DE806554C - Vorrichtung zur Erzeugung oder Verstaerkung von Hochfrequenzschwingungen mit einer mehreren Frequenzbereichen zugeordneten Skalenanzeige - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 14. JUNI 1951

p 25662 Villa/21 a⁴ D

Skalenanzeige

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, in der mittels einer als Oszillator geschalteten Entladungsröhre Hochfrequenzschwingungen erzeugt oder Schwingungen verstärkt werden. Dabei wird die Frequenz durch einen eine Induktivität und Kapazität enthaltenden Kreis bestimmt und mittels eines Abstimmorgans geändert, mit dessen Hilfe die Kapazität des Kreises kontinuierlich veränderlich ist. Ferner ist ein Umschaltorgan vorgesehen, mit welchem die Induktivität des Kreises stufenweise geändert werden kann, so daß,die Frequenz in wenigstens zwei verschiedenen Frequenzbereichen mittels des Abstimmorgans kontinuierlich einstellbar ist. Unter Schaltorgan kann hier auch eine Vorrichtung zur Auswechslung von Selbstinduktionsspulen verstanden werden.

Eine Einrichtung dieser Art ist z. B. in Rundfunkempfängern, die über einen weiten Frequenzbereich abstimmbar sind, oder bei Frequenzmetern verwendbar, bei denen eine von außen her züge- so führte Schwingung mit einer in der Einrichtung selbst erzeugten Schwingung mit einer genau zu bestimmenden Frequenz verglichen werden muß, welche auch innerhalb weiter Grenzen veränderlich sein soll.

Es kann z. B. der Fall eintreten, daß man eine

Schwingung einer beliebigen, genau bestimmten Frequenz innerhalb eines weiten Bereiches, der z.B. zwischen 100 kHz und 25000 kHz liegt, erzeugen soll. Es ist bekannt, zu diesem Zweck einen 5 Oszillator mit Rückkopplung mit einem frequenzbestimmenden Schwingungskreis, der mittels eines Kondensators kontinuierlich abstimmbar ist, sowie auch einen Satz auswechselbarer Spulen für den frequenzbestimmenden Kreis zu verwenden, so daß sich z. B. folgende Abstimmgebiete ergeben:

	ι oo kHz	bis	I	250 kHz,
	2OO -	-	2	500 -
	500 -	-	5	250 -
I	000 -	-	12	500 -
2	000 -	-	25	000 -
5	000 -	-	500 -
IO	000 -	-	000 -

In den verschiedenen Bereichen ist das Verhältnis der Grenzfrequenzen naturgemäß gleich, da es durch das Verhältnis der Grenzwerte der Kapazität des Abstimmkondensators bestimmt wird. Durch geeignete Wahl der Spule und der Abstimmung des Kondensators läßt sich hierbei jede beliebige Frequenz innerhalb des Bereiches von 100 bis 25 000 kHz erzielen. Es ist im allgemeinen erforderlich, bei einem solchen Oszillator die Rückkopplungsspule gleichzeitig mit der Spule des frequenzbestimmenden Kreises auszuwechseln. Zu diesem Zweck werden diese Spulen zweckmäßig paarweise zu einer in einer Abschirmbuchse angebrachten Einheit kombiniert. An Stelle von auswechselbaren Spulen läßt sich naturgemäß auch eine Umschaltvorrichtung verwenden, mit deren Hilfe die verschiedeneu Spulen nacheinander eingeschaltet werden.

Der Abstimmkondensator ist gewöhnlich mit einer Skalenteilung versehen, auf der die abgestimmte Frequenz ablesbar ist.

