Schaltungsanordnung zur Erhöhung der Trennschärfe von elektrischen Schwingungskreisen. Die vorliegende Erfindung betrifft Schal tungen mit elektrischen Schwingungskreisen, welche zum Empfang oder zur Erzeugung von hochfrequenten Schwingungen: dienen. Es ist bekannt, bei derartigen Schwingungs-, kreisen eine erhöhte Unterdrückung von ausserhalb des:
Durchlassbereiohes liegenden Sohwingimgen @dadurch zu erzielen, dass die Gestalt der Resonanzkurven der Schwiu- gungskneise durch Erzeugung von Minimal punkten neben den Maximalpunkten verbes sert wird.
Insbesondere ist vorgeschlagen worden, eine .derartig-- *@esonanzkurve zu er zeugen, indem Minimalpunkte durch aus parallelgeschalteten Kapazitäten und Induk tionen gebildete Sp rrkreise hervorgerufen werden.
Den bisher bekannten Schaltungen haften jedoch wesentliche Nachteile an, insbeson dere eine schädliche Vermehrung der Dämp fung im Bereich des gewünschten Frequenz- bandes, Verringerung der wirksamen Ener gie, mangelnde Trennschärfe ausserhalb des gewüusehten:
Resonanzfrequenzbandes und starke Veränderlichkeit der Breite des Re sonanzfrequenzbandes mit Verstellung der Frequenz.
Nach den, Erkenntnissen der vorliegenden Erfindung lässt sich eine wesentlich erhöhte Unterdrückung der ausserhalb,des Durchlass- bereiches liegenden Schwingungen bei ver- nältnismässig geringer Schwächung der im 7urohlassbereich liegenden Schwingungen er ^ielen,
wenn Minimalpunkte in :der Reso- nanzkurve - vorzugsweise an beiden Seiten des Maximalpunktes -- durch mit einem Parallelresananzkreis in Serie liegende Blind- widerstände hervorgerufen werden. Erzielt wird die Ausbildung von Minimalpunkten durch eine Serienresonanz,
wobei ein die Serienschaltung eines Parallelresonanzkreises und eines zusätzlichen Blindwiderstandes über brückender weiterer zusätzlicher Blindwider stand vorhanden ist. Der Maximalpunkt wird dann nicht durch den: Parallelkreis allein, sondern. durch eine Parallelresonanz dieses greises mit einem weiteren zusätz lichen Blindwiderstand, welcher :
auch aus mehreren Kapazitäten oder mehreren Induk tionen gebildet sein kann, erzeugt, wobei der zusätzliche Überbrück-ungs-Blindwiderstand die Ableitung von Störschwingungen erleich tert.
Hierbei weisen am vorteilhaftesten beide zusätzlichen Blindwiderstände den gleichen Blindwiderstandscharakter auf, und es wird zweckmässig zur Abstimmung der Schaltung der Blindwiderstaudswert eines der :
den Parallelkreis bildenden Elemente verändert, um den Frequenzabstand zwi- sehen den Maximal- und Minimalpunkten über den ganzen Abstimmbereich möglichst konstant zu halten. Das -Wort "Blindwider- stände" ist in körperlichem Sinne gebraucht,
um zur Erhöhung der Übersichtlichkeit die Worte "Kapazitäten und Induktionen" in einem Ausdruck fassen zu können.
Die Fig. 1 bis 5 zeigen verschiedene For men von Resonanzkurven mit der Frequenz f als Abszisse und der Spannung U als Ordi nate, die Fig. 6 bis 10 Ausführungsbeispiele von .Schaltungen gemäss der vorliegenden Erfindung. I. Fig. 1 ist die Resonanzkurve eines normalen Schwingungskreises bekann ter Schaltung dargestellt.
Fig. 2 zeigt dage gen die unsymmetrische Resonanzkurve eines Ausführungsbeispiels eines Seh-iringungs- kreises, der in einer Schaltungsanordnung nach der vorliegenden Erfindung zur An wendung gelangt und welcher im Punkte 13 ein Spannungsmaximum und in Nachbar schaft des Punktes<I>B,</I> beim Punkte <I>A,</I> ein Spannungsminimum aufweist.
