DE898645C

DE898645C - Verzoegerungsnetzwerk mit einem einen leitenden Stoff enthaltenden langgestreckten zylindrischen Kern und einer laengs des Kernes verteilten Wicklung

Info

Publication number: DE898645C
Application number: DEH5511A
Authority: DE
Inventors: Michael John Di Toro; Harold Alden Wheeler
Original assignee: Hazeltine Corp
Current assignee: BAE Systems Aerospace Inc
Priority date: 1945-03-12
Filing date: 1950-09-23
Publication date: 1953-12-03
Also published as: US2413608A; FR946571A; US2413607A; GB606547A; GB606549A; BE472484A

Description

Die bekannten erdsymmetrischen 'Verzögerungsnetzwerke bestehen aus zwei gleichen, auf einen gemeinsamen Kern aufgewickelten, gleichachsigen, verteilten Wicklungen mit einander entgegengesetztem Wicklungssinn. Die Abmessungen der Wicklungen und der diese bildenden Leiter bestimmen das Maß der durch das Netzwerk erreichbaren Verzögerung, während die Wicklungsverluste und die Unvollkommenheiten der Wicklungen die Dämpfung ίο und die Bandbreite des Netzwerkes bestimmen. Derartige Netzwerke haben u. a. den Nachteil, daß sie neben ihrer normalen Betriebsweise, bei welcher in den einander entsprechenden Teilen der Wicklungen einander entgegengesetzt gerichtete Ströme fließen, auch einer anomalen Betriebsweise fähig sind, bei welcher die in den einander entsprechenden Teilen der Wicklungen fließenden Ströme gleichphasig sind. Überdies erfordern diese Netzwerke eine erdsymmetrisch ausgebildete Eingangs- und Ausgangsschaltung der angeschlossenen Schaltungsanordnungen.

Die bekannten erdunsymmetrischen Verzögerungsnetzwerke bestehen aus einer einzigen verteilten Wicklung in Verbindung mit einer Erdrückleitung. Die Erdrückleitung besteht gewöhnlich aus einem geschlitzten Metallrohr, das gleichzeitig als Kern der Wicklung dient. Die Kapazität zwischen der Wicklung und ihrem Kern stellt die verteilte Kapazität des Netzwerkes dar, die zusammen mit der Induk-

tivität der Wicklung das Maß der Verzögerung bestimmt. Bei einer derartigen Anordnung ist ein anomales Arbeiten in der vorher beschriebenen Weise ausgeschlossen, und zum Zuführen bzw. Abführen der Zeichenspannung genügt eine erdunsymmetrische Schaltungsanordnung. Aus diesem Grunde ist das erdunsymmetrische Netzwerk vorteilhafter als das erdsymmetrische, jedoch haben auch die bekannten erdunsymmetrischen Netzwerke schwerwiegende Nachteile. So treten bei ihnen große Wirbelstromverluste im Kern auf, weil der Kern dicht bei einem erheblichen Teil der Wicklungsfläche Hegt, um die gewünschte verteilte Kapazität des Netzwerkes zu erreichen. Weiterhin zeigte es sich, daß der Kern eine unerwünschte Abschirmung des magnetischen Feldes der Wicklung bewirkt und dadurch die Induktivität des Netzwerkes vermindert.

Der Zweck der Erfindung besteht in der Vermeidung der obengenannten Nachteile, insbesondere durch Schaffung eines erdunsymmetrischen Verzögerungsnetzwerkes, welches in einen vorbestimmten Frequenzbereich fallende Zeichenspannungen mit einer minimalen Dämpfung überträgt und bei einer verhältnismäßig großen Verzögerung einen sehr geringen Platzbedarf hat. Dies wird gemäß der Erfindung durch eine derartige Anordnung des leitenden Materials des Kernes und einer derartigen Wahl seines Wirkleitwertes erreicht, bei welcher die Wirbelstromverluste und die Stromleitungsverluste im Kern bei der mittleren Frequenz des genannten Frequenzbereiches etwa gleich groß sind.

Die Erfindung wird an Hand der in der Zeichnung dargestellten Beispiele näher erläutert. Die Fig. i, 3, 5 und 6 zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele des gemäß der Erfindung ausgeführten erdunsymmetrischen Verzögerungsnetzwerkes, während die Fig. 2 und 4 Schaltbilder darstellen, welche den vorgenannten Verzögerungsnetzwerken elektrisch angenähert gleichwertig sind und zur Veranschaulichung ihrer Dämpfungseigenschaften dienen.

