-
Anordnung zur Regelung der Durchlaßbreite elektrischer Bandfilter
durch Kopplungsänderung Zur Regelung der Durchlaßbreite von Hochfrequenzbandfiltern,
z. B. in Rundfunkempfängern, ist es bekannt, die gegenseitige Lage von induktiv
gekoppelten Spulen zu ändern. Die bewegliche Anordnung der Koppelspulen und ihre
Betätigung erfordert einen nicht unbeträchtlichen mechanischen Aufwand, z. B. an
mechanischen Übertragungsgliedern, wie Gestänge oder Seilzüge, und nimmt daher auch
verhältnismäßig viel Platz in Anspruch. Ferner ist es zur selbsttätigenhochfrequenten
Bandbreiteregelung zum Zweck einer automatischen Trennschärferegelung bei Rundfunkgeräten
bekannt, die Regelung entweder elektromagnetisch oder mittels veränderbarer Rückkopplung
oder unter Verwendung geregelter Röhren, die als Kapazitäten geschaltet sind, vorzunehmen.
Die Verwendung von Röhren ist in Anbetracht ihres Platzbedarfes und ihres Stromverbrauches
unzweckmäßig.
-
Bei einer anderen bekannten Einrichtung zur selbsttätigen Regelung
der Bandbreite eines aus gekoppelten Schwingkreisen bestehenden Bandfilters ist
in dem der Schwingkreiskopplung dienenden Längszweig unter anderem ein nichtlinearer
Widerstand vorgesehen, dessen Wechselstromwiderstand sich nach Maßgabe der Nutzamplituden
am Bandfiltereingang ändert. Voraussetzung für die Anwendbarkeit der bekannten Einrichtungen
dieser Art ist jedoch, daß an den Schwingkreisen eine hohe Hochfrequenzspannung
liegt. Außerdem haben sie den Nachteil, daß die Durchlaßkurve des Filters bei der
Regelung unsymmetrisch wird.
-
Weiterhin sind Bandfilter bekannt, bei denen zur Bandbreiteregelung
zwischen die beiden Schwingungskreise ein stromabhängiger Widerstand, gegebenenfalls
in Reihe mit einer Spule, als Koppelnetzwerk eingeschaltet ist. Diesem stromabhängigen
Widerstand wird über die Schwingkreisspulen der beiden Bandfilterkreise der Steuerstrom
zugeführt. Schließlich gehören Bandfilter dem Stande der Technik an, bei welchen
zur Bandbreiteregelung als Längszweig zwischen den beiden Schwingkreisen ein gegebenenfalls
mit einer Spule in Reihe geschalteter spannungsabhängiger Widerstand eingefügt ist,
an den über die Schwingkreisspulen der beiden Bandfilterkreise die Steuerspannung
gelangt. Solche Anordnungen haben jedoch den, Nachteil, daß die beiden Bandfilterkreise
über den steuerbaren Widerstand galvanisch miteinander verbunden sind und es daher
z. B. nicht möglich ist, in den Fußpunkt des zweiten Bandfilterkreises eine Regelspannung
zur Verstärkungsregelung der nachfolgenden Verstärkerstufe od. dgl. einzuführen.
-
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Regelung der Durchlaßbreite
von Bandfiltern durch von Hand oder selbsttätig erfolgende Änderung der- Steuer-Bleichspannung
eines Richtleiters, der Bestandteil des die Bandfilter-Schwingkreise verbindenden
Kopplungsnetzwerkes ist, und bezweckt, die den bekannten Anordnungen dieser Art
anhaftenden Nachteile zu beseitigen. Die Anordnung gemäß der Erfindung zeichnet
sich dadurch aus, daß als Kopplungsnetzwerk ein T-Glied dient, dessen Längszweige
von Kondensatoren gebildet sind und dessen Querzweig den Richtleiter, gegebenenfalls
in Reihenschaltung mit einem Kondensator, enthält.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zu beiden
Seiten des Richtleiters je ein Kondensator angeschlossen« und vorzugsweise über
Entkopplungswiderstände wird der einen Elektrode des Richtleiters die Steuergleichspannung
und der anderen Elektrode des Richtleiters eine konstante Gleichspannung zugeführt.
