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Schaltung zur Kopplung eines erdunsymmetrischen Verbrauchers mit einer
erdsymmetrischen Gegentaktschaltung Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Speisung
eines erdunsymmetrischen Verbrauchers aus einer erdsymmetrischen Energiequelle.
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Es ist bekannt, einen erdsymmetrischen Kreis mit einem erdunsymmetrischen
Kreis über eine Gegentaktmodulationsanordnung zu verbinden und einen Übertritt von
Gleichtaktwellen in den erdsymmetrischen Kreis durch Neutralisation der Modulationsanordnung
zu verhindern; damit ist jedoch noch nichts getan gegen die Übertragung von Gleichtaktwellen,
die aus der Gegentaktanordnung selbst stammen. Es ist ferner bekannt, den Anodenschwingungskreis
der Gegentaktendstufe- eines Senders induktiv mit einem Hochfrequenzkabel zu koppeln.
Da der Belastungswiderstand hierbei nur in den induktiven Zweig des Schwingungskreises
übertragen wird, wirkt er stark verstimmend. Auch ergibt sich bei induktiver Abstimmung
des Schwingungskreises mittels eines Variometers die Notwendigkeit, dem Variometer
eine Kopplungsspule
parallel zu schalten und dadurch den Änderungsbereich
des Variometers zu verkleinern.
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Es ist ferner bekannt, einen erdunsymmetrischen Verbraucher mit einer
erdsymmetrischen Energiequelle in der Weise zu koppeln, daß in die Verbindungsleitung
zur einen Hälfte der symmetrischen Anordnung ein eine Phasendrehung von i8o' bewirkendes
Phasendrehnetzwerk eingeschaltet ist, während die Verbindungsleitung zur anderen
Hälfte kein solches Phasendrehnetzwerk enthält.
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Die Abb. i zeigt eine derartige Schaltung, bei der angenommen ist,
daß ein Hochfrequenzkabel von einer Gegentaktschaltung aus gespeist werden muß.
Der Innenleiter 1 des Hochfrequenzkabels ist an den Ausgangskreis der einen Gegentaktröhre
direkt angeschlossen, während sich in der Verbindungsleitung zum Ausgangskreis der
anderen Gegentaktröhre das erwähnte Phasendrehnetzwerk P befindet. Auf diese Weise
gelangt der in den beiden Hälften der Gegentaktanordnung mit einer Phasenverschiebung
von i8o' erzeugte Strom in Anbetracht der Tatsache, daß nur in der einen Zuleitung
ein Phasendrehnetzwerk vorgesehen ist, gleichphasig auf den Innenleiter des Kabels.
Gegentaktschaltungen haben nun leider die störende Eigenschaft, die geradzahligen
Oberwellen bei direktem Anschluß in Gleichtakterregung zu liefern. Dies ist auch
bei der dargestellten Anordnung der Fall, indem störende Gleichtaktoberwellen zum
Innenleiter des Hochfrequenzkabels gelangen. Die Erfindung bezweckt die Verhinderung
einer Erregung des Verbrauchers durch die besonders störende z." ,e te Harmonische
der übertragenen Schwingung.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltung zur Kopplung eines erdunsymmetrischen
Verbrauchers mit einer erdsymmetrischen Gegentaktschaltung, welche dadurch gekennzeichnet
ist, daß in die eine von der Gegentaktschaltung zum Verbraucher führende Verbindungsleitung
ein Phasendrehnetzwerk P eingeschaltet ist, welches die Nutzwelle und die in der
Gegentaktschaltung entstehende zweite Gleichtaktoberwelle resultierend um i8o' dreht,
während die andere Seite der Gegentaktschaltung mit dem Verbraucher unmittelbar
verbunden ist. Bei dieser Schaltung wird weder die Gegentaktanordnung durch den
Verbraucher verstimmt, noch wird der Änderungsbereich eines etwa zur Abstimmung
des Gegentaktkreises verwendeten Variometers verringert. Auch ist der konstruktive
Aufbau der gekennzeichneten Anordnung sehr einfach und erfordert keine Trennung
des Hochfrequenzpotentials auf der Sender- und der Verbraucherseite.