Das in Fig. 1 dargestellte erdunsymmetrische Verzögerungsnetzwerk hat die Gestalt einer künstlichen Leitung und besteht aus einer auf einen Kern 10 aus leitendem Stoff gewickelten, längs des Kernes verteilten Wicklung 11. Der Kern soll zweckmäßig aus einem Stoff hoher Permeabilität bestehen und kann vorteilhaft aus einem in Stabform gepreßten Gemisch von feinverteiltem Graphit und Eisenteilchen hergestellt werden. Die Wicklung ist vom Kern durch eine isolierende Zwischenlage 12 isoliert, die allerdings auch weggelassen werden kann, wenn die Isolation der Wicklung 11 ausreichende dielektrische Eigenschaften hat. Infolge der Kapazität zwischen der Wicklung und dem leitenden Kern ist die Wicklung entlang ihrer ganzen Länge elektrisch mit dem Kern gekoppelt. Diese Kopplungskapazität bildet einen Teil des Netzwerkes und bestimmt zusammen mit der Induktivität der Wicklung die Gesamtverzögerung des Netzwerkes, da ja diese Gesamtverzögerung proportional dem geometrischen Mittel der Gesamtinduktivität und der Gesamtkapazität ist. Die Gesamtverzögerung des Netzwerkes ergibt sich daher aus dem Durchmesser, der Länge und der Permeabilität des Kernes, aus dem Durchmesser und der Art des die Wicklung bildenden Leiters sowie aus der Zahl und der Steilheit der Windungen der Wicklung. Eine Vergrößerung des Durchmessers oder der Länge des Kernes bzw. der Wicklung ergibt höhere Werte der Induktivität und Kapazität, während eine Vergrößerung der Windungsanzahl je Längeneinheit der Wicklung in erster Linie nur die Induktivität vergrößert. Auch die Steigerung der Permeabilität des Kernes hat nur eine Vergrößerung der Induktivität zur Folge.

Das eine Ende des Kernes 10 ist über eine Erdleitung 13 und eine Erdungsklemme 14 geerdet. Die Erdleitung 13 soll einen geringeren Scheinwiderstand haben als der Kern und kann zweckmäßig aus einem versilberten Band aus leitendem Stoff bestehen. An den Enden der Wicklung 11 sind Anschlußklemmen 15, 16 vorgesehen.

Die dargestellte Anordnung kann als ein dreipoliges Netzwerk angesehen werden, da sie eine Eingangsklemme 15, eine Ausgangsklemme 16 und eine gemeinsame Erdungsklemme 14 aufweist. In der Schaltskizze gemäß Fig. 2, welche der Anordnung gemäß Fig. ι elektrisch annähernd gleichwertig ist, stellen die Längsspulen L₁ die verteilte Induktivität der Leitung 11 und die Querkondensatoren C₁ die verteilte Kapazität zwischen der Wicklung und dem Kern dar.

Bei der Behandlung der Dämpfungseigenschaft des Netzwerkes gemäß den Fig. 1 und 2 soll der Wirkwiderstand der Wicklung 11 vernachlässigt werden, so daß als Ursache für die Dämpfung, deren Verminderung bezweckt wird, hauptsächlich die Wirbelstromverluste und die Stromleitungsverluste im Kern anzusehen sind. Unter Stromleitungsverluste sollen hier diejenigen verstanden werden, welche durch den im Kern fließenden Strom verursacht werden, nicht aber die durch die Induktionsströme verursachten Verluste. Die durch Induktionsströme verursachten Wirbelstromverluste stehen mit der Induktivität der Wicklung 11 ursächlich in Verbindung. Man kann annehmen, daß die Wirbelstromverluste durch die Widerstände R_e dargestellt werden können, welche zu den Längsspulen L₁ parallel geschaltet sind. Die Stromleitungsverluste rühren dagegen von dem durch den Spulenkörper (Kern) fließenden Strom her, der über die Klemme 14 zur Erde abfließt, und man kann daher annehmen, daß sich diese Verluste durch die Widerstände R₁₁ darstellen lassen. Da die Größe «wohl der Wirbelströme als auch der Leitungsströme im Spulenkörper (Kern) zumindest zum Teil durch die Leitfähigkeit des Kernes 10 bestimmt wird, hängt auch die Dämpfung des Netzwerkes von der Leitfähigkeit des Kernes ab. Zur Bestimmung der optimalen Leitfähigkeit des Kernes, bei welcher sich die geringste Dämpfung und die größte Gütezahl Q des Netzwerkes ergibt, werden folgende Größen in Betracht gezogen:

