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Schaltung zur Übertragung von Hochfrequenzschwingungen Die Erfindung
bezieht sich auf die übertragung vonHochfrequenzschwingungeninnerhalb eines Bandes
oberhalb von 5oo kHz zwischen zwei kapazitiv miteinander gekoppelten Kreisen, wobei
vorausgesetzt wird, daß mindestens der eine von diesen Kreisen auf eine' beliebige
zu übertragende Frequenz innerhalb,des genannten Bandes über einen weiten Frequenzbereich
abstimmbar ausgebildet ist. Die Übertragung soll erfolgen über eine Hochfrequenzleitung,
welche im Vergleich zur Wellenlänge der zu übertragenden Schwingungen verhältnismäßig
kurz ist. Die Erfindung kann besonders in Hochfrequenzempfangsschaltungen zur Anwendung
kommen, die in mehrere voneinander entfernt liegende Teile aufgeteilt sind und Hochfrequenzkabel
zur Verbindung zwischen diesen Teilen besitzen. Beispielsweise können die von einer
Antenne aufgenommenen Schwingungen .der Empfangsfrequenz - eines oder mehrerer Wellenbänder
über diese Kabelleitung dem Eingangskreis des Empfängers zugeführt werden.
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Es ist bekannt, daß die Übertragung von Hochfrequenzschwingungen über
Kabelleitungen gewöhnlich mit wesentlichen Energieverlusten verbunden ist, welche
die Wirksamkeit einer solchen Anlage stark herabsetzen. Bei sehr hohen Frequenzen
stört besonders
die unvermeidbare Eigenkapazität der Hochfrequenzleitung
und setzt das Übertragun-smaß herab.
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Uni diese Verluste nach Möglichkeit zu vermindern, war man darauf
angewiesen, je einen Anpassungstransformator am Anfang und am Ende der Leitung zu
verwenden, so daß die Leitung von einem verhältnismäßig starken Strom niedriger
Spannung durchflossen wurde. Der Wirkungsgrad derartiger Transformatoren ist jedoch
nur für einen begrenzten Frequenzbereich einigermaßen konstant, so daß eine derartige
Schaltung für einen Mehrbandempfä.nger innerhalb eines weiten Fr°-quenzgebietes
praktisch nicht ausführbar ist.
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Es war auch bekamst, zwei entfernt voneinander angeordnete Hoehfrequ:enzkreisederart
an die Übertragungsleitung anzuschließen. daß,die Leitungskapazität beiden Kreisen
gemeinsam ist. Dadurch aber, daß in diesem Fall die Leitungskapazität parallel zu
den Kapazitäten der angeschlossenen Abstimmkreise lag, erhöhte sich deren Kapazität
um einen bestimmten festen Betrag. Dies setzte die Anwendbarkeit derartiger Schaltungen
wesentlich herab, weil die Abstimmkapazität eines der angeschlossenen Kreise niemals
unter den Wert der Kabellzapazität, vermehrt um die AnfangskapazitätseinesDrehkondensators.
gesenkt werden konnte. Der durch die Abstimmung überdeckte Frequenzbereich wurde
also wesentlich vermindert.
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Es ist auch schon bekanntgeworden, die Kapazität einer Leitung dadurch
zur Kopplung zu verwenden, daß man den einen Leiter der Doppelleitung am einen Ende,
den andern Leiter am .anderen Ende je an einen der beiden Kreise anschloß und die
Rückleitung Über Erde vornahm. Abgese lieg davon, daß auch in diesem Fall die Kapazität
des an den abstimmbaren Kreis angeschlossenen Leiters gegen die Rückleitung parallel
zu dem abgestimmten Kreis lag und man dessen Abstimmöglichkeiten in der vorerwä.linten
Meise begrenzte, wurden ,dabei im ganzen drei Übertragungsleitungen notwendig.
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Nach der Erfindung werden die :Nachteile der bekannten Schaltungen
dadurch vermieden. daß die Enden der Übertragungsteitu.ng derartig an den abstimm,baren
Kreis angeschlossen sind, d@aß die Leitungskapazität als feste Kapazität innerhalb
des genannten abstimmbaren Hochfrequenzhreises in Reihe mit der Induktivität und
Kapazität dieses Kreises liegt. Bei der Anordnung :nach der Erfindung wirkt also
die Eigenkapazität -der übertragungsleitung als echte Koppelkapazität zur Übertragung
der Schwingungen auf den angeschlossenen Ausgangskreis; die Leitu .gskapazität vergrößert
jedoch nicht die Anfangskapazität des zur Abstimmung verwendeten Drehkondensators,
so daß bei optimalen Übertragungsverhältnissen der überdeckte Frequenzbereich nicht
eingeengt wird.
