DE807965C - Schaltung zur UEbertragung elektrischer Schwingungen mit einem grossen Durchlassbereich - Google Patents

Description

• Schaltung zur Übertragung elektrischer Schwingungen mit einem großen Durchlaßbereich Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zur Übertragung elektrischer Schwingungen, insbesondere Schwingungen sehr hoher Frequenz, mit einem großen Durchlaßbereich. Solche Schaltungen finden z. 13. Anwendung in der Fernsehtechnik. bei Sende- und Empfangsvorrichtungen, bei denen F requenzmodulation verwendet wird, bei "hrägerwellentelephonie mit einer Anzahl von L`bertragungskanälen u. dgl. Die Erfindung bezweckt, eine Schaltung zu schaffen, bei der in äußerst einfacher \Veise eine günstige Übertragung eines Frequenzbandes beliebiger Breite erzielbar ist.
• Bei der Schaltung nach der Erfindung wird ein selektiver Kreis verwendet, in dem eine Induktivität liegt. «-elche mit einem Kern aus einem ferroinagnetischen Material versehen ist. Spulen dieser Art sind als solche bekannt. Der Kern aus dem ferromagnetischen Material, der hierbei im allgemeinen einen geschlossenen Kreis bildet, dient dazu, bei gleichen Abmessungen der Spule als solchen, die Induktivität zu erhöhen. Sehr günstige Ergebnisse wurden in dieser Hinsicht mit Kerneis erhalten, welche zur Hauptsache aus nahezu nicht elektrisch leitenden ferromagnetischen Nfetallverhindungen, insbesondere Oxyden, bestehen. Diese Stoffe weisen bei einer bestimmten Zusammensetzung auch bei höheren Frequenzen eine hohe Permeabilität bei verhältnismäßig geringen Verlusten auf. Mit Rücksicht darauf sind durch Verwendung von Spulen mit Kernen aus einem solchen \Verkstoff sehr selektive Schwingungskreise für liiihere Frequenzen erzielbar. Mit einer Zunahme der Frequenz nehmen aber die Verluste der Spule zu, während die Permeabilität abnimmt, so daß die Verwendung oberhalb einer bestimmten Frequenz, welche durch die Art des ferromagnetischen Materials bedingt wird, als weniger zweckmäßig betrachtet wurde.
• Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, claß der Umstand einer Zunahme der Verluste und einer Abnahme der Permeabilität in bestimmten Frequenzbereichen benutzt werden kann, wenn es darauf ankommt, eine Schaltung zu erhalten, welche ein breites Frequenzband durchlassen muß. Bisher wurde zu diesem Zweck den verwendeten selektiven Kreisen durch Anbringung von Parallelwiderständen an den Schwingungskreisen eine erhöhe D:impfung gegeben, oder mehrere Kreise wurden <furch bestimmte gegenseitige Kopplungen zu einem Handfilter vereinigt. Auch ist es bei Verstärkern bekannt, die als Kopplungselemente zwischen den verschiedenen aufeinanderfolgenden Verstärkerstufen dienenden Schwingungskreise auf etwas abweichende Frequenzen abzustimmen.
• Die Erfindung besteht darin, daß bei einer Schaltung zur Übertragung elektrischer Schwingungen finit einer großen Durchlaßbreite, welche wenigstens einen selektiven Kreis enthält, in dem eine Induktivität liegt, welche mit einem Kern aus einem nicht oder nahezu nicht elektrisch leitenden ferromagnetischen Material besteht, die Eigenschaften dieses .Materials in Bezug auf die zu übertragenden Fren;u<#i7en derart gewählt sind, daß für die Frequenzen des durchzulassenden Bereiches die Permeabiliiät eine starke Abnahme mit der Frequenz aufweist. Die Spule wird hierbei in einem Frequenzbereich vei-w-endet, in dem der Effektivwert der Permeabilit iit viel geringer ist als der bei den früheren Anwendungen als optimal betrachtete Maximalwert und z. 13. ein Drittel bis ein Zehntel des letzteren Wertes beträgt.