η = Anzahl der Windungen der Wicklung 11, a = Halbmesser der Wicklung 11 in Metern, b = Länge der Wicklung 11 in Metern, μ = Permeabilität des Kernes 10 in Henry pro Meter,

L₁ =

ρ =

R₀ =

R" =

R₈ = ω — (o_m —

C) =

Induktivität der Wicklung ii je Längeneinheit in Henry pro Meter,
Wirkwiderstand des Kernes io in Ohm pro Meter,

Stromleitungsverlustwiderstand je Längeneinheit des Netzwerkes in Ohm pro Meter, dem Wirbelstrom-Nebenschluß-Verlustwiderstand R_e gleichwertiger Reihenwiderstand je Längeneinheit des Netzwerkes in Ohm pro Meter,

Gesamtverlustwiderstand,
2 π/"

2 π f_m, wobei f_m die mittlere Frequenz der Bandbreite des Netzwerkes darstellt;
zeigt den bevorzugten Wert der damit versehenen Größe an.

Unter den angenommenen Bedingungen gilt:
R,= R

R" =

L₁ =

Q =

*Rc + R*	8ρδ²	(ι)
Q	μ η²· π α?	(2)
	δ²	(3)
	ρ πω²μ^ζα^ίη²·	(4)
πα² 8 ρ δ²	(5)
ω L₁ •η	(6)

Die Gleichungen (ι) und (5) zeigen, daß die durch R_c ausgedrückten Stromleitungsverluste von der Frequenz unabhängig sind, während die durch R" dargestellten Wirbelstromverluste sich mit dem Quadrat der Frequenz ändern. Die VerlustwiderständeR_c und R" ändern sich in einander entgegengesetztem Sinne mit denÄnderungen des Kernwirkwiderstandes ρ. Infolgedessen kann der Gesamtverlustwiderstand R₈ dadurch vermindert werden, daß man einen Wert des Kernwirkwiderstandes wählt, bei welchem die Verlustwiderstände R_e und R" bei der mittleren Frequenz der Bandbreite des Netzwerkes gleich groß werden. In diesem Falle gilt:

, „., π²«'

Q =

Ymax —

8 δ²	W)
πα³ω_ημη	(8)
2 1/2 δ	(9)
ρ' αω_ημη	(ΙΟ)
πα² 2,γ~2 δ
^mL_{1 Ί/}- ηπα
2 R' ^Ρ - δ

Die Gleichung (8) ergibt denjenigen Wirkwiderstand des Kernes 10, bei welchem man den kleinsten Wert der Dämpfung und die größte Gütezahl Q des Netzwerkes erhält. Die Gleichung enthält nur Größen, welche für ein gegebenes Netzwerk bekannt sind, und ermöglicht daher ohne weiteres die Berechnung des günstigsten Kernwiderstandes. Sie enthält u. a. auch die Permeabilität μ des Kernes, die, wie dies die Gleichung (4) zeigt, die Gesamtinduktivität der Wicklung 11 ebenfalls unmittelbar beeinflußt. Nach erfolgter Wahl derjenigen Permeabilität, die für die gewünschte Induktivität der Wicklung 11 erforderlich ist, sowie nach erfolgter Berechnung des für die Erzielung der minimalen Dämpfung (größte Gütezahl Q) erforderlichen Kernwirkwiderstandes aus der Gleichung (8) kann der bei einer gegebenen Länge und einem gegebenen Durchmesser des Kernes erforderliche Prozentsatz leitenden Materials im Kern ohne weiteres bestimmt werden. Ein auf diese Weise hergestellter Kern hat eine Leitfähigkeit, bei welcher die Wirbelstromverluste und die Stromleitungsverluste im Kern bei der mittleren Frequenz der Bandbreite des Netzwerkes einander gleich sind.