Ein Nachteil der bekannten Vorrichtung besteht nun aber darin, daß der Frequenzverlauf in den verschiedenen Bereichen als Funktion der Verstellung des Abstimmorgans nicht gleich ist, mit anderen Worten, die verschiedenen Skalen decken sich nicht, und aus diesem Grunde ist die Anbringung mehrerer Skalenteilungen erforderlich. Dieser Nachteil tritt vorwiegend beim höchsten Frequenzbereich auf und ist zur Hauptsache auf die Störkapazitäten zwischen den Elektroden der Röhren und insbesondere auf die Kapazität zwischen der Anode und der Kathode und die der Verdrahtung zurückzuführen. Diese Störkapazität gibt zusammen mit der parasitären Induktivität der verschiedenen Verbindungsdrähte Anlaß zu einer Abweichung der Frequenzskala in diesem Bereich.

Die Erfindung bezweckt, diesen Nachteil zu beseitigen, so daß das Verhältnis der Differenz zwischen der einem bestimmten Teilstrich entsprechenden Frequenz und einer Grenzfrequenz zu der Differenz zwischen den Grenzfrequenzen für jeden Bereich gleich ist. In diesem Falle ist daher die relative Frequenzänderung bei einer bestimmten Verstellung des zur kontinuierlichen Abstimmung dienenden Organs in jedem Gebiet gleich; das Organ läßt sich daher mit einer einzigen Skalenteilung versehen, die für sämtliche Bereiche dienen kann. Jedem Bereich entspricht dann ein bestimmter Faktor, mit dem die Ziffern für die Skalenteilung zur Erhaltung der für diesen Bereich geltenden Abstimmfrequenz multipliziert werden müssen.

Die Erfindung besteht darin, daß bei Einstellung auf den niedrigeren Bereich oder die niedrigeren Bereiche mit dem frequenzbestimmenden Kreis ein eine Induktivität und Kapazität enthaltender Hilfskreis gekoppelt ist, dessen Eigenfrequenz höher liegt als die des erwähnten frequenzbestimmenden Kreises. Dabei wird die Skalenteilung für den höchsten Bereich als Basis gewählt, und durch den Hilfskreis in die anderen Bereiche werden solche Abweichungen eingeführt, daß die Skalenteilungen für diese Bereiche mit denen für den höchsten Bereich zusammenfallen.

Wenn die Umschaltung durch Auswechslung der Spulensysteme erfolgt, kann der erwähnte Hilfskreis einen Teil der Spulensysteme für die niedrigeren Frequenzbereiche bilden und mit diesen Systemen in einer einzigen Abschirmbuchse vereinigt werden.

Bemerkt wird, daß es an sich bekannt ist, den Frequenzgang von Schwingungskreisen auszugleichen. Dies tritt z. B. bei Überlagerungsempfängern auf, bei denen ein konstanter Frequenzunterschied zwischen zwei Kreisen erreicht werden soll, was hierbei in der Regel durch die Schaltung von Kapazitäten in Reihe und/oder parallel zum Abstimmkondensator erfolgt. Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung dagegen kommt es nicht auf das Erreichen einer konstanten Differenzfrequenz an, so daß für den gewünschten Ausgleich andere Mittel verwendet werden müssen.

Die Erfindung wird im nachfolgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert.

In Fig. ι dieser Zeichnung ist ein Schaltbild einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung dargestellt, in dem der Einfachheit halber sämtliche für die Erfindung nicht wesentlichen Teile weggelassen sind. In dieser Figur ist mit 1 eine mit einer Kathode 2, einem Steuergitter 3, einem Schirmgitter 5 und einer Anode 4 versehene Entladungsröhre bezeichnet, die als Oszillator geschaltet ist. Zu diesem Zweck ist zwischen die Kathode und das Steuergitter der Röhre ein aus einer Kapazität 6 und einer Induktivität 7 bestehender Schwingungskreis geschaltet, dessen oberes Ende über den Kondensator 8 mit dem Steuergitter und dessen unteres Ende unmittelbar mit der Kathode verbunden ist. Das Gitter 3 ist über einen Ableitungswiderstand 9 mit der Kathode verbunden. Im Anodenkreis liegt eine Spule 11, die mit der Induktivität 7 rückgekoppelt ist, so daß in dem Kreis 6, 7 Schwingungen erzeugt werden, deren Frequenz durch Einstellung des Kondensators 6 innerhalb bestimmter Grenzen abgeändert werden kann. Um die Frequenz innerhalb sehr weiter Grenzen ändern zu können, lassen sich z. B. die Spulen 7 und 11 durch andere Spulen mit anderen Selbstinduktionswerten ersetzen. Dies

-kann ζ. Β. dadurch erfolgen, daß die Anschlußklemmen io und 12 dieser Spulen als Steckerbuchsen ausgebildet werden.

