzeuger
16, der 'Ziederfrequenzverstärker 1; und der Lautsprecher -f~. Die vom Regelspannungserzeuger
gelieferteVorspannung wird über die Leitung 16' einer oder mehreren Stufen des Hochfrequenzverstärkers
io, der Transponierungsstufe 1 und der beiden Zwischenfrequenzv erstärker 13 und
i_3 zugeführt.
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Das Filter -q. ist entsprechend der Erfindung ausgebildet. Es enthält
den abgestimmten Eingangskreis ig und den abgestimmten Ausgangskreis 2o. Diese beiden
Kreise sind finit den zugehörigen Klemmen des Zwischenfrequenzverstärkers 13 und
des Zwischenfrequenzverstärlcers
15 verbunden, Die Spulen der Kreise
ig und 2o sind! induktiv miteinander gekoppelt, was durch die Klammer M angedeutet
ist. Außerdem ist als Kopplung ein Zwischenkreis mit .den Induktivitäten2i und 22
vorgesehen, der eine zu der Kopplung M entgegengesetzte Kopplungswirkung ausübt.
Die Induktivitäten des Zwischenkreises sind mit den zugehörigen Induktivitäten der
Hauptkreise gekoppelt, was durch die Klammern 1111 und 11I2 angedeutet ist. Eine
Seite_ des Zwischenkreises ist bei 23 geerdet, während auf der anderen Seite zur
Verbindung zwischen .den Enden der Indu'ktivitäten :21 und 22 der Schalter 24 mit
den, Kontakten 25 und 26 vorgesehen ist. Durch diesen Schalter kann die Verbindung
zwischen den Induktivitäten 2 i und 22 getrennt , werden und gleichzeitig die In,duktivität
21 kurzgeschlossen werden. Die Schaltungselemente sind dabei so bemessen, daß die
Kopplungswirkung auf Grund der Gegeninduktivität M erheblich größer ist als die
des Zwischenkreises über die Kopplungen Ml und M2.
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Bei der Betrachtung der Wirkungsweise sei ausgegangen von der in der
Figur dargestellten Stellung des Schalters 24, bei welcher er die Verbindung zwischen
den Induktivitäten 21 und 22 herstellt. Die Kopplung durch den Zwischenkreis wirkt
dabei der -direkten Kopplung M entgegen, und die Schaltung ist derartig eingestellt,
daß die re.sultieren,de Kopplung zwischen den Kreisen ig und 2o entweder gleich
der kritischen Kopplung ist oder einen unterkritischen Wert -besitzt, so' daß das
Filter eine verhältnismäßig große Selektivität ergibt. Wenn der Schalterarm 24 auf
den Kontakt 26 gelegt wird, ist die Kopplung durch den Hilfskreis aufgehoben, und.
gleichzeitig ist die Wirkung der Induktivität 22 auf dien abgestimmten Kreis; 2o
praktisch bis auf Null, reduziert, während die Induktivität 2 1 kurzgeschlossen
wird. Die resultierende Kopplung zwischen den Kreisen ig und 2o ist also wesentlich
vergrößert, und die durchgelassene Bandbreite wächst dementsprechend an.. Gleichzeitig
wird die wirksame Induktivität des Kreises ig vermindert"da,die mit ihr gekoppelte
Induktivität 2 1 kurzgeschlossen ist, während sie vorher durch die Impedanz der
Induktivität 22 überbrückt war. Die Induktivität 22 ist vollkommen wirkungslos geworden
und daher die in den Kreis 2o hineintran.sformierte Induktivität praktisch eliminiert.
Es ergibt sich also, daß die Kreise ig und, 2o von der mittleren Bandfrequenz aus
in entgegengesetzten Richtungen verstimmt sind. Dies hat gleichfalls die Wirkung
einer Verbreiterung des durch das Filter 14 durchgelassenen Frequenzbandes, ohne,daß
sich eine Verschiebung der mittleren Bandfrequenz ergibt. In Fig. 2 ist eine andere
Ausführungsform der Schaltung nach der Erfindung gezeigt, wobei Teile, die mit Teilen
des Zwischenkreises nach Fig. i identisch sind, die gleichen Bezugszeichen erhalten
haben. In Fig. 2 besitzt die Indu'ktiVität 22" eine einstellbare Anzapfung 28, die
mit dem Ende der Induktivität 2i verbunden ist. Man erkennt, daß bei der einen Grenzlage
der Anzapfung 28 die Induktivität 22Q mit voller Größe in den Zwischenkreis eingeschaltet
ist und daß sie bei der anderen Grenzlage vollständig aus dem Zwischenkreis entfernt
ist, so daß wie bei Fig. i die Induktivität 2,1 kurzgeschlossen ist. Die Anordnung
nach Fig. 2 besitzt also gegenüber Fig. i den Vorteil, daß die Selektivität in mehreren
Zwischenstufen zwischen den beiden Extremwerten verändert werden kann.
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In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform ,des Zwischenkreises dargestellt,
bei welcher der Widerstand 29 parallel zur Induktivität 22 geschaltet ist. Der Widerstand
2g besitzt ,die einstellbare Anzapfung 3o, welche mit dem Ende der Spule 2i verbunden
ist. Die Wirkungsweise der Schaltung nach Fig.3 ähnelt sehr stank der Wirkungsweise
der Schaltung nach Fi.g.2, so daß weitere Erklärungen überflüssig zu sein scheinen.
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Wenn die abgestimmten. Kreise ig undi 2o .durch die Gegeninduktivität
M und .den Zwischenkreis bei der ursprünglichen Einstellung eine-Kopplung besitzen,
welche gleich der kritischen Kopplung ist, so ist es klar, daß bei einer symmetrischen
Verstimmung der Abstimmkreise ig und 2o durch die Einstellung .des Sehalters 24
auf den, Kontakt 26 ,die Übertragungsleistung des Filtersherabgesetzt wird. Man
kann aber natürlich das Filter 14 von vornherein: so einstellen, daß ,die resultierende
Kopplung :durch M und, den Zwischenkreis zunächst erheblich kleiner ist als die
kritische Kopplung. In diesem Fall wird bei der Einstellung des Schalters 24 auf
den Kontakt 26 die Kopplung zwischen den abgestimmten Kreisen ig und 2o vergrößert,
was einer Erhöhung der übertragungsleistung entspricht, während die symmetrische
Verstimmung .der abgestimmten Kreise die Übertragungsleistung vermindert. Man: kann
also durch die Wahl eines geeigneten Wertes der ursprünglichen Kopplung die Schaltung
so einrichten, daß diese beiden Effekte sich gegenseitig aufheben und eine im wesentlichen
konstante erzielt wird:. Diese Überlegung trifft selbstverständlich auch auf die
Ausführungsbeispiele nach Fig. 2 und Fig. 3 in entsprechender Weise zu. Man kann
natürlich auch einte Abwandlung -der Erfindung in der Weise vornehmen, daß die abgestimmten
Kreise ig und 2o bei der
ursprünglichen Einstellung, d. h. wenn
der Zwischenkreis wirksam ist, symmetrisch gegeneinander verstimmt sind und daß
durch die Ausschaltung des Zwiscli°nl;reises Imp2danzkomponenten in die Abstimmkreise
hineintransforniiert «,-erden, durch welche sie auf die gleiche Frequenz abgestimmt
werden.