Die Reso nanzkurve der Fing. 3 hat einen spiegelsym- metrisch gleichen Charakter. Die Einzel resonanzkurven nach den F'ig. 2. und 3 lassen sich zu einer resultierenden Resonanzkurve nach Fig. 4 zusammensetzen, bei welcher beiderseits des Spannungsmaximums B je weils mindestens ein Spannungsminimum A, und A2 vorkommt.
Werden zwei .Schwin gungskreise mit entgegengesetzt unsymme- trischer Resonanzkurve beispielsweise in BandfilterschaItung gekoppelt, so ergibt sich eine Gestalt .der Resonanzkurve etwa ent sprechend Ader Fig. 5.
In. den Fig. 6 bis 10 bedeutet -I- A den Anschluss an Pluspole der Anodenbatterie, - A den Anschluss an den Minuspol der Anodenbatterie und an den Pluspol der Git- tervorspannungsbatterie und - G den An- sehluss an Minuspole der Gittervorspan-
nungsbatterie.
Die zwischen der Antenne i (Fix. (i ) und der Erde 2 auftretende Hochfrequenz- spannung wird über die Kapazität 3 dem aus der Induktion 4 und der Kapazität 5, sowie aus .den zur Kapazität 5 parallel liegenden, hintereinandergeschalteten Kapazitäten 6, 7 mit zwischenliegender Anzapfung 2 beste henden Schwingungskreis zugeführt, d. h.
zur Zuführung der Hochfrequenzspannung wird der hierdurch hervorgerufene Span nungsabfall an .dem zusätzlichen Blindwider stand 6 benutzt. Es könnte ebenssogut die Zuführung - eventuell unter Fortfall der Kapazität 3 - auch nur über einen Teil des kapazitiven Blindwiderstandes 6 erfolgen, wenn dieser unterteilt würde.
Die Entnahme der Hochfrequenzspannung erfolgt über die gleiche zusätzliche Kapazität 6 des Span- nungsteilers 6, 7, wie die Zuführung. Diese Nutzspannung wird durch die Kapazität 8 dem Gitter der Verstärkerröhre 9 zugeführt.
Von dem Aussenwiderstand 10 der Röhre 9 .wird die verstärkte Hochfrequenzspannixng abgegriffen und über die Kapazität 11 dem aus der Induktion 12. und der Kapazität 13 bestehenden Schwingungskreis 12, 1'3 zuge führt. Von diesem Schwingungskreis 12, 13 bekannter Schaltung wird die Hochfrequenz spannung über den Kondensator 14 der Röhre 15 zugeführt.
Die in der Röhre 15 verstärkte Hoohfrequenzspannung wird von dem Aussenwiderstand 16 der Röhre 15 über den Kondensator 17 dem ,Schwingungskreis zugeführt, welcher aus der Induktion 1.8 und der Kapazität 19 besteht, zu welchem ,die hintereinandergesehalteten Kapazitäten 20, .21 mit zwischenliegender Anzapfung 2 parallel liegen.
Die Spannungszuführung er folgt hier über die zusätzliche Kapazität 20-, während. die Spannungsentnahme von der andern zusätzlichen Kapazität 211 geschieht. Der Kondensator 22 führt die Hochfrequenz- spaunung der Röhre 23 zu, die sie gleich richtet und verstärkt, so dass die Niederfre quenz im Telefon 24 hörbar ist.