Die Wirbelstromverluste im Kern können durch das Anbringen einer Anzahl von Längsschlitzen vermindert werden, welche die Ausbildung von Wirbelströmen in der Umfangsrichtung des Kernes verhindern. Dadurch kann die Gesamtdämpfung vermindert und die Gütezahl Q des Netzwerkes erhöht werden. Derartige Kerne kann man durch Pressen des Kernmaterials in Preßformen mit radial vorspringenden Einlagen aus dielektrischem Stoff herstellen.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist in der Achse des Kernes ein Leiter 17 aus nichtmagnetischem Stoff vorgesehen, der über die Leitung 13 und die Erdungsklemme 14 geerdet ist. Die Enden dieses Leiters können mit Schraubgewinden versehen sein, um das Befestigen des Netzwerkes zu erleichtern.

Der Leiter 17 soll einen wesentlich kleineren Scheinwiderstand je Längeneinheit haben als der Kern 10, und sein Querschnitt soll im Vergleich zum Querschnitt des Kernes so Idein sein, daß er nur von einem kleinen Bruchteil des magnetischen Flusses der Wick lung 11 durchsetzt wird. Vorteilhaft wird als Leiter 17 ein Kupferstab von so geringem Durchmesser verwendet, daß der Kern 10 trotz des Leiters 17 als im wesentlichen homogen angesehen werden kann.

Das in Fig. 4 dargestellte Schaltbild ist im wesentlichen elektrisch gleichwertig mit der Anordnung gemäß Fig. 3. Bei der Bestimmung der zur Erreichung der kleinsten Dämpfung und der größten Gütezahl Q des Kernes 10 der Anordnung gemäß Fig. 3 erforderliehen Leitfähigkeit des Kernes wird wiederum angenommen, daß der Wirkwiderstand der Wicklung 11 vernachlässigbar sei. Weiter wird angenommen, daß der Kern einen einzigen geerdeten Leiter 17 enthält, dessen Scheinwiderstand je Längeneinheit ebenfalls vernachlässigbar ist. Unter diesen Voraussetzungen kann der Leiter 17 in Fig. 4 als die Erde des Netzwerkes angesehen werden, so daß die Stromleitungsverlustwiderstände R₀ nach Fig. 2 nunmehr in den Querzweigen des Netzwerkes gemäß Fig. 4 mit der Bezeichnung R₀ erscheinen. Bei der Ab-

leitung der Bedingüftgeü für die kleinste Dämpfung und für die größte Gütezahl <2 werden außer den bisher benutzten Größen noch folgende verwendet:

a₀ = Halbmesser des Leiters 17 in Metern,

C₁ = Verteilte Kapazität des Netzwerkes je Längeneinheit in Farad je Meter,

R₀ = Radialer Widerstand des Kernes je Längeneinheit, d. h. der mit jedem Kondensator C₁ in Reihe geschaltete Widerstand,

R_k = Kennwiderstand (Wellenwiderstand) des Verzögerungsnetzwerkes,

R_Q = Gesamter radialer Widerstand des Kernes 10, t_ä = Verzögerungszeit des Netzwerkes in einer Richtung in Sekunden,

tj^ = Verzögerungszeit des Netzwerkes in einer Richtung je Längeneinheit, in Sekunden,

O₁ = Phasenverschiebung des Netzwerkes je Windung der Wicklung 11.

Wenn nur ein einziger Erdungsleiter 17 vorgesehen ist, so gilt:

R. = R₀ + R" (11)

R₀ R"

2 π

8 ρ δ²
ω² C? i?! ρ In

π ω²

2 π

(12)

(13) (14)

Aus der Gleichung (14) ergibt sich, daß beim Netzwerk gemäß Fig. 4 sowohl die durch 2?₀ ausgedrückten Stromleitungsverluste als auch die durch R" dargestellten Wirbelstromverluste je Längeneinheit proprotional dem Quadrat der Frequenz und umgekehrt proportional dem Kernwiderstand ρ veränderlich sind. Der durch R₃ ausgedrückte Gesamtverlustwiderstand je Längeneinheit kann daher durch eine derartige Wahl des Kernwiderstandes vermindert werden, bei welcher die Verlustwiderstände R₀ und R" gleich groß werden. In diesem Fall gilt:

—)

^ao/

Q =

ω^{^}C₁R_kμa?n

2 π

ω L₁

2 πη 2 πη

2 π

b ω U l/ln (—) ω t_d 1/ In (—) Θ, l/ln

V Wo/ r Wo/ r

ρ In I —

R₉' = -

(15) (ΐ6)

(ι?) (ΐ8)

(19)