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Der Erfindungsgedanke läßt sich in verschiedener Weise durchführen,
wofür in den weiteren Abbildungen Beispiele angegeben sind. Bei der Abb.2 besteht
das Phasendrehnetzwerk aus der Reihenschaltung dreier symmetrischer Resonanz-T-Glieder
mit kapazitivem Querglied, wobei die T-Glieder derart aufgebaut sind, daß für die
Nutzwelle der Blindwiderstand des kapazitiven Quergliedes doppelt so groß ist wie
derjenige der kapazitiven Längsglieder. Die drei in Reihe geschalteten T-Glieder,
bei welchen jeweils zwei aufeinanderfolgende Induktivitäten zu einer Induktivität
vereinigt werden können, lassen sich, wie in Abb. 3 gezeigt ist, für die Nutzwelle
als zwei in Reihe liegende symmetrische Vierpole auffassen, welche je eine Phasenverschiebung
von cgo' bewirken. Dies ergibt sich daraus, daß die Hälften, in welche das Phasendrehnetzwerk
zerfällt, einen verschwindenden Leerlauf- und einen unendlich großen Kurzschlußwiderstand
besitzen und somit das Charakteristikum eines 2:4 Netzwerkes aufweisen. Andererseits
nimmt (vgl. Abb. 4) für die Oberwelle jedes T-Glied im Kurzschluß den Widerstand
Null an; für die Oberwelle ist nämlich der reaktive Widerstand des Quergliedes halb
so groß wie der reaktive Widerstand der beiden die Längsglieder bildenden Induktivitäten.
Es besitzt somit für die Oberwelle jedes der drei T-Glieder die Eigenschaft, eine
Phasendrehung von 18o' zu bewirken. Es ergibt sich auf diese Weise, daß die Phasenverzögerung
der Grundwelle im Phasendrehnetzwerk 18o' beträgt, die Phasendrehung der störenden
Oberwelle jedoch dreimal iSo', also resultierend ebenfalls i8o'. Während somit das
beschriebene Phasendrehnetzwerk die Eigenschaft hat, die im Gegentakt erregten Wellen
gleichphasig zu dem erdunsymmetrischen Verbraucher gelangen zu lassen, findet eine
Übertragung der die Schaltung im Gleichtakt erregenden zweiten Harmonischen auf
den Verbraucher nicht statt, da auch die Oberwelle eine Phasenverschiebung von i8o'
in dem Phasendrehnetzwerk erfährt. Es hebt sich daher die Wirkung der von den Punkten
A und B über die beiden Verbindungsleitungen zu dem Innenleiter 1
des Kabels gelangenden Oberwelle, da ja die Punkte A und B
im Gleichtakt
erregt sind und in der Verbindungsleitung zwischen A und dem Innenleiter des Phasendrehnetzwerkes
liegen, auf.
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Ein anderes Phasendrehnetzwerk, welches das gleiche Ziel zu erreichen
gestattet, ist in der Abb.5 dargestellt. Dasselbe besteht aus der Serienschaltung
dreier T-Glieder mit induktivem Querglied, wobei für die Nutzwelle der reaktive
Widerstand der Querinduktivität halb so groß ist wie der reaktive Widerstand jeder
Längskapazität. Es besitzt für die Grundwelle somit jedes T-Glied einen verschwindenden
Kurzschlußwiderstand, wie dies im vorangegangenen Beispiel für die Oberwelle der
Fall war. Es erfährt daher in analoger Weise die Nutzwelle in dem Phasendrehnetzwerk
eine Phasenverschiebung
von dreimal 18o0. Für die Oberwelle indessen
wirken die drei in Serie geschalteten T-Glieder wie zwei in Serie geschaltete, j
e eine Phasendrehung von go° bewirkende Vierpole. Es läßt sich leicht verifizieren,
daß die in Abb. 7 für die Oberwelle dargestellten Vierpole verschwindenden Leerlauf-
und einen unendlich großen Kurzschlußwiderstand besitzen. Beim Ausführungsbeispiel
nach Abb. 6 erfährt daher die Oberwelle eine Phasenverschiebung von 18o0, während
die Nutzwelle eine solche von dreimal 18o0 erfährt.
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Das in der Abb. 2 dargestellte Phasendrehnetzwerk besitzt zwar die
Eigenschaft, daß jedes der drei in Serie liegenden T-Glieder die Oberwelle um 18o0
in der Phase verschiebt. Es besitzen jedoch die für die Oberwelle sich ergebenden
Einzel-T-Glieder, wie sie in der Abb. q. dargestellt sind, nicht die Eiganschaft,
die A/2-Netzwerke besitzan, insofern sie nur einen endlichen Leerlaufwiderstand
haben und daher auch bei Abschluß mit einem Widerstand ZA eingangsseitig nicht unverändert
den Abschluß«.riderstand ZA aufweisen, vielmehr der Eingangswiderstand eines die
Phase um 18o0 drehenden T-Gliedes gemäß Abb. 4., wie man sich leicht überzeugen
kann, gleich der Parallelschaltung des Abschlußwiderstandes ZA mit einer Induktivität
der Größe X ist. Es erscheint daher an dem gesamten Phasendrehnetzwerk der Abb.