Den Schwingungskreisen 4, 5 und 18, 19 sind Blindwiderstände 6, 7 und 20, 21 zugeschal tet, welche beispielsweise in der Resonanz- kurve des Schwingungskreises 4, 5 einen minimalen Scheitelpunkt erzeugen, welcher bei niedrigerer Frequenz liegt als der maxi male Seheitelpunld (-wie Fig. 2), dagegen in der Resonanzkurve des Schwingungskreises 18,
19 einen minimalen Scheitelpunkt ober halb des maximalen Scheitelpunktes der Resonanzfrequenz (wie Fig. 3). In beiden Fällen bestehen die Schwingungskreise aus den parallel geschalteten Blindwiderständen. 4, 5 oder 18, 19 und werden mit den zusätz lichen Blindwiderständen 6, 7 oder 20. 21 in eine Resonanz gebracht, deren Frequenz von der Eigenfrequenz der Schv-ingungskreise 4; 5 oder 18, 19 abweicht.
Sämtliche Chrdi- natenwerte der Resonanzkurven sind inner halb des Resonanzfrequenzbandes höher als die Ordinatenwerte dieser minimalen Schei telpunkte.
Die Einzelresonanzkurven der Schwingungskreise schneiden sich also inner halb des Resonanzfrequenzbandes bei höhe ren Ordinatenwerten als diejenigen der mini malen Scheitelpunkte. Bezüglich,der Dimen sionierung der dargestellten kapazitiven Spannungsteiler ergibt es sich als besonders vorteilhaft, wenn die Kapazitätswerte der beiden Teilblindwiderständje um höchstens 500 cm voneinander verschieden sind.
Der Verhältniswert der zusätzlichen Ka'pa'zität, über welche gleichzeitig Energie zu- und abgeführt wird, zu der andern zusätzlichen Kapazität wird vorteilhaft möglichst klein gewählt, während bei getrennter Spannungs entnahme und -zufuhr über verschiedene zu sätzliche Kapazitäten der Kapazitätswert des einen Blindwiderstandes den zehnfachen Kapazitätswert des andern Blindwiderstan- des nicht überschreiten sollte.
Der grösste Wirkungsgrad wird im letzteren Falle er zielt, wenn die Kapazitätswerte Ader zusätz lichen Blindwiderstände möglichst gleich gross sind. Hierbei sind die Röhrenkapazi- täten und sonstige zur Wirkung kommende Kapazitäten, -die zu den zusätzlichen. Ka pazitäten parallel liegen, mit einzurechnen. Wenn z.
B. der Fall vorliegt"dass die Ano- den-Kathodenkapazität einer Röhre parallel zur Serienschaltung 4, 5, 7 liegt, so ,soll die genannte Parallelkapazität nicht allein aus dieser Röhrenkapazität bestehen, zum min desten aber 9 cm betragen. In der in Fig. 6 gezeigten Schaltung ist der Cha rakter der zusä=tzlichen Blindwiderstände 6, 7 und 20,
21 kapazitiv. Die verschieden- artige Lage des minimalen Scheitelpunktes zum maximalen Scheitelpunkt in den.
Reso- nanzkurven wird -dadurch erzielt, dass inner halb des Schvrinbgungskreises 4, 5, 6, 7 ein in Reihenresonanz schwingender ,Saugkreis gebildet wird, welcher aus 4, 5, 7 besteht, während im Schwingungskreis 18, 19, 20, 21 ein in Parallelresonanz schwingender Sperr kreis durch 18, 19 gebildet wird. In beiden Fällen wird der maximale :Scheitelpunkt durch. .den. ;
gesamten in Parallelresonanz schwingenden Abstimmkreis 4, 5, 6, 7 oder 18, 19, 20, 21 hervorgerufen. Als Eingangs kreis für eine derartige Sclialtungsweise eignet sich der Schwingungskreis 4, 5, 6, 7 deshalb besonders ,gut, weil bei ihm die Spannungszuführung und -entnahme über den gleichen Teilblindwiderstand 6 !des. Spannungsteilers 6,
7 erfolgt, da die hierbei auftretende Reihenresonanz weniger dämp- fungs:empfindlich ist als eine Parallelreso nanz. Der Schwingungskreis 12, 13 bekann ter Schaltung mit symmetrischer Resonanz- kurve ist zwecks Verhütung des, Durchschla- gens von Störwellen ausserhalb ,des von den Minimalpunkten eingeschlossenen mpfangs- bereiches angeordnet,
und zwar in der dämpfungsärms ten Stufe, im vorliegenden Falle zwischen den beiden Schwingungskrei sen 4, 5, 6, 7 und 18, 19, 2.0, 21, welche ent gegengesetzt unsymmetrische Resonanzkur- ven aufweisen.
