DE1744050U

DE1744050U - MAGNETIC VARIOMETER.

Info

Publication number: DE1744050U
Application number: DE1955S0016076
Authority: DE
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1955-02-17
Filing date: 1955-02-17
Publication date: 1957-05-02

Description

Magnetvariometer Die Neuerung bezieht sich auf Magnetvariometer, insbesondere für Mittel- und Hochfrequenzabstimmzweke. Hierbei handelt es sich um durch Vormagnetisierung steuerbare Eisenkerndrosselspulen, die im allgemeinen eine Arbeitswicklung aufweisen, in der ein Wechselstrom fließt, und eine Steuerwicklung, in der ein Voraagnetisierungsstrom fließt, insbesondere ein Gleichstrom. Durch diesen wird der Arbeitsstrom auf dem Wege über eine Veränderung der Permeabilität des Eisenkernes gesteuert. Ein Variometer kann außerdem mit weiteren Wicklungen versehen sein, z.B. Hilfsvormagnetisierungswicklungen, sowie mit Übertrager- oder Kopplungswicklungen zur induktiven Einspeisung des Arbeitswechselstromes.Magnetic variometer The innovation relates to magnetic variometers, in particular for medium and high frequency tuning purposes. This is due to premagnetization controllable iron core reactors, which generally have a working winding, in which an alternating current flows, and a control winding in which a pre-magnetization current flows, especially a direct current. Through this the working current on the Paths controlled by changing the permeability of the iron core. A variometer can also be provided with additional windings, e.g. auxiliary bias windings, as well as with transformer or coupling windings for inductive feeding of the working alternating current.

Die der Neuerung zugrundelieende Aufgabe ist es, die bekannten Magnetvariometer zu verbessern"vor allem zu einfacheren und kleineren und damit billigeren Bauformen zu gelangen., die bisher nötigen umständlichen Maßnahmen zur Beseitigung von Blickwirkungen zu vermeiden und ein Magnetvariometer mit einem großen Abstimmbereich bei zugleich kleiner Magnetisierungsleistung zu schaffen.The task on which the innovation is based is to use the well-known magnetic variometer to improve "above all to simpler and smaller and thus cheaper designs to get., the cumbersome measures previously necessary to eliminate the effects of gaze to avoid and a magnetic variometer with a large tuning range at the same time to create smaller magnetization power.

Pur ein Magnetvariometer mit den geforderten Eigenschaften wird gemäß der Neuerung ein einziger Eisenkern verwendete bei dem zur Vermeidung induktiver Rückwirkungen zwischen Arbeit-und Steuerwicklungen diese in an sich bekannter Weise senkrecht zueinander angeordnet sind# so daß auch die von den Wicklungen erzeugten MagnetflUsse senkrecht zueinander verlaufen. Die Anwendung derartiger Mangetkerne mit sogenannter Quermagnetisierung Ist an sich für verschiedene Zwecke bekannte so bei auf der Grundlage gleichstromvormagnetisierter Drosselspulen beruhenden Gleichstromwandlern. Es ist ferner eine regelbare Indutivität bekannt mit einem Kem, dessen Schenkel von der einen von zwei Wicklungen längs magnetisiert und von der anderen Wicklung regelbar quer magnetisiert werden. Bei dieser Anordnung sind die die längsmagnetisierenden Spulen tragenden Schenkel aus Blechen in Form längsgeschlitzter Zylinder hergestellt. Auch findet hier eine Rückwirkung des Feldes der Längsagnetisierung auf das Feld der Quermagnetisiebung statt so daß zur Beseitigung der Rückwirkung besondere Mittel erforderlich sind.. beispielsweise die Anwendung einer Kurzschlußwindung oder eine zusätzlichen kompensierenden Erregung.According to the innovation, a single iron core is used for a magnetic variometer with the required properties, in which, in order to avoid inductive feedback between working and control windings, these are arranged perpendicular to one another in a manner known per se, so that the magnetic fluxes generated by the windings also run perpendicular to one another. The use of such magnetic cores with so-called transverse magnetization is on so known for various purposes based on DC converters based on direct current biased reactors. There is also known a controllable inductivity with a core, the legs of which are magnetized longitudinally by one of two windings and magnetized transversely controllably by the other winding. In this arrangement, the legs carrying the longitudinally magnetizing coils are made from metal sheets in the form of longitudinally slotted cylinders. Here, too, there is a reaction of the field of the longitudinal magnetization on the field of the transverse magnetization, so that special means are required to eliminate the reaction .. for example the use of a short-circuit winding or an additional compensating excitation.