• Auch bei Spulen mit einem lamellierten oder fein verteilten Eisen tritt infolge der sogenannten Ilautwirkung eine scheinbare Abnahme der Pernieabilität des Kernmalerials mit einer Zunahme der Frequenz auf. Eine solche Wirkung ist beine Gegenstand der vorliegenden Erfindung nicht er wünscht, da sie nicht zum gewünschten Ergebnis führt. Die Hautwirkung darf daher nur eine untergeordnete Rolle spielen.
• Es hat sich ergeben, daß insbesondere bei den erwälinten Spulen mit Kernen, welche aus ferroinagnetische Verbindungen enthaltenden Stoffen bestehen, durch eine geeignete Zusammensetzung dieser Stoffe eine solche Abnahme der Permeabilität finit der Frequenz im zu übertragenden Frequenzhereich erzielbar ist, daß die Schaltung eine günstige Bandfilterwirkung aufweist.
• Die Erklärung, daß ein Kreis mit einem Kern aus dem erwähnten ferromagnetischen Werkstoff die ge"%-ünsclite Eigenschaft aufweist, ist die, daß in (lein Bereich, in dem die Permeabilität mit einer Zunahme der Frequenz abnimmt, die Induktivität in entsprechender \\'eise abnimmt. Insbesondere bei Verwendung eines Parallelschwingungskreises paßt sich dieser Kreis daher gleichsam der aufgedrückten Frequenz an, und die Kreisimpedanz ändert sich daher weniger rasch mit der Frequenz als bei einem Kreis mit einer Spule ohne einen ferromagnetischen Kern finit ]in übrigen #gleiclier Däinpf ung.
• Der Zusammenhang zwischen der Pernieabilit<it und der Frequenz kann in einen bestimmten Bereich annähernd durch die Foruiel herin. = Cx j'"' wiedergegeben werden, in der C eine Konstante nid m ein von der Art des Kernmaterials abhängiger Wert ist. Nach der Erfindung wird die Art des .Materials in bezug auf die zu übertragenden Frequenzen vorzugsweise derart gewählt, daß ü1 dein zu übertragenden Bereich der \\-ert ui zwischen o,8 und 2 liegt.
• Es ist leicht nachweisbar, dali, wenn ur = a wäre, der ideale Zustand eintreten würde, daß, wenn die Spule einen Teil eines Schwingungskreises bildet, der Kreis bei jeder Frequenz. des betreffenden Bereiches in Schwingung ist. -Man wird daher bestrebt sein, diesen Fall möglichst zti verwirklichen.
• Es wurde festgestellt, daß die unter dein Namen Ferroxcube bekannten Materialien, welche als wesentlichen Bestandteil ein Ferrit enthalten, für den beabsichtigten Zweck sehr günstige Eigenschaften aufweisen.
• Gegenüber Schaltungen mit Parallelschwingungskreisen, deren Durchlaßbreite mittels eines Parallelwiderstandes vergrößert ist, bietet die vorliegende Erfindung den Vorteil, daß ein viel günstigerer Wert des Produktes der Bandbreite und der lTaxiiiialinipedanz des Kreises erhalten wird, wenn z. B. t;iiter Bandbreite die Differenz zwischen zwei Frequenzen verstanden wird, bei der die Impedanz. bis unterhalb eines bestimmten Teiles der Maximal inipedanz herabsinkt.
• Eine Änderung der Zusainmensetzting des Materials ermöglicht eine Änderung des Frequenzbereiches, in dem die für die Erfindung günstigste Beziehung zwischen der Pernieabilität (bzw. den \*erlusten) und der Frequenz auftritt, so daß durch eine geeignete Wahl des Materials eine Bandfilterwirkung der Schaltung für mehrere Frequenzbereiche erhältlich ist.
• Die Erfindung ist bei Verstärkern mit Parallelschwingungskreisen verwendbar, welche ein Frequenzband bestimmter Breite durchlassen müssen. Sie läßt sich aber auch bei Verstärkern für Videofrequenzspannungen verwenden, bei denen Schwingungen sämtlicher eine bestimmte Grenzfrequenz unterschreitender Frequenzen verstärkt werden müssen. Ferner findet sie bei Bandfiltern mit gekoppelten Kreisen und Bandverstärkern Anwendung, bei denen die Kopplungselemente zwischen den verschiedenen aufeinanderfolgenden Stufen aus gegenseitig verstimmten Scliwiigungskreisen bestehen.
