CH194599A

CH194599A - Verfahren und Schaltungsanordnung zur Beseitigung von Fehlkopplungen.

Info

Publication number: CH194599A
Authority: CH
Inventors: Schlesinger Kurt Ing Dr
Original assignee: Schlesinger Kurt Ing Dr
Priority date: 1932-01-15
Filing date: 1933-01-12
Publication date: 1937-12-15

Description

Verfahren und Schaltungsanordnung zur Beseitigung von Fehlkopplungen. Beim Arbeiten mit kurzen und ultrakur zen Wellen., z. B. bei der Ausführung von Messungen, ergeben sich .grosse praktische Schwierigkeiten, die durch Fehlkopplungen zwischen der die Messgrösse liefernden Ein richtung und der Messeinriehtung und da durch hervorgerufen werden, dass es scUwie- rig ist, ausreichende Erdungen wirksam durchzuführen.

Es treten in der Praxis ins- besondere auch Fälle auf, wo von vornherein die Übertragung der Energie eines Genera- tors, welcher nur einpolig fest mit einem an dern, als E.mpfäuger wirkenden Schaltungs teil verbunden ist,

von diesem Schaltungsteil unbedingt ferngehalten werden muss. Dies ist zum Beispiel der Fall bei Überlagerungs- schaltungen, insbesondere Superheterodyne- Empfängerschaltungen, bei denen unbedingt verhindert werden muss. dass die Oszillator- welle von der Antenne ausgestrahlt wird.

Es gibt induktive und kapazitive Fehlkopp Iungen. Erstere sind selbst bei sorgfältiger Sternpünktverdrahtung schwer vermeidbar;

unter Sternpunktverdrahtung versteht man bei Anschaltung von Schaltelementen, bei spielsweise Drosseln, an einen gemeinsamen Punkt, die sternförmige relative Lage dieser Schaltelemente zwecks Herabsetzung der ge- genseitigen induktiven Beeinflussungen. Häu fig werden:

die Fehlkopplungen auch durch ungenügende Verdrosselung der Batterielei- tungen bei Verwendung gemeinsamer Bat- & - rien für den Generator und d en Verbraucher (z. B. Messsender und zu messende Einric1l- tung) hervorgerufen.

Laie kapazitive Fehlkopplung äussert sich bei diesen Frequenzen schon an kleinsten Teilkapazitäten. (mangelnde Abschirmung) und wird durch die kleinen zulässigen. Lei- tungslängen und die daher geringen, Ab- stände der Geräte noch 1:

>p,-ünstigt. Sie kann besonders bei scharf abgestimmten Indikator- kreisen. z. B. bei der Empfängerprüfung, starke Messfehler verursachen. en 5-m-greis mit 5000 Ohm Resonanzwiderstand zeigt bei einpolig impedanzloser Verkopplung mit einer Störquelle z.

B. bereits. 10 % der benachbar ten Störspannung, wenn diese infolge unge nügender Abschirmung d es andern Pols nur 0,05 cm Teilkapazität gegen ihn aufweist. Induzieren sieh überdies die :die Messgrösse liefernde Einrichtung und die Messeinrieh- tung, z. B. Messsen:der und Empfänger, so können die Fehler verstärkt werden.

Man kann diese letzteren, auf Streufehler zurück- zuführenden Kopplungen dadurch weit gehend beseitigen, dass man neben weitgehen der Panzerung und Abschirmung streufeld- freie Spulen:

, insbesondere Toroidspulen, be sondere strahlungsschwache Spezialkonden satoren, ferner in bezug auf die benutzte Wellenlänge kurze, abgeschirmte Leitungen (vorteilhaft solche, bei denen die eine Lei tung einen dünnen Draht als vreites konzen trisches Rohr umgibt)

und eine besondere Art der Leitungsführung verwendet.

Eine besondere Quelle von Fehlkopplun gen, die durch die geschilderten Massnahmen nicht behoben. werden, bilden die Erdkapazi- täten. Diese existieren in jeder Einrichtung und entziehen sich praktis@oh jeder Kontrolle. Unter Erde kann dabei auch eine künstliche Erde, z. B. ein Chassis, verstanden werden.

Diese Erdk.apzitäten sind meist -die Ursache dafür, dass selbst bei sorgfältiger anderwei- tiger Entkopplung von Generator und Ver braucher und einpoliger Verbindung der letz teren beiden dennoch Energie übertrag--n wird.

Gegenstand vorliegender Erfindung ist deshalb ein Verfahren zur Beseitigung von Fehlkopplungen, die bei einpoliger Verbin- dun:g von Generator und Verbraucher infolge vorhandener Erdkapazitäten. auftreten. -Die ses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der Generator mittels eines Spannungs- teilens für die eingangs erwähnten Wellen überbrückt wird, wobei :

der Spannungsteiler derart eingestellt wird, dass infolge dieser Einstellung in der Verbindungsleitung zwi schen Generator und Verbraucher ein Er- dungspunkt entsteht.