Die Größe des Sperrwiderstandes des Richtleiters kann man durch einen parallel geschalteten
Widerstand begrenzen. Die Anordnung nach der Erfindung eignet sich sowohl für zwei-
als auch für mehrkreisige Bandfilter, wobei im letzteren Falle die Kopplung mehrerer
Kreispaare gleichzeitig verändert werden kann.
-
Die Anordnung nach der Erfindung und dazugehörige Einzelheiten werden
nachfolgend an Hand der Figuren 1 und 2 beispielsweise erläutert.
-
Bei dem in Fig. 1 wiedergegebenen Schaltungsbeispiel sind die beiden
Bandfilterkreise El und K2 über den Koppelkondensator CK und den Kondensator Cl
kapazitiv miteinander gekoppelt. Zwischen dem Verbindungspunkt der Kondensatoren
Cl und CA einerseits und Masse anderseits liegt die Reihenschaltung eines Kondensators
C2, eines Richtleiters R1 und eines weiteren Kondensators C3. Das negative Ende
des Richtleiters R1 liegt an einer Vorspannungsquelle mit der konstanten Spannung
Uv, während seinem positiven Pol eine negative Regelspannung Ur über den
Widerstand R2 zugeführt wird.
In Fig. 2 ist für die Reihenschaltung
von Richtleiter R1 und Kondensator C2 eine Ortskurve dargestellt, welche die Abhängigkeit
des Ohmschen Leitwertes G und des kapazitiven Leit-,vertes jc,)C2 dieser Reihenschaltung
von der Größe des Durchlaßwiderstandes des Richtleiters R, wiedergibt. Bei Änderung
der am Richtleiter R1 liegenden Spannung U,. durchläuft der komplexe Leitwert von
R1 und C2 diese Ortskurve, wodurch sich das Spannungsteilerv erhältnis zwischen
Cl und der Reihenschaltung von C2 und R1 ändert. Damit ändert sich aber auch die
wirksame Koppelkapazität zwischen den Kreisen K1 und Ist.
-
Findet eine Schaltung nach Fig. 1 zur selbsttätigen hochfrequenten
Bandbreitenregelung eines Hochfrequenzempfängers Verwendung, so ist im allgemeinen
bei kleiner Senderfeldstärke eine schmale, bei großer Senderfeldstärke eine große
Bandbreite des Filters erwünscht. Bei kleiner Senderfeldstärke ist die negative
Regelspannung Ur klein, und der Richtleiter R1 zieht infolge entsprechender
Bemessung der Vorspannung UZ Strom. Dieser Zustand entspricht beispielsweise dem
Punkt A der Ortskurve, d. h., der kapazitive Leitwert ic0C2 entspricht annähernd
seinem Höchstwert. Am Verbindungspunkt der Kondensatoren Cl und CK liegt infolgedessen
nur ein Teil der Hochfrequenzspannung des Kreises K1, und die beiden Kreise sind
nur lose gekoppelt, so daß sich die für kleine Senderfeldstärken erwünschte schmale
Durchlaßbreite ergibt.
-
Eine größer werdende Signalspannung am Geräteeingang bedingt ein Anwachsen
der negativen Regelspannung U,., wodurch der Stromfluß durch den Richtleiter kleiner
wird und sich dessen Widerstand erhöht. Der Leitwert der Reihenschaltung von R1
und C2 erreicht schließlich den Punkt B der Ortskurve, in welchem r leichheit von
kapazitivem und Ohmschem Leitwert herrscht. Die damit verknüpfte Verschiebung des
Hochfrequenzpotentials des Verbindungspunktes von Cl und CK hat eine festere Kopplung
der Kreise K1 und K2 zur Folge, wodurch die Durchlaßbreite, wie gewünscht, vergrößert
wird.