• Es wurde festgestellt, daß besonders günstige Ergebnisse in denn zwischen io und ioo JIHz liegenden Frequenzbereich erzielbar sind. Die Erfindung eignet sich ferner zur Anwendung heim .\nteniieulcreis eines Empfangsgeräts für C',ltr;,lioclifreeluenzscliivingungen, wenn ein solcher hrc;s zur Aufnahme von innerhalb weiter Grenzen licgenden Frequenzen geeignet gemacht werden soll. In diesem Fall wird erfindungsgemäß ein Stab aus einem ferroinagnetischen Stoff als Antenne verwendet, der den Kern der Spule des Eingangskreises des Rundfunkempfangsgeräts bildet.
• In diesem Zusammenhang kann bemerkt werden, daß es an sich bekannt ist, bei Empfangsgeräten niit Rahmenantennen den Empfangsrahmen mit eirein ferromagnetischen Stoff zti versehen, zur ErhaltLing einer besseren Konzentration der durch <1e11 Rahmen hindurchgehenden magnetischen Kraftlinien. Die 1_rfindung unterscheidet sich von dieser hekannten Vorrichtung nicht nur dadurch, daß in einem Fi-c<luenzbereicli gearbeitet wird, der gegeniihe-i- dein Hereich der zii empfangenden Frequenzen auf Besondere Weise gewählt ist, sondern auch dadurch, daß die Abmessungen der :'\ritenne aus dein ferroinagnetischen Stoff groß sind gegenüber denen der Spule. Letztere kann auf eine verhältnismäßig gerin@@c Länge des stabförmigen Kerns konzentriert sein. `Die .lnterine wird vorzugsweise in Richtung der magnetischen Kraftlinien angeordnet und kann ;ds ein inagnetischer'Dipol wirksam sein, der eine starke Konzentration der magnetischen Kraftlinien herbeiführt. :aus denselben Gründen wie die bercits beschriebene Parallelresonanzspule mit einem magnetischen Kern wird eine solche Antenne zum gleichzeitigen Empfang der innerhalb eines weiten Pereiches liegenden Frequenzen geeignet sein.

Claims (6)

1. PATEN TANSPRCCHE: r. Schaltung zur Übertragung elektrischer Scli« ingungen, insbesondere sehr hoher Frequenz, reit einer großen Durchlaßbreite, «-elche wenigstens einen selektiven Kreis enthält, in dein eine Induktiv ität liegt, weiche mit einem Kern aus einem nicht oder nahezu nicht elektrisch leitenden ferromagnetischen Werkstoff versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Eigenschaften dieses Werkstoffs in bezug auf die zu übertragenden Frequenzen derart gewählt sind, daß für diese Frequenzen die Pernieabilität eine starke Abnahme bei Zunahme der Frequenz aufweist.
2. 2. Schaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die Beziehung zwischen der Permeabilität des Materials und der Frequenz durch die Beziehung Perm. = C f- gegeben ist, in der C eine Konstante ist, der Wert m in dem durchzulassenden Bereich zwi scher o,8 und 2 liegt und vorzugsweise uni ein geringes von 2 abweicht.
3. 3. Schaltung nach den Ansprüchen i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Kerns als Hauptbestandteil eine ferromagnetische Metallverbindung enthält. q.
4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ferromagnetische Metallverbindung ein Ferrit ist.
5. 5. Schaltung nach den Ansprüchen 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Material der unter dem Namen Ferroxcube bekannte Stoff ist.
6. 6. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule einen Teil des Eingangskreises eines Empfangsgerätes für Ultrakurzwellen bildet und der Kern dieser Spule als Antenne dient. ;. Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Längenabmessungen des Kerns groß sind gegenüber seinen Querab inessungen und gegenüber den Abmessungen der Spule.