Im. folgenden wird das erfindungsgemässe Verfahren anhand von Ausführungsbeispie len erläutert: Fig. 1 zeigt :die Verhältnisse bei einpoli ger Verbindung eines freistehenden Kurz- wellengenerators e, .d. h. eines Generators ohne direkte Erdung, mit dem Verbraucher z.

Wenn der Hochfrequenzgenerator seine Schwingung ausstrahlt, so wird sich selbst bei weitgehender Abschirmung eine Span nung am Verbraucher z zeigen.. Es machen sich nämlich die Erdkapazitäten 1, ?. 3. 4 geltend, so dass eine Spannung zwischen den Punkten X, Y in unvorhersehbarem Grade auftritt., die, wenn sie auch erheblich niedri ger .ist als an den Punkten A, B, doch ausser ordentlich störend ist.

Die Ursache dafür, dass sich die Erdkapazitäten bemerkbar machen können, ist in dem Spannungsabfall an der Zuleitungsimpedanz q und der frei stehenden Aufstellungsart des Generators zu sehen, und zwar trotz nicht vorhandener (gestrichelt gezeichneter) Leitung p. Es tritt zwischen B und y und zwischen y und x.

ein Spannungsabfall auf, der durch die Grösse vonz undq und .die Erdkapazitäten 1 bis -1 bestimmt ist. Da die Grösse der Ka- pazitäten 1 bis 4- unvorhersehbar ist, so gilt dies auch für die .Spannung zwischen x und y.

Die Fehlerquelle kann durch induktions- freie Kabel nur bis zu einem gewissen Grade vermieden werden. Tatsachl.äch tritt wegen der unvermeidlichen Erdkapazitäten eine Störspannung an dem Verbraucher z, das ist zum Beispiel :der Empfangsverstärker, der zur quantitativen Messung verwendet wird, auf.

Es ist also nicht ohne weiteres möglich, beispielsweise einen .Schwingungskreis als Belastung z bei einpoliger Verbindung mit dem Messender zu entkoppeln.

Die vollständige Entkopplung gelingt erst, wenn man-in der nachstehend beschrie benen Weise einen künstlichen E.rdungspunkt schafft. Zu diesem Zwecke wird nach Fig. 2 ein Differentialkondensator d verwendet. Offenbar ergänzt derselbe die Schaltung zu einer Kapazitä sbrücke,

deren einer parallel zum Generator liegender Zweig aus den Erd- kapazitäten 1 und 2 besteht, während der an- dere zum Generator parallel liegende Zweig durch. die beiden Teilkapazitäten des Diffe rentialkondensators gebildet wird. Das Schalt schema dieser Kapazitätsbrücke ist in F'ig. 3 dargestellt.

Durch Herstellung des Brücken- gleichgewächtes lässt sich erreichen, @dass der Punkt p auf Erdpotential kommt und infol gedessen die Rückleitung 7 und auch der Verbraucher z nicht mehr von Erdströmen durchflossen werden.

Nur so lässt sich bei Messungen im Ultrafrequenzgebiet eine defi nierte Spannungsübertragung bewerkstelli- gen. während bekanntlich jeder Versuch. -die Spannung des Punktes B gegen Erde durch eine direkte Leitung zur Erde zum Zusam menbruch zu bringen, an zeinem zu grossen Scheinwiderstand der Erdleitung zunichte wird.

Sobald übrigens der zweipolige An schluss über 6 und 7 weder hergestellt wird, können die Impedanzen und die Gegeninduk- tivität der Leitungsadern (angedeutet durch die Spulen1, l) das Gleichgewicht- wieder stören. Man erkennt daraus, dass induktions freie Zeitungen hierbei unbedingt notwendig sind.

Fig. 1 zeigt die beispielsweise Anwen dung des Verfahrens bei einem Messsender kleiner Kapazität. Das .ganze Gerät ist in einen Schirmkasten k. eingebaut. In .die Zu führungsleitungen sind Sperrdrosseln s ein gefügt und an wichtigen Punkten sind au sserdem noch durch besondere Überbrückungs- kondensatoren Hochfrequenzwege geschaffen, die die andern Leitungswege von der Hock frequenz befreien.

Das besondere Merkmal der Schaltung ist .die kapazitive Regelung der Rückkopplung von .der Spule 11 des Schwingungskreises .auf \das. Gitter der Röhre r mittels eines Differentialkondensators d. Sie gestattet, die Rückkopplung bis auf Null herabzuregeln. In .diesem Falle tritt wieder an der beweglichen Platte des Differential- kondensators d das künstliche Erdpotential i ,

inf. Der Generator liegt dabei zwischen Anode und dem Punkt B, während .der Ver braucher zwischen Gitter und Kathode der Röhre r liegend zudenken ist.

Diese Anord nung erscheint besonders geeignet für Ultra- lzurzwellenschaltungen, da sie weitgehend freguenzunab ängig und konstant bleibt und es ermöglicht, einen sehr grossen Bereich (im vorliegenden Falle 4 bis 14 m) lückenlos zu überstreichen. Die Modulation wird an den Klemmen 8, 9 zugeführt und durch ein eich- bares Potentiometer 10 geregelt.