Außer durch einen Eisenkern. der in an sich bekannter Weise derart mit einer Arbeits- und einer Steuerwicklung versehen ist daß die hiermit erzeugten Magnetflusse zwecks Vermeidung induktiver Rückwirkungen senkrecht zueinander verlaufen, ist das Magnetvariometer nach der Neuerung dadurch gekennzeichnet, daß die eine der Wicklungen im Inneren eines endlos ausgebildeten, vorzugsweise kreisförmigen Magnetkernes untergebracht und von diesem allseitig eingeschlossen ist, während die andere Wicklung algtußere Ringkernwicklung ausgeführt ist.Except through an iron core. in a manner known per se in such a way is provided with a working and a control winding that the hereby generated Magnetic fluxes run perpendicular to each other in order to avoid inductive reactions, the magnetic variometer according to the innovation is characterized in that the one of the windings inside an endless, preferably circular Magnetic core housed and enclosed by this on all sides, while the other winding is designed algtussere toroidal core winding.

Es wird bevorzugte die Steuerwieklung in das Innere des Magnetkernes zu legen und dementsprechend die Arbeitswicklung auf dem Kern selbst anzubringen. da bei einer Verwendung als Abstimmmittel für Schwingk@eise in der Mittel-und Hochfrequenztechnik verhältnismäig wenig Wickelraum für die Arbeitswicklung im Gegensatz zur Steuerwicklung benotigt wird. Dadurch ergeben sich besonders kleine Kernausfürhungen, insbesondere können sogenannte an sich bekannte Kerne mit Mittelbohrung verwendet werden, die im allgemeinen ein zylinderförmiges Aussehen haben und aus zwei Halbschalen mit einer Trennfläche in der Mitte des Zylinders bestehen (sog. Schalenkeme) oder aus einem ausgeprägten Topfteil und einem deckelformigen Abschlußteil (sog< Topfkerne). Bei die- sen bekannten Kernen dient zumeist die Mittelbohrung zur Aufnahme eines Abgleichstiftes. PUr die Zwecke der Neuerung wird der Kern entfernt und in die dann offene Mittelbohrung des Kernes die Arbeitsfrequenzwicklung hindurchgeführt, während die Vormagnetisierungswicklung in die Ringkammer des Kernes, beispielsweise auf einem Spulenkörper aufgewickelt, eingelegt wird.It is preferred to place the control winding inside the magnetic core and accordingly to apply the working winding on the core itself. since, when used as a tuning means for oscillating components in medium and high frequency technology, relatively little winding space is required for the working winding, in contrast to the control winding. This results in particularly small core designs, in particular so-called cores known per se with a central bore can be used, which generally have a cylindrical appearance and consist of two half-shells with a separating surface in the middle of the cylinder (so-called shell cores) or a pronounced pot part and a lid-shaped end part (so-called <pot cores). At the- sen known cores is mostly used for the central hole to receive an alignment pin. For the purpose of the innovation, the core is removed and the working frequency winding is passed into the then open central bore of the core, while the bias winding is inserted into the annular chamber of the core, for example wound on a bobbin.

Der Gegenstand der Neuerung mit einem Schalenkern aus Ferrit, das insbesondere zur Verwendung : als Abstimmittel in der Mittel-und Hochfrequenztechnik geeignet ist, sei zur näheren Erläuterung an Hand der schematischen Zeichnung beschrieben.The subject of the innovation with a ferrite pot core that in particular for use: as tuning means in medium and high frequency technology is suitable, is described for a more detailed explanation with reference to the schematic drawing.