In der Praxis ergibt sich, daß der Frequenzverlauf in den verschiedenen Bereichen als Funktion des Drehwinkels des Abstimmkondensators 6 nicht gleich ist, was zur Hauptsache auf die mit einer gestrichelten Linie angedeutete Störkapazität zwischen der Anode 4 und der Kathode 2 in Verbindung mit der Streuinduktivität der Spule 11 und der Eigeninduktivität der Verbindungsleitung dieser Spule mit der Anode zurückzuführen ist/ Diese Größen haben naturgemäß im Bereich der höheren Frequenzen einen bedeutenden Einfluß. Um dies zu verbessern und in sämtlichen Gebieten sich dekkende Skalenteilungen zu erhalten, sind nach der Erfindung die Spulensätze für die niedrigeren Frequenzen je mit einem Hilfskreis 13, 14 versehen, dessen Induktivität 13 mit der Induktivität 7 des

jo frequenzbestimmenden Kreises gekoppelt ist, dessen Kapazität 14 derart gewählt ist, daß die Resonanzfrequenz jedes Hilfskreises über der des Kreises 6, 7 liegt. Es hat sich ergeben, daß bei passender Wahl der Kopplung zwischen den Spulen 7 und 13 und des Kondensators 14 ein solcher Ausgleich erreicht werden kann, daß die relative Frequenzänderung in sämtlichen Bereichen praktisch gleich ist, so daß die Skalenteilungen für diese Bereiche sich decken.

Die Werte der Induktivität 13 und des Kondensators 14 sind naturgemäß vom abgestimmten Bereich abhängig. Mit Rücksicht darauf wird gleichzeitig mit der Umschaltung auf einen anderen Bereich in der Regel ein anderer Hilfskreis 13, 14 eingeschaltet werden müssen. Dies kann in einfacher Weise dadurch erfolgen, daß der Hilfskreis mit der auswechselbaren Spule zu einer Einheit kombiniert wird.
, Der Umstand, daß tatsächlich ein Ausgleich im obenerwähnten Sinne durch Anwendung des Kreises 13, 14 erzielbar ist, läßt sich leicht einsehen, wenn man berücksichtigt, daß der Kondensator 14 in den niedrigeren Frequenzbereichen eine ähnliche Abweichung herbeiführen wird wie die Anode-Kathoden-Kapazität der Röhre 1 im höchsten Frequenzbereich.

In Fig. 2 sind einige Kurven dargestellt, an Hand deren die Erfindung näher erläutert werden kann. Diese Kurven stellen die relativen Frequenzabweichungen im Bereich von 2000 bis 5000 kHz dar, wenn der obere Bereich von 10 000 bis 25 000 kHz als Norm gewählt wird. In diesem Falle gilt daher für diesen Bereich die waagerechte Kurve I. Die Kurve II zeigt die prozentualen Frequenzabweichungen für die verschiedenen Teilstriche der für den Bereich von 10 000 bis 25 000 kHz geltenden Skalenteilung, wenn die Erfindung nicht angewendet ist. Durch geeignete Einstellung des Induktivitätswertes der Spule 7 und der Nullkapazität des Kondensators 6 kann z. B. erreicht werden, daß in zwei beliebigen Punkten A undB die Frequenzabweichung gleich Null ist. Aus der Kurve ergibt sich aber, daß die Abweichung in anderen Punkten und insbesondere im oberen Teil des Bereiches dann ziemlich groß ist. Bei Anwendung der Erfindung stehen sodann zwei Freiheitsgrade bei der Einstellung zur Verfügung. Man kann z. B. die Kapazität 14 und die Kopplung zwischen den Spulen 13 und 7 einstellbar machen. Auf diese Weise läßt sich eine sog. Vierpunkteinstellung erhalten, wobei vier Punkte der Abweichungskurve mit der waagerechten Linie I zusammenfallen, wofür z. B. die bereits erwähnten Punkte A und B und zwei weitere Punkte C und D gewählt werden können. Aus der Kurve ist ersichtlich, daß die so erhaltene Abweichungskurve III dem Ideal nahezu gleichkommt. Es ist möglich, den Punkt B oben und die Punkte C und D zwischen A und B zu legen.

