Mit einem in mehrere Adern unterteilten raht gewickeltes Hochfrequenzkopplungselement. Die Erfindung bezieht sich auf ein Hoch frequenzkopplungselement, das sieh dazu eignet, verschiedene Stromkreise miteinander zu koppeln und derart eingerichtet ist, dass eine sehr verlustarme Kopplung erreicht wird.
Die Resonanzschärfe eines aus Selbst induktion, Kapazität und Widerstand be stehenden abgestimmten Kreises ist bekannt lich von der Grösse des Verhältnisses des Widerstandes zu der Selbstinduktion abhän gig. Zur Erzielung einer grösstmöglichen Reso nanzschärfe ist es daher- erwünscht, dieses Verhältnis möglichst klein zu machen.
Massgebend für den Hochfrequenzwider- stand einer Spule ist nicht nur deren Wider stand, der mit Gleichstrom gemessen werden kann, sondern auch die Widerstanderhöhung, die durch das Auftreten von Wirbelströmen in den Drähten selbst und in gegebenenfalls vorhandenen, in der Nähe der Spule befind lichen Metallteilen herbeigeführt wird. Soll mit diesem Kreis ein anderer Strom kreis induktiv gekoppelt werden, so kann dies dadurch erfolgen, dass in der Nähe der Spule des ersten Kreises eine Spule ange ordnet wird, die in den zweiten Kreis ein geschaltet ist.
In das Ilochfrequenzwechsel- feld der ersten Spule wird also ein Leiter hineingebracht, der infolge der in diesem Leiter entstehenden Wirbelströme Extraver luste und daher eine Dämpfungserhöhung des ersten Kreises bedingt. Dies ist besonders nachteilig bei Radioempfangsgeräten, bei denen der Anodenkreis und der Gitterkreis aufeinanderfolgender Verstärkerstufen mit einander gekoppelt werden müssen, da durch die Extraverluste die Abstimmschärfe ab nimmt.
Die in dieser Weise erhaltene Kopplung hat den weiteren Nachteil, ziemlich lose zu sein, so dass die Streuinduktivität gross wird und daher. die Streuresonanz auf eine niedrige Frequenz zu liegen kommt, wodurch störende Interferenzerscheinungen auftreten können.
Es ist ferner bekannt, dass eine zweite Spule in der Nähe der ersten überflüssig ist, wenn die beiden Kreise durch einen Auto transformator gekoppelt werden, so dass also die Spule, die mit einem Kondensator einen abgestimmten Kreis bildet, gleichzeitig zum Teil als Kopplungsspule dient.
Es kann auf diese Weise zwar ein grosser Kopplungskoeffizient erhalten werden, aber bei Anwendung in miteinander gekoppelten Verstärkerstufen zeigt diese Kopplung den Übelstand, dass in der Schaltung Mittel, wie zum Beispiel Kondensatoren und Widerstände, erforderlich sind, die das konstante positive Potential der Anode einer Verstärkerröhre von dem Gitter der folgenden Verstärker röhre fernhalten und die wieder eine zusätz liche Dämpfung des abgestimmten Kreises zur Folge haben.
Die Erfindung hat den Zweck, die oben erwähnten Nachteile zu beseitigen. Erfindungsgemäss wird dieses Ziel durch Verwendung einer Spule erreicht, die mit einem in mehrere Adern unterteilten Draht, zum Beispiel mit einem Litzendraht, ge wickelt ist und bei der eine oder mehrere der Adern nur über einen Teil der Spule parallel zu den übrigen Adern geschaltet sind, während über den übrigen Teil der Spule diese Adern mindestens eine besondere Spule bilden; die zur Einschaltung in einen andern Stromkreis bestimmt ist.
Die beiliegendeZeichnung veranschaulicht, mit Ausnahme von Fig. 1 und 2, einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegen standes.
Fig. 1 stellt den obenerwähnten, bekann ten Fall dar, in dein zwei Röhren 1 und 2 mittelst eines Autotransformators miteinander gekoppelt sind. Der Autotransformator be steht aus den zwei miteinander gekoppelten Selbstinduktionen Li und L2, die zusammen mittelst eines Kondensators C abgestimmt werden. Dieser abgestimmte Kreis liegt in dem Gitterkreis der Röhre 2. Die als Kopp- dienende Selbstinduktion L2 liegt in dem Anodenkreis der Röhre 1.
Beide Selbstinduktionen Li und L2 sind mit Litzen draht von zum Beispiel 20 Adern gewickelte Spulen, so dass, wenn man sich beide in einer Ebene abgewickelt denkt, das in Fig. 2 dargestellte Bild erhalten wird. Wird die Spule Li von einem Strom von zum Beispiel 20 mA durchflossen, so fliesst in jeder der 20 Adern ein Strom von 1 mA. Durch die Selbstinduktion L2 fliesst sowohl dieser Strom von 20 mA, als auch der von der Anoden leitung zugeführte Strom von 2,
22 mA. In jeder der Adern der Spule L2 fliesst also ein Strom von
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In jeder Ader der Spule Li herrscht die gleiche Stromdichte, desgleichen in jeder Ader der Spule L2, so dass die Verluste auf ein Minimum beschränkt sind. Diese Schaltung hat jedoch den Nach teil, dass Mittel, wie zum Beispiel der Kon densator 3 und der Widerstand 4 in Fig. 1, vorhanden sein müssen, die verhindern, dass das positive Potential der Anode der Röhre 1 das Gitter der Röhre 2 beeinflussen kann. Einmal verursachen diese Mittel stets eine besondere Dämpfung des abgestimmten Krei ses und zweitens führen sie eine Erhöhung der Baukosten herbei.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Schaltung, bei der ein Ausführungsbeispiel des erfindungs gemässen Kopplungselementes verwendet ist, sind diese Übelstände beseitigt und ausser dem treten für eine bestimmte Frequenz auch keine Extraverluste auf.