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht eines etwa aus zwei gleichen Hälften 1 und 2 bestehenden Kernes. In der im Querschnitt beispielsweise viereckigen Ringkammer 3 im Inneren des Kernes Ist eine Steuerwicklung 4 untergebracht. Zusätzlich können sich dort auch noch eine oder mehrere Hilfs-oder Vormagnetisierungswicklungen befinden. Durch die Mittelbohrung 5 des Kernes die bei üblicher bekannter Anwendung desselben manchmal von einem verstellbaren Gewindeabgleichkern eingenommen wird, ist die Arbeitswicklung 6 gewickelt. Die Berührungsflächen zwischen den beiden Kernteilen 1 und 2 sind zur Erzielung eines geringen magnetischen Widerstandes für den Fluß der Steuerwicklung 4 und damit im Sinne der Erzielung einer geringen Steuer-Ampere-Windungszahl planpoliert. Der Kern kann zusätzlich mit mechanischen Mitteln zum Abgleich versehen, beispielsweise kann ein in der Mitte des Kernes befindlicher Gewindeabgleichkern hohl ausgebildet und durch diesen die Arbeitswicklung S hindurch geführt sein.Fig. 1 shows a sectional view of an approximately two halves 1 and 2 existing core. In the annular chamber, which is square in cross section, for example 3 a control winding 4 is housed inside the core. Additionally you can there are also one or more auxiliary or bias windings. Through the central bore 5 of the core, the same in the usual known application sometimes occupied by an adjustable thread trim core is the working winding 6 wrapped. The contact surfaces between the two core parts 1 and 2 are for Achieving a low magnetic resistance for the flow of the control winding 4 and thus polished flat in the sense of achieving a low control ampere number of turns. The core can also be provided with mechanical means for balancing, for example A thread adjustment core located in the center of the core can be designed to be hollow and the working winding S must be passed through this.

Fig. 2 zeigt die Schaltung der Wicklungen des Kernes nach Fig. 1. Die Steuerwicklung 4 ist beispielsweise über ein Potentiometer 7 an eine Gleichstromquelle 8 angeschlossen. Die Arbeitswicklung 6 bildet mit einem Kondensator 9 einen Schwingkreis, der auf nciht näher dargestellte Weise mit einem Wechselstrom gespeist wird.. beispielsweise transfornæ : torisch durch eine Hilfswieklung, die in der gleichen Weise wie die Arbeitswicklung 6 durch die Mittelbohrung 5 des Kernes gewickelt ist.FIG. 2 shows the circuit of the windings of the core according to FIG. 1. The control winding 4 is connected to a direct current source via a potentiometer 7, for example 8 connected. The working winding 6 forms an oscillating circuit with a capacitor 9, which is fed with an alternating current in a manner not shown in detail .. for example transfornæ: toric by an auxiliary function that works in the same way as the Working winding 6 is wound through the central hole 5 of the core.

Fig. 3 zeigt die mit Kernen aus verschiedenen Werkstoffen erzielten Erg@bnisse anhand von drei Kurven 1 bis III. Diese stellen in Abhängigkeit von der an der Steuerwicklung 4 vorliegenden gleichspannung US, die in Volt aufgetragen ist., die erreichten Induktivitätswerte L in mH dar. Bei den einzelnen Kurven I bis III lagen Massekerne aus bekannten Ferriten zugrunde mit den aus der nachstehenden Tabelle ersichtlichen Handelsbezeichnungen und Kenndaten : MaterialBS kG HK A/cm /uA I Si-Ferrit 2000 Tr7 2,4 0,08 2000 II Si-Ferrit 1100 N22 3,3 0,2 1100 III Si-Ferrit 700 L21 4s4 0,25 700 Darin bedeutet Bg die Sättigungsinduktion Hy die Koerzitiv- kraft und/uA die Anfangspermeabilität.3 shows the results obtained with cores made of different materials using three curves 1 to III. Depending on the DC voltage US present at the control winding 4, which is plotted in volts, these represent the inductance values L achieved in mH. The individual curves I to III were based on mass cores made of known ferrites with the trade names shown in the table below and characteristics: MaterialBS kG HK A / cm / uA I Si ferrite 2000 Tr7 2.4 0.08 2000 II Si ferrite 1100 N22 3.3 0.2 1100 III Si ferrite 700 L21 4s4 0.25 700 Here Bg means the saturation induction Hy the coercive force and / uA the initial permeability.

