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Vierpol mit nichtlinearen Widerständen Das Hauptpatent bezieht sich
auf .einen Vierpol, der in, seinen Längs- und Querzweigen nichtlineare Widerstände
enthält, die zwecks Änderung der Dämpfung des Vierpoles durch einen Steuerstrom
beliebiger Art gesteuert werden. Der Vierpol ist in erster Linie als Sperrglied
für die Zwecke der Echo-und Rückkopplungssperrung (Pfeifsperrung) brauchbar. Er
kann jedoch auch für beliebige ,andere Steuerzwecke, so z. B. zur Modulation oder
Demodulation, zur Tastung oder zur Regelung des Verstärkungsgrades Anwendung finden.
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Die gesteuerten . nichtlinearen Widerstände, z. B. Trockengleichrichter,
sind nach dem Hauptpatent mit nichtgesteuerten Widerständen, z. B. Ohmschen Widerständen,
derart kombiniert, daß die Dämpfung des Vierpoles ,an einer Grenze im wesentlichen
durch die von der Steuerung unabhängigen Widerstände bestimmt ist. Der Dämpfungswert
des Vierpoles. wird damit zum mindesten an einer Grenze von den nichtlinearen Widerständen
unabhängig.
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Durch die Kombination mit den nichtgesteuerten Widerständen, die zu
den gesteuerten Widerständen in den Längszweigen des Vierpoles parallel und in den
Querzweigen in Reihe geschaltet sind, wird insbesondere in den parallel geschalteten
Widerständen ein beträchtlicher Teil der zur Steuerung vorgesehenen Leistung verbraucht.
Steht nur eine begrenzte Steuerleistung zur Verfügung, so ist hierin ein wesentlicher
Nachteil gegenüber einer Schaltung ohne die zusätzlichen nichtgesteuerten Widerstände
zu erblicken.
Gemäß der Erfindung wird dieser Nachteil dadurch beseitigt,
daß insbesondere die Parallelschaltung der nichtgesteuerten Widerstände zu den gesteuerten
Widerständen über Schaltmittel erfolgt, die den steuernden Strom von den nichtgesteuerten
Widerständen gänzlich fernhalten bzw. nur zu einem geringen Betrag durch die nichtgesteuerten
Widerstände fließen lassen. Soll auch der Leistungsverbrauch in den mit den gesteuerten
Widerständen in Reihe liegenden Widerständen vermieden werden, so sind auch diese
entsprechend wie die Parallelwiderstände anzuschalten. Die Erfindung kann beispielsweise
dadurch verwirklicht werden, daß die Parallelschaltung der nichtgesteuerten Widerstände
zu den gesteuerten Widerständen induktiv vorgenommen wird und die Verbindung der
in den Querzweigen liegenden Reihenschaltung mit den Längszweigen auf einer Seite
induktiv erfolt. An Stelle der induktiven Verbindungen' können auch kapazitive `'erbindungen
treten.
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Die induktive Ankopplung der Widerstände erweist sich als besonders
zweckmäßig, wenn zwei Vierpole durch dieselbe Steuerspannung zu . steuern sind,
wie dies bei Pfeifsperren fast immer der Fall ist. Die Reihenschaltung der Vierpole
mit Bezug auf die Steuerspannung erfolgt dann über Mittelanzapfungen zusätzlicher
dritter Wicklungen der übertrager. Die mit den gesteuerten Querwiderständen in Reihe
zu schaltenden nichtgesteuerten Widerstände werden dann vom Steuerstrom durchflossen
und bewirken für die durchlässig zu machenden gesteuerten Widerstände infolge des
an ihnen auftretenden Spannungsabfalles die notwendige Herabsetzung der Steuerspannung
gegenüber dem für die Sperrung notwendigen Betrage.
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Die Erfindung ist für dieselben Anwendungsgebiete, die oben für das
Hauptpatent erwähnt wurden, von Bedeutung. Soll die Dämpfung des Vierpoles eine
vorgeschriebene Frequenzabhängigkeit aufweisen, so kann dies durch Ergänzung der
Schaltung mittels frequenzabhängiger Schaltelemente geschehen. Der günstigste Arbeitspunkt
der gesteuerten Widerstände läßt sich durch die Wahl geeigneter Vorspannungen, die
für die einzelnen Widerstände verschieden gewählt «erden können, einstellen.