-
Die Bedämpfung des Filters durch die Regelanordnung kann durch entsprechende
Wahl des Verhältnisses der Kapazitätswerte der Kondensatoren Cl und C2 in den gewünschten
Grenzen gehalten werden. Um in Schmalbandstellung des Filters eine große Flankensteilheit
der Durchlaßkurve und in Breitbandstellung eine geebnete Durchlaßkurve zu erhalten,
ist es erforderlich, beim Übergang von Schmalband- auf Breitbandstellung die Dämpfung
des Filters zu erhöhen. Dies ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung der Fall, bei
welcher sich beim Durchlaufen der Ortskurve von dem der Schmalbandstellung entsprechenden
Punkt A bis zum der Breitbandstellung entsprechenden Punkt B der parallel zu den
Filterkreisen liegende Ohmsche Leitwert erhöht. Um ein Überschreiten des Punktes
B und damit eine Verkleinerung dieses Leitwertes bei Regelung auf große Durchlaßbreite
zu vermeiden, empfiehlt es sich, die Größe des Sperrwiderstandes des Richtleiters
durch den parallel geschalteten Widerstand R3 zu begrenzen. Der Widerstand dieser
Parallelschaltung soll für diesen Arbeitspunkt dem Betrag des Scheinwiderstandes
-des Kondensators C2 bei der mittleren Frequenz des Durchlaßbereiches entsprechen.
Im Hinblick auf eine symmetrische Durchlaßkurve empfiehlt es sich, die Kapazitäten
der Kondensatoren Cl und CK etwa gleichzumachen, so daß beide Kreise gleich stark
bedämpft werden. Das Kurvenstück zwischen dem oberen Schnittpunkt der Ortskurve
mit der Ordinatenachse und dem Punkt A wurde beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel
nicht benutzt, da sich in diesem Bereich der kapazitive Leitwert kaum ändert und
eine Änderung der Durchlaßbreite infolgedessen nicht eintritt. Es kann jedoch zweckmäßig
sein, auch dieses Kurvenstück in den Regelbereich einzubeziehen, damit das Filter
in einem ganzen Bereich verhältnismäßig schwacher Senderfeldstärken schmalbandig
bleibt und die Vergrößerung der Durchlaßbreite erst ab einem bestimmten Schwellenwert
des Eingangssignals einsetzt.
-
Falls auf die Erhaltung des Formfaktors des Filters über den Regelbreich
weniger Wert gelegt und eine möglichst große Änderung der kapazitiven Kopplung erstrebt
wird, ist es zweckmäßig, symmetrisch zum Punkt B liegende Teile der Ortskurve auszunutzen,
z. B. den Abschnitt von C bis D. Der Regelbereich des Richtleiters Rl wird im allgemeinen
kleiner sein als der Regelbereich der zu seiner Steuerung dienenden Regelspannung
U,.. Die Steuerspannung für den Richtleiter wird daher entweder an einem an der
Regelspannung U,. liegenden Spannungsteiler abgenommen oder es ist wie beim gewählten
Ausführungsbeispiel in die Zuleitung zum Richtleiter ein Widerstand R2 eingeschaltet.
Um ein Abfließen der Hochfrequenz über R2 nach Masse zu verhindern, kann in die
Zuleitung zum positiven Pol des Richtleiters eine Drossel eingeschaltet werden.
-
Unter gewissen Umständen kann man den Kondensator C2 weglassen. Die
beiden Schwingungskreise Kl und K2 bleiben dabei gleichstrommäßig voneinander getrennt.
Auch die Symmetrie der Anordnung wird hierdurch bekanntlich nicht gestört. Sofern
als konstantes Gleichspannungspotential U, für den Richtleiter R1 das Massepotential
des Empfängers dient, kann auch der Kondensator C3 wegfallen.