Es wurden, wie auch die Kurven I bis III in fig. 3 zeigen, nutz- bare Induktivitätsänderungen und entsprechende Frequenzgnderun- genbei induktiver Schwingkreisabstimmung in folgenden Bereichen erzielt: Variation der Variation der Frequenz bei Windungszahl der Induktivität ind. Schwingkreisabstimmung Nbeitswicklung I 1 : 4 1 : 2 10 Wdg. II 1 : 2,6 1 : 1,62 19 Wdg. III : : 2,25 1 : 1,5 21 Wdg. I Die Windungszahlen der Glelchstromvormagnetisierungswicklungen betrugen in jedem Fall 5500 Windungen, der Widerstand 860 Ohm. Like the curves I to III in fig. 3 show useful changes in inductance and corresponding frequency changes with inductive resonant circuit tuning in the following areas achieved: Variation of the variation of the frequency with the number of turns Inductance ind. Resonant circuit adjustment working winding I 1: 4 1: 2 10 turns II 1: 2.6 1: 1.62 19 turns III:: 2.25 1: 1.5 21 turns I. The number of turns of the DC bias windings were in each case 5500 turns, the resistance 860 ohms.

Dies entspricht bei einem Induktivitätsänderungsbereich von 1 : 4 im Falle der Kurve I einer Steuerleistung von maximal 50 mW. Im Falle der Kurven 11 und III ist eine etwas größere Steuerleistung erforderlich. Auch ist in diesem Falle, wie die Kurzen im linken oberen Teil zeigen, ein nicht in allen Fällen ausnutzbarer doppelsinniger Bereich infolge Hysteresis vorhanden.With an inductance change range of 1: 4 in the case of curve I, this corresponds to a control power of a maximum of 50 mW. In the case of curves 11 and III, a slightly larger steering effort is required. Also in this case is like that Short ones in the upper left part show a not in all cases exploitable ambiguous area as a result of hysteresis.

Es werden daher Kerne aus dem unter I genannten Material bevorzugt.Cores made from the material mentioned under I are therefore preferred.

Fig. 4 zeigt die Anwendung zur Frequenzabstimmung eines Rundfunkgerätes. Die Schaltung, die im übrigen selbst nur als Beispiel anzusehen ist, zeigt zwei abstimmbar Hochfrequenzverstärkerstufen A und B mit je einer nicht näher bezeichneten Verstärkerröhre, an deren Stelle auch ein anderes Verstärkerelement, beispielsweise ein Transistor, verwendet werden kann.Fig. 4 shows the application for frequency tuning a radio device. The circuit, which by the way is only to be seen as an example, shows two tunable high-frequency amplifier stages A and B, each with one unspecified Amplifier tube, in its place also another amplifier element, for example a transistor, can be used.

Die eingangskreise der Stufen 1 und 2 enthalten je ein Magnetvariometer nach Fig. 1 bzw. 2, dessen Arbeitswicklungen entsprechend jeweils mit 6 und dessen Steuerwicklungen jeweils mit 4 bezeichnet sind. Die Steuerwicklungen 4 der beiden Magnetvariometer werden in Parallelschaltung vom Spannungsabfall eines als Potentiometer ausgebildeten Widerstandes gespeiste das im Anodenstromkreis der Röhren liegt und gleichzeitig ein den Siebwiderstand eines zugehörigen Netzteiles bildet. Von diesem ist außerdem ein Ladekondensator 11 und ein Siebkondensator 12 dargestellt. Mit 15 sind in beiden Stuten zusätzliche, beispielsweise aus einer Windung bestehende Ankopplungswiekclungen bezeichnet, die in der gleichen Weise wie die Wechselstromwicklungen 6, vgl. Fig. 11 auf den Kernen angeordnet sind.The input circuits of levels 1 and 2 each contain a magnetic variometer according to Fig. 1 and 2, the working windings corresponding to each with 6 and its Control windings are each denoted by 4. The control windings 4 of the two Magnetic variometers are connected in parallel to the voltage drop as a potentiometer trained resistor that is in the anode circuit of the tubes and at the same time forms the screen resistance of an associated power supply unit. Of this a charging capacitor 11 and a filter capacitor 12 are also shown. With 15 are additional in both mares, for example consisting of a turn Coupling waves denoted in the same way as the alternating current windings 6, see FIG. 11, are arranged on the cores.

