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Als Frequenzweiche dienende Kreuzgliedschaltung Frequenzweichen haben
die Aufgabe, ein über :einen Übertragungskanal einlaufendes Frequenzgemiisch nach
Frequenzen oder Frequenzbereichen zu trennen. Die Aufgabe tritt z. B. auf in Trägerwelllensystemen
mit Mehrfachausnutzung der Leitungen oder beim Drahtfunk zur Trennung der Sprachfrequenz
von der übertragungs.frequenz.
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Die einfachste Anordnung hiervon ist in AbU. i dargestellt. Ein Hochpaß-
und ein Tiefpaßfilter sind mit ihren Eingangsklemmen parallel an die ankommende
Leitung geschaltet. Das Tiefpaßfilter läßt nur die Frequenzen unterhalb .seiner
Grenzfrequenz hindurrh, .das, Hochpaßfilter umgekehrt nur die Frequenzen, die oberhalb
seiner Grenzfrequenz liegen. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß sich die beiden
Filter gegenseitig beeinflussten. Die Anordnung läßt sich daher praktisch nur dann
verwenden, wenn bereits, die Grenzfrequenzen der beiden Filter genügend weit auseinanderliegen.
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Günstiger ist in dieser Beziehung die ebenfalls. bekannte Anordnung
nach Abb. 2, d. h. in ihr wird der Nachteil der gegenseitigen Beeinflussung der
beiden Filter in der Vornpar.allelschaltung vermieden. Die Schaltung Abb.2entsteht
aus der Schaltung Abb.5, welche ihnersieits eine bekannte Sparschaltung der Kreuzgleds.chaltung
der Abb. q. ist, dadurch, @daß die Zweipole 2 Z1 und 2 Z2 durch passende Vierpole
hersetzt werden. In der .Schaltung Abb. 2 sind die Vierpole TP, sofern es, sich
um eine Tief-Hoch-Frequ;enzweiche handelt, Tiefpässe, und zwar im allgemeinen: zueinander
widerstandsreziproke Filter. Im Sperrbereich der Tiefpässe, also für hohe Frequenzen,
wirken die beiden Filter im wesentlichen wie zwei widerstandsreziproke Reaktanzen
(Schaltung Abb.5 mit
wobei R der Widerstand des an die Sekundärwicklung des idealen übertragers Ue angeschlossenen
Apparates ist), so daß dort die Schaltung Abb.2 als Reaktanzvierpol mit praktisch
konstantem Wellenwiderstand ,R von links nach; rechts, durchlässig ist. Im Bereich
der tiefen Frequenzen dagegen wird in der Durchlaßrichtung von links nach rechts
gesperrt, da dann lein Vierpol gemäß Abb. 5 mit 2 Z1 = 2 Z2 = 2 R, d. h. eine abgeglichene
Brückenschaltung, vorliegt. Diagegen gehen. die tiefen Frequenzen nach den Ausgängen
der TP durch, die
ihrerseits. gegebenenfalls mit Hilfe von Übertragern.
in bekannter Weise parallel oder in Reihe geschaltet werden können. Ferner sind
noch ähnliche Frequenzweichen bekannt, welche zu anderen Sparsc'haltungea des Kreuzgliedes
der Abb.4 in derselben Beziehung stehen wie die Schaltung Abb.. 2 zur Schaltung
Abb. 5.
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Solche Anordnungen haben jedoch zwei Nachteile. Zunächst ist ein Übertrager
notwendig,' der natürlich nicht absolut vollkommen sein kann. je größer jedoch :die
Abweichung von dem idealen Transformator ist, um so ungünstiger ist der Ab@gleich
der Brücke. Ferner müssen die beiden Tiefpaßfilter im allgemeinen verschieden (widerstandsreziprok)
ausgebildet sein.