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Sollte die natürticheLeitungskapazität nicht die für die gewünschte
Kopplung geeignete Größe besitzen, so ist es zweckmäßig, innerlialli der an die
Leitung angeschlossenen Kreise ein festes Kapazitätselement parallel zur Leitungskapazität
zu schalten, «-elches derartig bemessen ist, daß sich aus der Summe der beiden Kapazitäten
die richtige Größe der Koppelkapazität ergibt.
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Ferner ist es für die Gleichmäßigkeit des ttbertragungsmaßes vorteilhaft,
mitRücksicht auf die durch die Leitungskapazität gegebene kapazitive Kopplung der
Kreise, falls eine feste Abstimmung des einen angeschlossenen Kreises vorgesehen
sein soll, seine Eigenfrequenz so zu wählen, daß er innerhalb des zu überdeckenden
Frequenzbereichs eine kapazitive Impedanz besitzt.
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In dem Schaltbild ist ein ferngesteuerter Üb, rl-agerungsempfänger
dargestellt. bei dem die Erfindung benutzt wird. Der Hauptempfänger i, der die Zwischenfrequenzstufen,
den Demodulator und den Niederfrequenzteil des Empfängers enthält, ist durch das
Hochfrequenzkabel 3 mit dem Empfängerteil 2 verbunden, welcher idie vom Benutzer
abzustimmenden Stufen, und zwar den Hochfrequenzverstärker und den Frequenzwandler
enthält. Dieser Teil e kann beispielsweise als kleine tragbare Einheit ausgebildet
sein. so daß eine Bewegung unabh!ä:ngig vom Hauptteil i über einen gewissen begrenzten
Raum möglich ist. Es ist auch möglich, diesen Teil 2, beispielsweise in einem Flugzeug.
in dem beschränkten Raum der Funkkabine anzuordnen. während der Hauptempfänger i
an irgendeiner geei@gneten Stelle des Luftfahrzeuges aufgestellt werden kann, wo
er nicht stört.
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Das Hocpfrequenzkabel3 enthält die Leitungen ,I und 5, d'ie von einer
Hülle 6 umgeben sind. Die Antenne 7 und die Erde 8 sind dabei unmittelbar an die
Klemmen des Hauptempfängers i geführt. Es müssen daher. die durch die Antenne aufgenommenen
Schwingungen über das Kabel zuerst dem Eingangsteil 2,des Empfängers zugeführt werden.
Diesem Zweck dient das -Verbindungspaar .4, 6 für die Hinleitung und .das Verbindungspaar
.5 und 6 für die Rückleitung der verstärkten und in ihrer Frequenz veränderten Schwingungen
zum Hauptempfänger.
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Der Tei12 enthält den abstimmbaren Eingangskreis 9, der mit dem Gitter
der Vorröhre io verbunden ist. Die von der Röhre,io verstärkten Hochfrequenzschwingungen
werden Tiber den abstimmbaren Kreis i i dem Eingangsgitter der Mischröhre 12 zugeführt,
die finit Hilfe zweier besonderer Gitter und des
abstimmbaren Kreises
13 auf Grund einer Rückkopplung die benötigte Überlagerungsschwingwng erzeugt. Die
von der Röhre 12 ausgehenden Zwis-chenfrequenzschwingungen werden über die Kabelleitung
5 dem Eingang der Zwischenfrequenzverstärlcerröhre 14 zugeführt. Die übrigen Teile
des Zwischenfrequenzverstärkers sind durch das Rechteck 15 schematisch angedeutet.
Die Rechtecke 16 und 'i7 deuten ferner schematisch den Demodulator und den Niederfrequenzverstärker
an. Die Wiedergabe erfolgt durch den Lautsprecher 18. Das Rechteck -i9 soll ein
gebräuchliches Netzanschlußgerät bezeichnen, welches aus dem Lichtnetz 2o die notwendigen
Betriebsspannungen erzeugt, die de.neinzelnen Teilen des Empfängers über die Leitungen
21 zugeführt werden.