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Die Anwendung von Kondensatoren und Drosselspulen zur Trennung von
Gleich-und Wechselstrom in Steuerschaltungen, die mit gesteuerten Trockengleichrichtern
arbeiten, ist an sich bekannt.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus den in den Fig. i bis
4. dargestellten Ausführungsbeispielen hervor. Der die Gleichrichter Cri, und Crl.
enthaltende Vierpol ist mit Hilfe der beiden Übertrager Ü1 und Ü2 an den Eingangskreis
i bzw. den Ausgangskreis a angekoppelt. Bei a-b2 bzw. a-b, sind die steuernden Stromquellen
angeschlossen. Die Gleichrichter dienen in dieser Schaltung als gesteuerte nichtlineare
Widerstände. Sie können jedoch durch beliebig andere strorn-bzw. spannungsabhängige
Widerstände ersetzt werden. Die gemäß dem Hauptpatent vorgesehenen Ohmschen Widerstände,
die dazu dienen, den Dämpfungswert mindestens in einer Grenzlage zu definieren,
sind mit R bezeichnet.
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Die zu den Gleichrichtern Cilr parallel zu schaltenden Widerstände
R sind mit ihrem einen Pol P, .an die dritte Wicklung W1 des Eingangsübertragers
angeschlossen. Die mit den Gleichrichtern Gl. in Reihe zu schaltenden Widerstände
Gl.# liegen an der dritten Wicklung W2 des Ausgangsübertragers Ü_. Zwischen den
Verbindungspunkten der Widerstände R mit den Gleichrichtern Gl.> ist eine DrosselspuleD
vorgesehen. Der steuernde Strom, beispielsweise ein Gleichstrom, wird zwischen den
Klemmena-b, den Gleichrichtern Glr und zwischen den Klemmen a-b_@ den Gleichrichtern
Gl2 zugeführt. Es werden somit durch diese Aufteilung des Steuerkreises den Gleichrichtern
Gli und Gl. verschiedene Steuerspannungen bzw. -ströme zugeführt.
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Die Schaltung arbeitet, wechselstrommäßig gesehen, genau wie die Schaltung
gemäl:) Fig. i des Hauptpatents, d. h. die Widerstände R liegen wechselstrommäßig
parallel zu den Gleichrichtern Gli bzw. in Reihe mit den Gleichrichtern Gl_ Von
dem angelegten Steuerstrom werden die Widerstände R jedoch nicht durchflossen, so
daß eine unerwünschte Belastung der Steuerstromquelle nicht eintritt.
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In Fig.-a ist eine Schaltung gezeigt, bei der die zusätzlichen Wicklungen
II't und W. in Fortfall gekommen sind. Die Fernhaltung des Steuerstromes von den
Widerständen R erfolgt mit Hilfe der Kondensatoren Cl bzw. C2. Bei dieser Schaltung
erfolgt die Regelung durch eine einzige Steuerspannung. Die Mittelpunkte der Drosselspule
D und der Primärwicklung des Ausgangsübertragers Ü, sind miteinander verbunden.
Von dieser Möglichkeit kann bei der in Fig. i dargestellten Schaltung ebenfalls
Gebrauch gemacht werden. Die in Fig. 2 angegebene Schaltung kann überall da verwendet
werden, wo die durch die Einschaltung der Kondensatoren CL und C_ bedingte Änderung
der Zeitkonstanten nicht stört.
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In Fig.3 ist eine Schaltung dargestellt. die durch das Fortlassen
der dritten Wicklung; an einem Übertrager gegenüber der Schaltung nach Fig. i vereinfacht
ist. Der Pol b der Steuerspannungsquelle ist an den :Mittelpunkt
der
Primärwicklung des Übertragers Ü. -und den Mittelpunkt der DrosselspuleD .angeschlossen.