Zur Vergleichmä.ssigung des Frequenzabstan,des der minimalen -Scheitel- punkte in der resultierenden Resonanzkurve des Schwingungskreissystenis über den ge samten Abstimmbereich - sind die zusätz- liehen Kondensatoren 7 und 2,0, 2,1 mit den Abstimmkondensatoren 5 und 19 mechanisch gekoppelt, so,
dass sie während des Abstimm- vorganges mitlaufend verändert werden. Durch die mechanische Kopplung werden die Kondeneeatoren 20 und 21 in gleichem Verhältnis mit dem abstimmenden Konden sator 19 geändert, wodurch der Abstand des minimalen Scheitelpunktes in der Resonanz kurve vom maximalen Scheitelpunkt voll ständig konstant gehalten wird.
Zur leichte ren konstruktiven Dürchführung wird von den zusätzliohen Kondensatoren 6, 7 nur der Kondensator 7 mit dem Abstimmkonden- sator 5, mitlaufend verändert. Zweckmässig wird hier,die Kapazitätsänderung ,des Kon- densators 7 kleiner gewählt als,diejenige des Abstimmkondensatars- 5, um die Unvollkom menheit des Ausgleiches zu beseitigen.
In Fig. 7 sind für den Eingangskreis 4, 5, 6, 7 die gleichen, Bezugsziffern einge tragen. Dieser Eingangskreis ist über die Kapazität 8 in diesem Falle unmittelbar mit deM -Schwingungskreis, 18, 1-9, 20, 21,
welcher eine Resonanzkurve von umgekehrt unsymmetrischer Form hat als der Schwin- gungskreis - 4, 5, 6, 7, gekoppelt. An die Kapazität 22 schliesst sich die Rühre 9, die Kapazität 11 und der Schwingungskreis 12. 13 bekannter Schaltung an. Hierauf folgt der Niederfrequenzteil .23, 24.
Es sind also bei dieser Schaltung die beiden Schwin- gungskreise 4, 5, 6, 7 .und 18, 19, 20, 21 mit entgegengesetzt unsymmetrischer Resonanz- kurve untergegenseitiger Kopplung in einer Stufe angeordnet (Bandfilterschaltung), wäh rend der zusätzliche Schwingungskreis<B>12,13</B> bekannter .Schaltung hinter diese Stufe ge schaltet ist.
In Fig. 8 stellt die Röhre 31 eine Zwi- schenfrequenzverstärkerröhre eines Überlage- rungs-)Empfängers dar, die auf den Schwin gungskreis normaler Schaltung 33, 34 als Anodensperrkreis arbeitet.
Die an diesem Aussenwiderstand abfallende Hochfrequenz spannung wird von der Kapazität 35 auf die Kapazität 38 der zusätzlichen Kapazitäten '38, 39 mit zwischenliegender Anzapfung 2 übertragen, ,die zu -der Kapazität 37 des Schwingungskreises 3.6, 37 pärallel liegen.
Die an der zusätzlichen Kapazität 39 des Spannungsteilers 38, 39 abfallende Hoch- frequenzspannung gelangt an das Gitter 40 der Röhre 41, die auf den Schwingungskreis 42,
43 bekannter Schaltung als Anodensperr kreis arbeitet. Die an .diesem Aussenwider- stand abfallende Hochfrequenzspannung wird über die Kapazität 44 dem Schwingungs- kreis 45, 46, 47, 48 zugeführt.
Der an der Kapazität 47 der zusätzlichen Kapazitäten 47, 48 mit zwischenliegender Anzapfung 2 auftretende Spannungsabfall gelangt an das Gitter 49 der Röhre 23, die die Hochfre quenz ,gleichrichtet, verstärkt und im Tele fon '24 hörbar macht.