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Die Übertragung der von d er Antenne aufgenommenen Schwingungen auf
den Empfängerteil 2 wird nun entsprechend der Erfindung besorgt. Zu .diesem Zweck
enthält der abgestimmte Eingangskreis g in Reihe mit den Spulen '2o' und 21' und
mit dem Abstimmkondensator 24,den fest eingestellten Kondensator Cl, welcher der
Leitungskapazität zwischen den Leitungen 4 und 6 parallel geschaltet ist. Auf diese
Weise bildet die Leitungskapazität einen Teil der in Reihe mit den Hauptabstimmelementen
liegenden Kapazität Cl. Der A:bstimmkreis ist in üblicher Weise über mehrere Frequenzibänder
abstimmbar ausgebildet, deren Auswahl durch den Umschalter 27 erfolgt. Es sind auch
die Trimmerkondensatoren 2@2 und 23 zur Herstellung des Gleichlaufes für die verschiedenen
abgestimmten Kreise vorgesehen.
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Die abgestimmten Kreise i i und 13 sind in dieser Bauart dem Kreis
g sehr ähnlich, wobei jedoch ein Kapazitätselement von der Bedeutung Cl nicht vorhanden
ist. Dafür ist im Kreis,i i, welcher in seinem Abstimmungsgang mit dem Kreis g identisch
sein soll, der Kondensator 55 vorgesehen, der eine Kapazität hat, die der Summe
der Kapazitäten Cl und der Kabelkapazität gleich ist.
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Die Erzeugung -der Überlagerungsschwingungen in der Röhre 12 erfolgt
auf die übliche Weise, wobei eine bleichzeitige induktive und kapazitive Rückkopplung
mit Hilfe des Transformators 33 und des Kondensators 34 vorgesehen ist.
56- ist eine Hochfrequenzdrossel.
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Die gemeinsame Kathodenleitung 32 des Empfängerteils 2 ist über die
Kabelhülle 6 geerdet; diese Hülle ist nämlich bei 44 innerhalb des Hauptempfängerteils
mit Erde verbunden. Innerhalb des Kabels sind bei der gewählten Darstellung nur
die Leitungen angedeutet, welche etwas mit der Erfindung zu tun haben. Dies sind
.die Leitungen 4 und 5. Es können jedoch innerhalb der Kabelhülle auch noch weitere
Leitungen vorgesehen sein, z. B. Lei tungen für die Übertragung der notwendigen
Betriebsspannungen und Ströme, Leitungen zum Aus- und Einschalten, zur Verstärkungsregelung
usw.
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Die Antenne 7 ist über den Widerstand 45 mit der Erde 8 verbunden,
von welchem über den Kondensator 46 eine Verbindung mit der Leitung 4 des Kabels
hergestellt ist. Zwischen der Leitung 4 und Erde liegt innerhalb des Hauptempfängerteils
i der Kondensator Cl', der dem Kondensator Cl an der Seite des Empfängerteils 2
entspricht. Die Kondensatoren Cl und Cl' ergeben zusammen mit der Leitungskapazität
idie richtige Größe für die Koppelkapazität. Da das Kabel 3 im Vergleich zur Wellenlänge
der übertragenen Schwingungen kurz sein soll, wirkt seine verteilte Kapazität praktisch
wie eine konzentrierte Kapazität, so daß die Parallelschaltung mit den Kapazitäten
C1 und C1' tatsächlich wie eine einzige Kapazität wirkt.
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In einer Übertragungsschaltung mit kapazitiver Kopplung hängt der
Kopplungskoeffizient bekanntlich nur von den vorhandenen Kapazitäten, nämlich im
vorliegenden Fall der Kapazität der Antenne und den Kapazitäten .der abgestimmten
Kreise sowie der vorhandenen Kopplungskapazität ab. Alle diese genannten Kapazitäten
sind während des Betriebes unveränderlich mit Ausnahme der Abstimmungskapazität
24, welche jedoch für eine bestimmte Skaleneinstellung am Abstimmknopf immer wieder
die gleiche Kapazität aufweist. Daraus folgt, daß -der Kopplungskoeffizient und
damit das Übertragungsmaß in allen Empfangsbändern bei gleicher Einstellung des
Kondensators 24 wieder derselbe sein wird. Dies ist natürlich ein sehr erwünschtes
Verhalten der beschriebenen Anordnung.