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Elektrischer Schwingungskreis, dessen Frequenz von der Temperatur
völlig oder nahezu unabhängig ist Gegenstand des Patents 91q.635 ist ein Schwingungskreis,
dessen Frequenz von der Temperatur völlig oder nahezu unabhängig ist und der neben
einem für sich ganz oder nahezu temperaturunabhängigen Kondensator eine Selbstinduktionsspule
enthält, deren Windungen auf einem keramischen Trägerkörper aufgebracht sind. Um
bei Temperaturänderungen die durch die Wärmedehnungen des Trägerkörpers der Spulenwindungen
bedingten Änderungen der Selbstinduktivität der Spule in ihren Wirkungen auf die
Frequenz des Schwingungskreises durch die Änderungen der Eigenkapazität der Spule
ganz oder ,nahezu auszugleichen, ist der Trägerkörper für die Spulenwindungen aus
einem keramischen Werkstoff mit negativem Temperaturkoeffizient (TK) hergestellt
oder mit einer Glasur oder einer Überzugsschicht mit negativem TK versehen und gegebenenfalls
mit abgleichbaren Hilfsbelägen ausgestattet, durch die die Eigenkapazität der Spule
beeinfluBt werden kann.
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Bezeichnet C1 die Kapazität des temperaturunabhängigen Kondensators
des Schwingungskreises, C, die Eigenkapazität der Selbstinduktionsspule, Cb den
Teil der Eigenkapazität der Spule, deren dielektrische Feldlinien in dem keramischen
Werkstoff des Trägerkörpers verlaufen, kb = TKb den dielektrischen TK des
Trägerwerkstoffes, k8 = TK, den TK der Selbstinduktivität
der
Spule, so wird nach den Darlegungen im Hauptpatent eine temperaturunabhängige Frequenz
des Schwingungskreises dann erzielt, wenn die folgende Gleichung gilt
Das Verhältnis der Eigenteilkapazität Cb der Spule zu der Gesamtkapazität des Schwingungskreises
muß also, wenn dessen Frequenz temperaturunabhängig sein soll, gleich sein dem Verhältnis
des TK der Selbstinduktivität der Spule zu dem (negativen) TK des Trägerwerkstoffes
der Spule.
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Durch Wahl eines Spulenwerkstoffes mit einem bestimmten TK und durch
entsprechende Bemessung der Spulenteilkapazität Cb, die durch Abgleichen von Hilfsbelägen
auf dem Spulenkörper verändert werden kann, hat man es in der Hand, zu erreichen,
daß die obengenannte Beziehung gilt und daß somit der Schwingungskreis in seiner
Frequenz temperaturunabhängig ist.
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Will man die Frequenz des Schwingungskreises unter Verwendung der
gleichen Spule durch Vergrößerung der konstanten Kapazität Cl, z. B. um den Betrag
Cl,. ändern, so kann nach den Darlegungen im Hauptpatent die Temperaturkonstanz
der Frequenz des Schwingungskreises bei der gewählten anderen (kleineren) Frequenz
dann erzielt werden, wenn zur Eigenteilkapazität Cb der Spule ein Zusatzkondensator
C" parallel geschaltet wird, dessen Kapazität sich nach der Kapazität Cl,, des Zusatzkondensators
Cl,. richtet und sich aus folgender Gleichung ergibt:
Diese Bedingung ist dann erfüllt, wenn
ist. Durch künstliche Vergrößerung der Eigenkapazität der Spule kann der Schwingungskreis
daher auch bei verschiedenen, einstellbaren Frequenzen temperaturunabhängig gemacht
werden. Um dies zu erreichen, müssen nach den Darlegungen im Hauptpatent die Zusatzkondensatoren
Cl,. und Cex miteinander gekuppelt und die regelbare Zusatzkapazität CBZ mit dem
Spulenkörper räumlich zu einem Ganzen vereinigt sein. Dieser Aufbau ist umständlich
und schwierig.