Die Gleichung (16) ergibt denjenigen Wirkwiderstand des Kernes 10 des Netzwerkes je Längeneinheit, bei welchem die Dämpfung am kleinsten und die Gütezahl @ des Netzwerkes am größten wird. Der Kernwirkwiderstand ist von der Frequenz unabhängig, und daher werden gemäß Gleichung (12) und (13) beim günstigsten Kernwirkwiderstand die Wirbelstromverluste im Kern bei allen Frequenzen innerhalb der Bandbreite des Netzwerkes gleich den im Kern auftretenden Stromleitungsverlusten.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Netzwerkes besteht der Kern aus einer Röhre 20 aus Isolierstoff, deren Außenfläche auf ihrem größten Teil mit einem Überzug 21 aus leitendem Stoff versehen ist. Der leitende Überzug 21 kann beispielsweise aus einem metallisierten oder mit einer Graphitemulsion bestrichenen Film hohen Widerstandes bestehen und ist an einem oder vorzugsweise mehreren Punkten über Erdungsleitungen 13, 13' mit der Erdungsklemme 14 verbunden. no

Wenn nur ein Erdungsleiter 13 vorgesehen ist, so ist die Anordnung gemäß Fig. 5 elektrisch gleichwertig dem Schaltbild in Fig. 2, und die in Verbindung mit der Anordnung gemäß Fig. 1 für den günstigsten Widerstand, die kleinste Dämpfung und die größte Gütezahl Q abgeleiteten Gleichungen gelten auch für die Anordnung gemäß Fig. 5. Bei Verwendung der in Verbindung der Anordnung gemäß den Fig. 1 und 2 benutzten Bezeichnungen, jedoch mit der Zufügung eines Indexes t zwecks Betonung dessen, daß es sich hier um die Gesamtwerte und nicht, wie vorhin, um die Werte je Längeneinheit handelt, sowie bei Verwendung der Bezeichnung R₁ für den Oberflächenwiderstand je Flächeneinheit und der Bezeichnung R_et für den gesamten Wirbelstromnebenschlußverlustwiderstand des Netzwerkes, erhält man hierbei

folgende Beziehungen für die Anordnung gemäß Fig. 5:

R"-R + ^ω^* _iao)

Ret

2πα

2 πα

μΦπα²

Jg₁S _f co² .L^ δ
2 π« ' R₁Ti² 2 πα

(21)
(22)
(23)
(24)

Aus denselben Gründen, die in Verbindung mit den vorhin beschriebenen Ausführungsformen angegeben worden sind, erreicht die auf R_st beruhende Dämpfung ihren kleinsten Wert, wenn R₁ so gewählt wird, daß R_et und R_t" bei der mittleren Frequenz der Bandbreite des Netzwerkes einander gleich werden. In diesem Falle gilt:

7? 7? — r ■fi 7* ^ (O C \

ω_ημηπα²

Ret =

ω_υιμηα

,/= 2RJ = ω_ημηα

Xmax —

ηπα

(26)

(27)
(28)
(29)

Die Gleichung (26) gibt denjenigen Oberflächenwiderstand des Überzuges 21 an, der die günstigste Dämpfung und Gütezahl des Netzwerkes mit sich bringt. Nach erfolgter Bestimmung des günstigsten Oberflächenwiderstandes bedingt die Wahl des leitenden Stoffes des Überzuges 21 die zu benutzende Stärke des Überzuges. Mit anderen Worten, der leitende Stoff des Kernes wird gemäß der Erfindung so gewählt, daß er eine solche Leitfähigkeit hat und einen solchen Teil des Kernes bildet, daß bei der Bandmittenfrequenz m_m des Netzwerkes die obengenannte Beziehung zwischen den Wirbelstromverlusten und den Stromleitungsverlusten gegeben ist.

Es ist vorteilhaft, eine Mehrzahl von Erdleitungen geringen Scheinwiderstandes zu verwenden. Im Falle der Verwendung der in Fig. 5 dargestellten beiden Erdleitungen 13 und 13' ergeben sich zwei parallele Widerstandswege, von denen jeder nur halb so lang ist wie vorhin:

Bei gleichen Wirbelstromverlusten und Stromleitungsverlusten ergibt sich also:

R₁' =

ω_Μμηα

Rat =

Ymax —

ζηπα

(32)

(33)

(34)

Ein Vergleich der Gleichungen (33) und (34) mit den Gleichungen (28) und (29) zeigt, daß die zusätzliche Erdleitung 13' die Gütezahl Q des Netzwerkes verdoppelt und seine Dämpfung auf die Hälfte vermindert.