Der vorlie gende Messsender gibt daher auch eine recht gleichmässige Spannungsamplitude über den ganzen Bereich.

Der Kreis 12, welcher in der Fig. .1 dar- gestellt -ist und durch veränderliche Kopp lung einer Spule mit der Spule 11 eine ver änderliche Amplitude der Schwingung über die Ausgangsklemmen 13 und 14 abzugeben gestattet, dient zur LThertrab ing der Mess- senderfrequenz an die Empfangsgeräte,

wel che entweder zu eichen oder auf ihre Emp fangs- und Verstärkungsgüte zu prüfen sind.

Ein weiteres Beispiel der praktischen Verwendung des erfindungsgemässen Verfah- rens ist in der Fig. 5 dargestellt.

In dieser Figur sind in schematischer Weise eine Mischröhre und die für das Verständnis we- sentlichen Kreise dargestellt. Innerhalb der Röhre dient das rechts .gezeichnete System zur Erzeugung einer Oszillatorfrequenz,

wäh rend das linke .System zur Mischung der Empfangsfrequenz mit der 0'szillatorfrequenz dient, so dass- an der linken:

Anode die Zwi schenfrequenz abgenommen werden kann. Zur Vermeidung der Abstrahlung der Oszil- latorfrequenz wird für den Oszillatorkreis eine Entkopplung vom Antennenkreis durch den Differentialkondensator bewirkt. In dem vorliegenden Beispiel ist also ,die Oszillator- frequenz eine .Störfrequenz und der Verbrau cher, d. h.

die Antennenspule, wird für die Oszillatorfrequenz stromlos.

In der Figur sind die Bezugszeichen ent sprechend,den vorangegangenen Figurenein getragen. Die Anwendung des erfindungs gemässen Verfahrens ist hier deswegen not wendig, weil es trotz sorgfältiger Leitungs- führung bei einem Gerät normaler Abmes sungen nie gelingen wird,

völlig erdkapazi- tätsfreie Verbindungsleitungen herzustellen. Da der kapazitive Widerstand. bekanntlich mit wachsender Frequenz abnimmt, die Störkapa zitäten sich, aber nie werden vermeiden las sen,

ist die Anwendung des erfindungsgemä- ssen Verfahrens im Falle des Beispiels nach der Fig. 5 besonders vorteilhaft.

Claims

PATENTANTSPRüCHE I. Verfahren zur Beseitigung von Fehl kopplungen, die bei. einpoliger Verbin dung von Generator und Verbraucher für kurze und ultrakurze Wellen infolge vor handener Erdkapazitäten auftreten, da durch .gekennzeichnet,

dass-der Generator mittels eines Spannungsteilers für die genannten. Wellen überbrückt wird, wo bei der .Spannungsteiler derart eingestellt wird,

dass infolge dieser Einstellung in. der Verbindungsleitung zwischen Gene rator und Verbraucher ein Erdungspunkt entsteht. 1I. Schaltungsanordnung zur Durchführung .des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch ,gekennzeichnet, dass, der ge- nannte.Spannungsteiler ein Differential kondensator ist.

UNTERANSPRüCHE 1. Schaltungsanordnung nach Patentan spruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der durch Spannungsteilung erzeugte Erdungaspunkt am beweglichen Platten- satze des Differentialkondensators liegt.

2. Schaltungsanordnung nach Patentaa- spruch II und Unteranspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Differentialkon densator die .Schaltung zu einer Kapa- zitätsbrückenanordnung ergänzt, deren einer parallel zu den Generatorklemmen liegender Zweig aus Erdkapazitäten be steht, während ,

der andere parallel zum Generator liegende Zweig durch die bei- den Teilkapazitäten des DifferentiaJkon- densators gebildet wird.

3. Schaltungsanordnung nach Patentan- spruch II und den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Differentialkondensator zur prak tisch vollständigen: Entkopplung zweier Schwingungskreise ,dient.

4. Schaltungsanordnung nach Patentan spruch II und den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch, gekennzeichnet, dass der Differentialkondensator zur Regelung einer Rüükkopplung bis auf den Wert Null dient. 5.

Schaltungsanordnung nach Patentan- spruch II und den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Selbstinduktion der Leitungen so gering wie praktisch möglich: gehalten ist. 6.

Schaltungsanordnung nach Patentan- spruch II und den Unteransprüchen l und 2, dadurch gekennzeichnet, dass ge. genüber der benutzten Wellenlänge kurze Leitungen . zur Spannungsübertragung vorhanden sind. 7.

Schaltungsanordnung nach Patentan spruch II und den Unteransprüchen 1 und 2;, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Vermeidung kapazitiver Fehl kopplungen kurze abgeschirmte Leitun gen vorhanden sind, bei welchen die eine Leitung einen dünnen innern Draht als weites konzentrisches Rohr umschliesst. B.

,Schaltungsanordnung nach Patentan spruch II und den Unteransprüchen 1 und 2(, dadurch, gekennzeichnet, dass sie in einem gegen aussen vollständig ab schirmenden Metallkasten, eingebaut ist. .