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Die Erfindung beseitigt diese Schwierigkeiten und stellt eine weitere
sehr zweckmäßige Ausgestaltung des Schwingungskreises nach dem Hauptpatent dar.
Zur Regelung der temperaturunabhängigen Frequenz wird dabei aber nicht ein temperaturunabhängiger
Zusatzkondensator Cl,. verwendet. Die Frequenz wird vielmehr dadurch geregelt, daß
an Stelle der Selbstinduktionsspule mit fester Induktivität ein Variometer, z. B.
ein Kugelvariometer an sich bekannter Bauart, in den Schwingungskreis eingebaut
wird. Die Trägerkörper dieses Variometers bestehen wie der Trägerkörper für die
Spule nach dem Hauptpatent ganz oder teilweise aus einem Isolierstoff mit negativem
TK, insbesondere aus einem verlustarmen, titandioxydhaltigen keramischen Isolierstoff.
Sie können auch aus einem Isolierstoff geringer Wärmedehnung bestehen oder wie die
Spulenkörper nach dem Hauptpatent mit einer Glasur oder einem Überzug mit negativem
TK versehen sein, die auch die Spulenwindungen deckt oder umschließt. Wesentlich
ist, daß mindestens ein die Eigenkapazität des Variometers beeinflussender Teil
der Trägerkörper einen negativen dielektrischen TK aufweist.
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Die Windungen des Variometers sind wie bei der Spule nach dem Hauptpatent
zweckmäßig als Edelmetallbelegungen auf die in bekannter Weise verstellbaren Trägerkörper
aufgebrannt oder als dünne Drähte oder Metallbänder mittels einer Glasur auf diese
aufgebracht. Zur Erzielung einer bestimmten Eigenkapazität des Variometers können
die Trägerkörper mit an sich festhaftenden, jedoch leicht abgleichbaren Hilfsbelägen,
z. B. aus einer unter dem Handelsnamen Colcolor, auch als Kaltsilber bezeichnet,
bekannten, mit einem organischen Bindemittel versetzten Silberbronze oder auch mit
aufgebrannten Hilfsbelägen beliebiger Gestalt ausgestattet sein. Diese Hilfsbeläge,
vorzugsweise streifen- oder sichelförmiger Gestalt, werden z. B. bei einem Kugelvariometer
entweder an der Innenwandung des inneren oder der Außenwandung des äußeren Variometerkörpers
oder an den Wandungen beider Variometerkörper zweckmäßig derart aufgebracht, daß
sie die Variometerwindungen annähernd senkrecht kreuzen.
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Durch Verstellen oder Verdrehen der Trägerkörper gegeneinander kann
innerhalb eines bestimmten Regelbereiches des Variometers dessen Induktivität und
damit die Frequenz des aus dieser Induktivität und der festen temperaturunabhängigen
Kapazität Cl bestehenden Schwingungskreises beliebig eingestellt werden. Für eine
bestimmte Einstellung des Variometers und daher für eine bestimmte Frequenz des
Schwingungskreises ist diese Frequenz dann temperaturunabhängig, wenn die obenerwähnte
Gleichung (i) erfüllt ist. Durch Variation der Teilkapazität Cb mit Hilfe der abgleichbaren
Hilfsbeläge kann dies wie bei der festen Spule nach dem Hauptpatent erreicht werden.
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Wird die Variometereinstellung zum Zwecke der Einstellung einer anderen
Frequenz des Schwingungskreises geändert, so bleibt die Gleichung (i) so lange erfüllt,
als sich die Eigenkapazität der Spule nicht oder nicht wesentlich ändert. Versuche
haben ergeben, daß dies für einen erheblichen Teil des Variometerregelbereiches
zutrifft. Innerhalb dieses Bereiches bleibt daher auch bei variabler Selbstinduktivität
der Spule und somit auch bei variabler Frequenz des Schwingungskreises diese Frequenz
temperaturunabhängig. Außerhalb des genannten Bereiches ist mit Abweichung in der
Frequenzkonstanz zu rechnen, doch kann durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen auch
in diesem Bereich derTK der Frequenz bedeutend verringert werden.