Ein Nachteil der Verwendung des Kreises 13, 14 ist, daß die Kapazität 14 die Nullkapazität des Kondensators 6 in wirksamer Weise erhöht, was bei der Bemessung dieses Kondensators berücksichtigt werden muß. Es ist aber in der Praxis naturgemäß nicht möglich, die Nullkapazität des Kondensators 6 beliebig niedrig zu wählen. Man kann daher die Kapazität des Kondensators 14 möglichst klein wählen, so daß einer der Freiheitsgrade geopfert wird und ferner ein Ausgleich z. B. nur durch Einstellung der Kopplung zwischen den Spulen 13 und 7 möglich ist. In diesem Falle ergibt sich eine _go Dreipunkteinstellung, wie sie in Fig. 3 angegeben ist, in welchem Falle aber die Abweichungen der erhaltenen Kurve 4 von der Kurve I auch noch verhältnismäßig gering sind und in der Praxis in den meisten Fällen eine sehr hinreichende Annäherung erhalten wird.

Es ist möglich, die Schaltung auf die in Fig. 4 schematisch dargestellte Weise einzurichten. Die Spule 7 ist hierbei in zwei in Reihe geschaltete Teile 7' und 7" unterteilt, und der Kondensator 14' ist an den Teil 7' angeschlossen. Die Werte von 7', 7" und 14' können derart gewählt werden, daß diese Schaltung der in Fig. 1 dargestellten Schaltung in elektrischer Hinsicht völlig entspricht.

Die Erfindung ist auch anwendbar, wenn die Vorrichtung an Stelle eines Oszillators z. B. nur einen oder mehrere Schwingungskreise besitzt, die in einem weiten Frequenzbereich einstellbar sein müssen, und wenn hierfür eine kontinuierliche Einstellung und eine stufenweise Einstellung vorge- no sehen ist.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   I. Vorrichtung, in der mittels einer als Oszillator geschalteten Entladungsröhre Hochfrequenzschwingungen erzeugt oder in der Schwingungen verstärkt werden, bei der die Frequenz durch einen eine Induktivität und eine veränderbare Kapazität enthaltenden Kreis innerhalb eines Bereiches bestimmt wird und bei der ein Schaltorgan vorgesehen ist, mit dessen Hilfe die Induktivität des Kreises stufenweise geändert werden kann, derart, daß die Frequenz in

   wenigstens zwei verschiedenen Frequenzbereichen einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhaltung der gleichen Skalenteilung in den Frequenzbereichen, bei Einstellung auf den niedrigeren Bereich oder die niedrigeren Bereiche, mit dem frequenzbestimmenden Kreis ein eine Induktivität und Kapazität enthaltender Hilfskreis gekoppelt ist, dessen Eigenfrequenz höher liegt als die des erwähnten frequenzbestimmenden Kreises.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Grenzfrequenzen für sämtliche Bereiche gleich ist.
3. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung durch Auswechslung der zu einer Einheit kombinierten Selbstinduktionsspule des frequenzbestimmenden Kreises und der Rückkopplungsspule erfolgt und diese Einheit für die niedrigeren Frequenzbereiche mit einem Hilfskreis gekoppelt ist, dessen Abstimmfrequenz die des betreffenden Bereiches übersteigt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   & 140 6.