Bei der vorliegenden Schaltung ist also mit dem Schwingungs- kreis 36, 37, 3.8, 39, dessen: Resonanzkurve maximale und minimale Scheitelpunkte auf- weist, ein Schwingungskreis 3'3, 34, welcher eine symmetrische Resonanzkurve hat, in einer ;Stufe angeordnet.
Da auf diese Weise der Schwingungskreis 3,3, 3'4 bekannter Schaltung im Anodenkreis der Röhre 31 liegt, arbeitet die Röhre 311 mit erhöhtem Wirkungsgrad. DAS gleiche gilt für den Schwingungskreis 42, 43, welcher im Ano denkreis .der Röhre 41 liegt.
In Fig.9 gelten für den Eingangskreis die gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 6 und 7. Der Blindwiderstand 54 der zusätz- lichen Induktionen 54, 55 mit zwisbhenlie- gender Anzapfung 2@, welche zur Induktion 52 des Schwinbo-ungskreises 52, 53 parallel liegen,
wird zur Spannungszuführung und -entrahme herangezogen. Die entnommene Spannung wird über .die Kapazität 56 der Röhre 23 zugeführt, die sie gleichrichtet, verstärkt und im Telefon 24 hörbar macht.
Der beider gewünschten Resonanz induktive Charakter der zusätzlichen Blindwiderstände 54, 55 ergibt eine rein lineare Abhängigkeit des Abstandes der Minimal- und Xaximal- punkte voneinander im Verhältnis zur Ände rung der gewünschten Frequenz und' ermög licht, die Störfrequenzen bestimmter Be- reiche auszusperren.
In dieser gezeigten Schaltung erfolgt die Abstimmung durch Veränderung der Selbstinduktionen 4 und 52 der Schwingungskreise 4, 5, 6, 7 und 52, 53, 54, 55.
Dadurch wird eine lineare Ab hängigkeit der Anderung des Frequenzab- standes der minimalen. Scheitelpunkte vom maximalen Scheitelpunkt auch bei kapazi- tivem Charakter der zusätzlichen Blind widerstände erzielt.
Die zusätzlichen Blindwiderstände 6, 7 haben kapazitiven, dagegen die zusätzlichen Blindwiderstände 54, 5,5 induktiven Charak ter. Hierdurch verläuft die lineare Abhän gigkeit umgekehrt und hebt sich praktisch auf, so dass die Abstände der minimalen Scheitelpunkte in der resultierenden Reso- nanzkurve voneinander konstant bleiben.
Es wird aber ausserdem erreicht, dass, allein durch den Wechsel, im Charakter der Span- nungsteiler eine spiegelbildliche Ausbildung der unsymmetrischen: Resonanzkurven der einzelnen Schwingungskreise bei in gleicher Weise vorgenommener Spannungszuführung und -entnahme erfolgt.
In Fig.10 gelten die gleichen Bezugs ziffern wie in Fig.9. Der Unterschied be steht darin, dass im Schwingungskreis 4, 5, 6, 7 die zusätzlichen Blindwiderstände 6, 7 ebenfalls vorwiegend induktiven Charakter haben und im Schwingungskreis 52, 2,, 54, 5.5 nicht die Induktion 52, sondern die Kapa zität 5,3 zwecks Abstimmung verändert wird.
Weiterhin erfolgt die Spannungszuführung und -abfuhr zum und vom Schwi bgangskreis 4, 5, 6, 7 nicht gemeinsam über den gleichen zusätzlichen Blindwiderstand 6, sondern ge trennt, nämlich die Zuführung über,den zu sätzlichen Blindwiderstand 6 und die Ent nahme über den zusätzlichen Blindwider stand 7 des Spannungsteilers 6, 7.
Der Effekt ist hinsichtlich der Erzielung gleich mässiger Abstände der minimalen Scheitel- punkte in der Resonanzkurve über den ge samten Abstimmbereich genau der gleiche wie bei der Schaltung der Fig. 9.