Auch bei der Anordnung gemäß Fig. 5 ist es vorteilhaft, zur Unterdrückung der in der Umfangsrichtung des Kernes fließenden Wirbelströme Längsschlitze im leitenden Überzug vorzusehen, wie sich dies aus den folgenden Gleichungen für die kleinste' Dämpfung und für die größte Gütezahl des Netzwerkes ergibt:

231«

Ret =

k² M² H²R₁^

2 πα

R₁' =

-et

kmb²

ω_ημηπα^ά kmb

Ymax ⁼⁼

kmb kmn

(36)

(37)

(38)

(39)

In den obigen Gleichungen ist m die Anzahl der Längsschlitze im leitenden Überzug, und k ist ein von der Form und der Frequenz der Zeichenspannung abhängiger Faktor. Die Gleichung (40) zeigt, daß die Gütezahl des Netzwerkes durch eine Vergrößerung der Anzahl der Längsschlitze im leitenden Überzug vergrößert werden kann.

Die obigen Ableitungen gelten unter der Voraussetzung, daß die Wirbelstromverluste und die Stromleitungsverluste im Kern bei der Bandmittenfrequenz des Netzwerkes einander gleich sind. Hierbei wird unter Bandmittenfrequenz das geometrische Mittel der Grenzfrequenzen des Frequenzbandes verstanden.

Fig. 6 zeigt eine Abänderung der Anordnung gemäß der Fig. 5, bei welcher eine oder zwei nichtmagnetische Leiter vorgesehen sind, welche sich entlang des leitenden Überzuges des Kernes erstrecken und auf iao ihrer ganzen Länge leitend mit dem leitenden Überzug 21 verbunden sind; Fig. 6 zeigt zwei derartige nichtmagnetische Leiter 22 und 23. Diese Leiter sind vorzugsweise einander diametral gegenüberliegend angeordnet und sind in den leitenden Überzug eingebettet. Jeder dieser Leiter soll einen kleineren

Scheinwiderstand der Längeneinheit haben als der Überzug 21, und sein Querschnitt soll im Vergleich zu demjenigen des Kernes 20 so klein sein, daß er nur von einem geringen Bruchteil des magnetischen Flusses der Wicklung durchsetzt wird. Die Leiter 22 und 23 können beispielsweise aus Kupferdraht oder Kupferband bestehen. Sie sind an ihren beiden Enden durch geschlitzte, leitende Ringe 24 und 25 miteinander verbunden. Diese Ringe können aus demselben Stoff bestehen wie die Leiter 22 und 23, und sie sollen denselben spezifischen Widerstand haben wie jene.

Die Ringe 24 und 25 sind über die Erdungsleiter 13 und 13' sowie über die gemeinsame Erdungsklemme 14 geerdet.

Im Falle der Verwendung eines einzigen geerdeten Leiters 22 oder 23 entspricht die Anordnung gemäß Fig. 6 elektrisch dem Schaltbild gemäß Fig. 4. Bei Verwendung der in Verbindung mit den Anordnungen gemäß den Fig. 3 und 4 benutzten Bezeichnungen und unter Verwendung der Bezeichnung R₁ für den Oberflächenwiderstand der Flächeneinheit des leitenden Überzuges ergibt sich der günstigste Oberflächenwiderstand, die geringste Dämpfung und die größte Gütezahl aus den Gleichungen:

R"

L₁ =

Ymax —

(41) (42)

co L₁ ω L₁ 22' =

ω L₁

(43) (44) (45) (46)

Aus den bereits oben angeführten Gründen erhält die durch R_s verursachte Gesamtdämpfung ihren geringsten Wert, wenn der Oberflächenwiderstand so gewählt wird, daß R₀ = R" wird. In diesem Fall ist

2 δ² C\ Rl |/ΐ,5 μ α η

(47) (48) (49)

2 R, Hierbei erhält die Gütezahl des Netzwerkes ihren größten Wert:

(50)

yzmax

cobtd co t_d

(51)

Die Gleichungen (49) und (50) haben zur Voraussetzung, daß das Netzwerk nur einen einzigen Erdungsleiter 22 oder 23 aufweist. In einer allgemeineren, auch mehrere (Anzahl g) solche Leiter umfassenden Form können diese Gleichungen wie folgt geschrieben werden:

^πηα

I A

Ymax —

₍₅₂₎

(53)

Durch Erhöhung der Anzahl der Leiter 23, 24 bis zu einer gewissen Grenze wird die Dämpfung des Netzwerkes weitervermindert und seine Gütezahl weitererhöht. Obzwar jeder dieser Leiter nur einen kleinen Querschnitt hat, verursacht eine größere Anzahl von ihnen doch nennenswerte Wirbelstromverluste. Die vorstehenden Gleichungen gelten für den Fall, daß die Verluste in den Leitern 23, 24 vernachlässigbar klein sind, jedoch erzielt man bei Anwendung der Erfindung jedenfalls eine vorteilhafte Wirkung, solange die Gesamtdämpfung des Netzwerkes beim Vorhandensein der Leiter 23, 24 kleiner ist als beim Fehlen dieser Leiter. Gewöhnlich ergeben zwei solcher Leiter das günstigste Resultat.

Wenn im vorhergehenden gesagt wurde, daß die besten Ergebnisse dann erzielt werden, wenn die Wirbelstromverluste und die Stromleitungsverluste einander gleich sind, so soll unter dieser Gleichheit natürlich auch, eine Abweichung von J- io°/₀ noch mitverstanden sein. Im Falle der so verstandenen Gleichheit der Wirbelstromverluste und der Stromleitungsverluste erreicht die tatsächliche Gütezahl des Netzwerkes zumindest 57% der größtmöglichen Gütezahl. ·

Das erfindungsgemäße Netzwerk kann besonders vorteilhaft in Impulserzeugern verwendet werden, um die Dauer und den zeitlichen Abstand der aufeinanderfolgenden Impulse zu bestimmen. Bei entsprechendem Abschluß des Ausgangskreises des Netzwerkes können auch Echoimpulse erzeugt werden.

Claims

Patentansprüche:

τ. Verzögerungsnetzwerk zur Übertragung von Zeichenspannungen innerhalb eines vorbestimmten Frequenzbereiches mit einem einen leitenden Stoff enthaltenden langgestreckten zylindrischen Kern und einer längs des Kernes verteilten Wicklung, deren von den Eigenschaften des Kernes abhängige

Induktivität zusammen mit der verteilten Kapazität zwischen Wicklung und Kern das Maß der Verzögerung bestimmt, gekennzeichnet durch eine derartige Anordnung des leitenden Stoffes des Kernes- und eine derartige Wahl seines Wirkleitwertes, ^:.; daß die Wirbelstromverluste und die Stromleitungsverluste im Kern bei der mittleren Frequenz des Übertragungsbereiches des Verzögerungsnetzwerkes einander gleich sind.
2. Verzögerungsnetzwerk nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern rohrförmig ist.
3. Verzögerungsnetzwerk nach Anspruch 1 oder Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern aus Isolierstoff besteht und mit einem dünnen leitenden Überzug versehen ist.
4. Verzögerungsnetzwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der leitende Überzug durch einen oder mehrere Längsschlitze unterteilt ist.
5. Verzögerungsnetzwerk nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der leitende Stoff des Kerns zumindest an einem Punkt durch einen zur Erde führenden Erdungsleiter geerdet ist, dessen Scheinwiderstand klein im Verhältnis zu jenem des leitenden Teiles des Kernes ist.
6. Verzögerungsnetzwerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Erdungspunkte in der Nähe der Enden der Wicklung liegen.
7. Verzögerungsnetzwerk nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen oder mehrere zur Achsrichtung des Kernes parallele Leiter von im Vergleich zum Kern geringem Scheinwiderstand und kleinem Querschnitt, welche mit dem leitenden Stoff des Kernes auTihrer ganzen Länge in leitender Berührung stehen.
8. Verzögerungsnetzwerk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Achsrichtung des Kernes parallelen Leiter in den leitenden Stoff des Kernes eingebettet sind.
9. Verzögerungsnetzwerk nach Anspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Leiter im Kern entlang der Kernachse eingebettet ist und über die Enden des Kernes hinausragt.
10. Verzögerungsnetzwerk nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Achsrichtung des Kernes parallelen Leiter am Umfang des Kernes liegen, und zwar zweckmäßig an einander diametral gegenüberliegenden Stellen des Umfanges, wobei sie an ihren Enden durch geerdete, leitende Ringe miteinander verbunden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

I 5606 11.53