Das Potentiometer 7 kann anstatt in der AnoCosuleitung der Röhren auch in die Kathodenzuleitung derselben eingeschaltet sein. Dies ergibt den Vorteile daß die Steuerwicklungen 4 der Variometer praktisch auf demselben Potential liegen wie die zwischen Gitter und Kathode liegenden Arbeitswicklungen 6 und gestattet eine gefahrlose Bedienung der Abstimmkreisep was insbesondere für Fembedienungszwecke wichtig ist.The potentiometer 7 can be used instead of in the AnoCosu line of the tubes also be switched into the cathode lead of the same. This gives the advantages that the control windings 4 of the variometer are practically at the same potential like the working windings 6 and allowed between the grid and the cathode a safe operation of the voting circuit which is particularly useful for remote control purposes important is.

Streuungen durch unterschiedliche Kennlinien der Ferrite oder durch Kapazitätsunterschiede können mit Hilfe der Widerstände 14 bzw. der Trimmer 15 auskompensiert werden. Außerdem können Kondensatoren mit kompensierenden Temperaturbeiwerten zu denen der Ferrite verwandt werden.Scatter due to different characteristics of the ferrites or by Differences in capacitance can be compensated for with the help of resistors 14 or trimmers 15 will. In addition, capacitors with compensating temperature coefficients can also be used those of ferrites are used.

Für den Gegenstand der Neuerung können auch Kerne verwendet werden, die aus zwei insbesondere ringförmigen Schalen mit kreisförmiogen Schnittflächen senkrecht zur Ringebene bestehen kennen. Als Anwendungsgebiet kommt nicht nur das Gebiet der Nachrichtenübertragungstechnik, sondern auch das der industriellen Anwendung von Mittel- und Hochfrequenzscwingungen infrage.Cores can also be used for the object of the innovation, which consists of two in particular annular shells with circular Know cut surfaces perpendicular to the ring plane exist. As a field of application comes not only the field of communication technology, but also that of the industrial sector Use of medium and high frequency vibrations in question.

Besonders vorteilhaft ist es, die vorbeschriebenen Variometer in an sich bekannter Weise als bandspreizende zusätzliche Abstimmmittel fUr Schwingkreise zu verwendens als sogenannte Lupe. Außer als Abstimmittel kann das neue Hagnetvariometer ferner als Modulator verwendet werden. In diesem Fall wird die Steuerwicklung anstatt mit Gleichstrom mit einem Modula- tionsstromgespeist. 9Schutzansprttche 4 Figuren It is particularly advantageous to use the above-described variometer in a manner known per se as a band-spreading additional tuning means for oscillating circuits, as a so-called magnifying glass. In addition to being used as a tuning device, the new magnetic variometer can also be used as a modulator. In this case, the control winding is supplied with a module instead of direct current. tion current fed. 9 Protection claims 4 figures

Claims

Protection claims 1. Magnet variometer, characterized in that its iron core is provided with a working and a control winding that the magnetic fluxes generated thereby to avoid inductive reactions run perpendicular to each other, and that one of the windings, preferably the Control winding, inside an endlessly formed, pre- Zugsweisringossisiform, magnetic core housed and

is enclosed on all sides by this, while the other winding, preferably the work winding, is designed as an outer core winding.

2. Magnet variometer according to claim 1, in particular for use in medium and high frequency technology, thereby marked distinguishes that the Xern is a mass core made of ferrite, and an initial permeability of at least logo, before- preferably at least 2000. 3.Magnetvariometer according to claim 2, characterized

that the core is a pot core with a central bore, 4. magnetic variometer according to claim 2, characterized in that the core is a shell core consisting in particular of two ring-shaped halves.

5. Magnetic variometer according to one of claims 1 to 4, characterized in that that it is used as a band-spreading additional tuning means of an oscillating circuit is.

6. Magnetic variometer according to one of claims 2 to 5 for use in amplifier circuits, characterized in that for feeding the control winding the voltage drop across a resistor through which the amplifier's working current flows In particular, the voltage drop across the screen resistor of an associated power supply was used.

7. Magnet variometer according to claim 6, characterized # that the resistor is designed as a potentiometer and he has any number of Oscillating circles tuned at the same time.

8. Magnet variometer according to claim 7-characterized in that the Resistance in the feed line of the working circuit carrying the negative potential lies.

9. magnetic variometer according to claim 7, characterized in that for Synchronization of the individual oscillating circuits with one another, balancing resistors (14) and trimmer (15) are provided.