Die Drosselspule D ist ebenso wie in den Fig. i und 2 so zu bemessen, daß ein die
Eigenschaften des Vierpoles ungünstig beeinflussender Nebenschluß vermieden wird.
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Fig. q. zeigt die gemeinsame gegenläufige Steuerung zweier Vierpole
A und B, wie sie in Pfeifsperren häufig zur Anwendung kommt. Beide
Vierpole enthalten zwischen ihren Eingangsklemmen i und 2 Übertrager mit drei Wicklungen.
Bei jedem ,Vierpol ist eine der zusätzlichen (dritten) Wicklungen mit einer Mittelanzapfung
versehen. Die Steuerstromquelle 3 ist mit ihren Polen a und b, an die Mittelpunkte
der Sekundärwicklungen der beiden Eingangsseiten i angeschlossen. Die Reihenschaltung
der Vierpole mit Bezug auf die Steuerstromquelle erfolgt jeweils von einer Mittelanzapfung
der Primärwicklung- des Ausgangsübertragers eines Vierpoles zur Mittelanzapfung
der dritten Wicklung des Ausgangsübertragers des anderen Vierpoles. In diese Verbindungen
können Widerstände W1 und W#> eingeschaltet sein. Soll beispielsweise der Vierpol
A, durchlässig gemacht und der Vierpol B gesperrt werden, so wird der Pluspol der
Steuerstromquelle bei a angeschaltet. Der Strom verläuft über die beiden Gleichrichter
Gli des Vierpoles A in deren Durchlaßrichtung, über den Widerstand W2, die mit den
Gleichrichtern 012 des Vierpoles in Reihe liegenden Widerstände, die Gleichrichter
04 zum Anschlußpunkt b zurück. Die erwähnten Gleichrichter Gll und Gl. werden in
ihrer Durchlaßrichtung durchflossen, was eine Herabsetzung ihres Widerstandes zur
Folge hat. Der VierpolA erhält also eine kleine Dämpfung und der Vierpol B eine
große Dämpfung. Soll die Steuerung im umgekehrten Sinne erfolgen, so wird die Steuerstromquelle
umgepolt. Infolge der Symmetrie der Schaltung ergeben sich dieselben Verhältnisse
für die Gleichrichter Crli des Vierpoles B und die Gleichrichter Cil. des
Vierpoles A.
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Durch diese Schaltung ergibt sich die folgende vorteilhafte Ausnutzung
der mit den Gleichrichtern G12 in Reihe liegenden Widerstände R. Bekanntlich ist
die für das Durchlässigmachen der Gleichrichter erforderliche Spannung wesentlich
geringer als die für die Sperrung notwendige Spannung. Aus diesem Grunde ist es
häufig notwendig, zwei verschiedene Steuerspannungen anlegen zu können, weshalb
beispielsweise in der Schaltung (Fig. i) drei Anschlußpole für die Steuerspannungen
vorgesehen sind. In der in Fig. 4. dargestellten Schaltung kann jedoch mit zwei
Anschlußpunkten ausgekommen werden. Die an die Punkte a, b anzuschaltende Spannung
wird gleich der für die Sperrung erforderlichen Spannung gewählt. Diese Spannung
ist für die in ihrer Durchlaßrichtung vom Steuerstrom durchflossenen Gleichrichter
zu groß. Sie wird deshalb durch den Spannungsabfall, den der verhältnismäßig große
Durchlaßstrom an den Widerständen Wi, W2 und den in Reihe mit den Gleichrichtern
Crl. liegenden Widerständen R hervorruft, auf das erforderliche Maß herabgesetzt.
Dagegen bewirken die entsprechenden Widerstände im Stromkreis der zu sperrenden
Gleichrichter praktisch keine nennenswerten Spannungsabfälle, da der in diesem Zustand
der Gleichrichter fließende Strom ,außerordentlich klein ist. Es liegt infolgedessen
praktisch die ganze Spannung, die zwischen den Klemmen a und b vorhanden ist, an
den zu sperrenden Gleichrichtern.