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Nun sind ferner Filter nach Abb.3 bekannt, die durch Umbildung aus
den ebenfalls bekannten Filtern nach Abb. 4 mit zwei: paarweise gleichen Reaktanzen
Z1 und Z2 gewonnen werden können. Z1 und Z2 in den Längswiderständen von Abb. 3
sind identisch mit Z1 und Z2 von Abb.4. Die gekreuzten Widerstände R sind gleich
dem ohmisch angenommenen Widerstand des Sende- und Empfangsapparates, zwischen denen
das Filter Abb.. 3 oder Abb. 4 liegt. Anordnungen nach Abb..3 haben gegenüber den
@ebenfalls bekannten Brückenfiltern aus Reaktanzen, z. B. Abb. 4 und 5, -den Vorteil,
daß: Übertrager oder andere Schaltelemente gespart werden, während die Betriebsdämpfung,
von einer zusätzlichen, von der Frequenz unabhängigen Diämpfung abgesehen, genau
mit der der Schaltungen Abb.4 und 5 übereinstimmt.
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Gemäß der Erfindung ist eine Frequenzweiche aus. zwei Längsimpiedanzen
-und, zwei gekreuzten Querimpedanzen aufgebaut, wobei. die beiden Längsimpedanzen
aus zwei gleichen: oder äquivalenten Filtern, z. B. Tiefpaßfiltern, bestehen. Eine
solche Frequenzweiche ist in. der Abb. 6 dargestellt. Mit R sind die gekreuzten
Querimpedanzen und mit P die beiden die Längsimpedanzen bildenden Tiefpaßfilter
bezeichnet. Das Frequenzgemisch aus tiefen und :hohen Frequenzen wird in ,der Abb.
6 von links her zugeführt. Rechts können die hohen Frequenzen und obere und unten
die tiefen Frequenzen abgenommen werden. Das eine Filter kann beispielsweisse an
der Ausgangsseite @durch einen geeigneten Widerstand abgeschlossen, und am Ausgang
des anderen Filters können die Frequenzen des Durchlaßbereichs des Filters (z. B.
die tiefen Frequenzen) entnommen werden. Nach dem anderen freien Klemmenpaa.r werden
dann die Frequenzen des, Sperrbereichs :der Filter durchgelassen. Grundsätzlich
lassen sich mit der Anordnung Abh.6 beliebig gute Frequenzweichen @erzielen, wenn
nur die Güte der Filter entsprechend groß ;gewählt wird. Anstatt :das eine Filter
mit seinem Olunschen Widerstand abzuschließen, kann man auch die beiden Filterausgänge
unter Zwischenschaltung eines Transformators; parallel oder in Reihe schalten (Abh.7
und 8). Eine Vereinigung zweier Schaltungen der Anordnung Abb. 6 führt zur Frequenzweiche
Abb:. 9, deren Wirkungsweise an Hand der Abbildung ohne weiteres ersichtlich ist.
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Die neuen Fnequenzweichen Abb.6 und 9 haben den Vorzug, daß sie ohne
Verwendung von Übertragern: grundsätzlich ebenso scharfe Trennungen gestatten wie
die bekannten Anordnungen. Sie werden vorzugsweise dort Anwendung finden können,
wo die zusätzliiche von: der Frequenz unabhängige Dämpfung (z. B. 0,7 Neper) belanglos,
ist. Alle Schaltungen der Erfindung, auch Abb.7 und 8; haben den weiteren Vorzug,
daß stets zwei gleiche Filter benutzt werden können. Schließlich sei noch auf ',einten
anderen Unterschied zwischen den Anordnungen Abb. z und 6 hingewiesen, der in manchen
Fällen der Schaltung Abb.6 den Vorzug geben kann, nämlich, daß bei Energiezufuhr
im entgegengesetzten Pfeilsinne bei Abb.6 (im Gegensatz zu Abb. z) die an den Zugängen
der beiden Filter zugeführten Frequenzen, soweit sie im Durchlaßbereich der Filter
liegen, nach beiden Übrigen Klemmenpaaren durdhgelassen werden.