Im Gitterkreis der Entladungsröhre 6 liegt ein abgestimmter Kreis, der aus einer Selbstinduktion Ei und einem Kondensator C besteht. Die Selbstinduktion Li .ist eine mit Litzendraht gewickelte, zum Beispiel 20adrige Spule. In einem bestimmten Punkt der Spule wird eine .Anzahl von Adern, zum Beispiel zwei, aufgeschnitten und nach aussen geführt; die übrigen Adern, das heisst die 20 in diesem Punkt ankommenden Adern und die 18 von diesem Punkt fortgehenden Adern, werden miteinander verbunden, Die zwei nach aussen geführten Adern bilden also eine Spule, die in der Fig. 3 durch L2 dargestellt ist.
Denkt man sich die Spule in einer Ebene abgewickelt, wie in Fig. 4 dargestellt, und wird wieder angenommen, dass in dem abge stimmten Kreis und in der Verbindungsleitung mit der Anode die gleichen Ströme fliessen, wie in Fig. 2 angenommen wurde, so ergibt sich, dass auch jetzt in jeder der Adern die gleiche Stromdichte herrscht, wie in den entsprechenden Adern der in Fig. 2 darge stellten Spule, das heisst in dem obern Teil fliesst in jeder Ader ein Strom von 1 mA und im untern Teil ein Strom von 1,
11 mA. Im Vergleich zu der in Fig. 1 dargestellten Schaltung zeigt also für diese bestimmte Stromverteilung die in Fig. 3 dargestellte Schaltung keine grösseren Verluste.
Letztere Schaltung bietet den weiteren grossen Vorteil, dass keine besonderen Mittel erforderlich sind, um das positive Potential der Anode der Röhre 5 vom Gitter der Röhre 6 abzuhalten. Es ist lediglich erfor- forderlich, die Adern, welche die Kopplungs spule La bilden, auf hirnreichende Weise gegen die übrigen Adern zu isolieren. Die beschriebene Kopplung bietet ferner den Vorteil, dass der Kopplungskoeffizient sehr gross ist. Die Streuung hat also einen Mindest wert, so dass die Streuresonanz auf sehr hohe Frequenzen zu liegen kommt.
Das in Fig. 4 angenommene Verhältnis der Ströme in der Anodenleitung und in dem abgestimnnten Kreis besteht natürlich nur für eine einzige Frequenz des Wechselstromes. Wird dafür die für die Spule ungünstigste Frequenz gewählt, so ist dieser Nachteil sehr gering. Durch Anwendung des in Fig. 5 dar gestellten Ausführungsbeispiels des erfindungs gemässen .Kopplungselementes können diese Extraverluste für alle Frequenzen der Wech selströme bis auf Null herabgesetzt werden.
Der Unterschied zwischen diesem Kopp lungselement und dem in Fig. 4 dargestellten besteht darin, dass beim Kopplungselement nach Fig. 5 zwischen dem Abzweigpunkt 7 auf der Spule Li und dem mit der Anode verbundenen Ende 8 der Kopplungsspule L2 ein Kondensator 8 angeordnet ist. Die Kapa zität dieses Kondensators ist derart bemessen, dass sein kapazitiver Widerstand für alle vorkommenden Frequenzen praktisch vernach lässigt werden kann, so dass also die Punkte 7 und 8, sowie die Punkte 9 und 10, dasselbe Hochfrequenzpotential aufweisen.
Es dürfte einleuchten, dass in jeder der zwischen 8 und 9 und zwischen 7 und 10 liegenden Adern für alle Frequenzen die gleiche Strom dichte besteht und mithin auch keine Extra verluste auftreten können.
Ist die Frequenz der Wechselströme sehr hoch, so ist die Kapazität der Adern unter einander häufig schon genügend, so dass sich die Anordnung eines besonderen Konden sators zwischen den Punkten 7 und 8 für diese Frequenzen erübrigt. Das in Fig.5 dargestellte Kopplungselement kann auch mit Vorteil angewendet werden, falls die Litze nicht fein genug unterteilt ist, zum Beispiel wenn ein Verhältnis von 2 zu 18 Adern erforderlich wäre und im ganzen nur 2 oder 3 Adern vorhanden sind.
Im obigen wurden nur Kopplungsele mente mit zwei sehr fest gekoppelten Spulen beschrieben. Es ist aber einleuchtend, dass die Erfindung auch mit Vorteil angewandt werden kann, wenn es sich darum handelt; mehr als zwei Spulen miteinander zu kop peln. In diesem Fall werden dann mehrere, je aus einer Anzahl von Adern bestehende Gruppen im gleichen oder in verschiedenen Punkten der Spule abgespaltet.
Die beschriebenen Spulen haben den grossen Vorzug, dass sie sich, obgleich sie aus zwei oder mehr besonderen Spulen be stehen, die in bezug auf Gleichspannungenvon- einander vollkommen isoliert sind in bezug auf Hochfrequenzwechselströme dennoch derart verhalten, als ob nur eine einzige mit einer Abzweigung versehene Spule vorhanden wäre.