2 der Abschlußwiderstand ZA des Kabels für die Gleichtaktwelle nicht ohmisch, sondern
gleich der Parallelschaltung des Kabeleingangswiderstandes ZA mit drei parallel
liegenden Induktivitäten der Größe X. Um daher für die Gleichtaktwelle den Eingangswiderstand
des Phasendrehnetzwerkes als einen Wirkwiderstand erscheinen zu lassen, ist es zweckmäßig,
eingangsseitig parallel einen für die Grundwelle wirksamen Sperrkreis zu legen,
der aus zwei parallel liegenden Impedanzen -E- X/2 und - X/2 gebildet wird. Für
die Oberwelle wirkt dieser Sperrkreis als Parallelschaltung der Impedanzen -+- X
und - X/4, was als resultierenden Widerstand - X/3 ergibt. Eine derartige Schaltung
ist in Abb. 7 dargestellt. Sie kann, wie in Abb. 8 gezeigt, symmetrischen Charakter
erhalten, indem man statt des Sperrkreises - X/2 -;- X/2 am Anfang des Phasendrehnetzwerkes,
am Anfang und Ende je einen Sperrkreis der Größe X - X verwendet. Auch eine
solche Schaltung hat die Eigenschaft, für die zweite Oberwelle den Eingangswiderstand
des Phasendrehnetzwerkes zum Wirkwiderstand zu machen. Entsprechende Anordnungen
lassen sich für das Phasendrehnetzwerk gemäß Abb. 5 treffen. In diesem Fall besitzt
für die Nutzfrequenz die Schaltung einen nicht Ohmschen Eingangswiderstand, der
durch Vorschalten bzw. Vor- und Nachschalten je eines Sperrkreises für die Oberwelle
öhmisch gestaltet werden kann. Der vorzuschaltende Sperrkreis besitzt dann, wie
sich rechnerisch zeigen läßt, für die Nutzwelle die Impedanzen X/8 und - X/2. Im
Fall der symmetrischen Ausgestaltung der Schaltung sind zwei Sperrkreise mit den
Impedanzen X/q. - X anzuwenden.
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Es sei übrigens noch darauf hingewiesen, daß das in Abb.2 dargestellte
Tiefpaßfilter ein Filter ist, welches unter Anwendung nur weniger Filterglieder
bei der Grenzfrequenz eine große Flankensteilheit besitzt. Die Frequenzcharakteristik
eines solchen Filters ist derart, daß, wenn man unter Resonanzfrequenz die Frequenz
versteht, bei welcher die zwischen zwei Kapazitäten liegende Induktivität den gleichen
Scheinwiderstand annimmt wie jede der beiden sie begrenzenden Kapazitäten,
sich dann bei der 3fachen sowie doppelten Frequenz das gleiche Übertragungsmaß ergibt
unter der Annahme, daß das Filter mit dem Wellenwiderstand abgeschlossen ist.
Zwischen der Resonanzfrequenz und der 1 3fachen Frequenz liegt ein mehr oder
minder stark ausgeprägtes Maximum, während unmittelbar hinter dem Doppelten der
Resonanzfrequenz die Dämpfung sehr stark zunimmt.
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Umgekehrte Verhältnisse ergeben sich für das in Abb.5 dargestellte
Filter. Dasselbe stellt ein Hochpaßfilter dar, bei welchem sich das gleiche Übertragungsmaß
wie für die Re-
| sonanzfrequenz bei der '/,fachen bzw. |
| l'3fachen |
| Frequenz einstellt. Dabei ist in Analogie zum |
| obigen Beispiel unter Resonanzfrequenz die |
| Frequenz verstanden, bei welcher der Schein- |
| widerstand der zwischen zwei Querinduktivi- |
| täten liegenden Kapazität gleich dem Schein- |
| widerstand jeder der genannten Querinduktivi- |
| täten ist. Es ergibt sich auch hier für das Über- |
| tragungsmaß ein Maximum bei Frequenzen, |
| die zwischen der Resonanzfrequenz und ihrem |
| Wert liegen. Für niedrige Frequen- |
| )' 3fachen |
| zen unterhalb der halben Resonanzfrequenz |
| wächst dann die Dämpfung sehr stark an. Es |
| ergibt sich somit in diesem Fall ein Hochpaß- |
| filter, welches sich durch große Flankensteilheit |
| auszeichnet. |
| Diese Erscheinungen können für verschiedene |
| Zwecke Anwendung finden; beispielsweise wer- |
| den vorteihaft Bandfilter mit großer Flanken- |
| steilheit für die Zwecke der Einseitenbandtele- |
| phonie verwendet. |