AT157798B - Anordnung zur Schirmung von Verstärkern, insbesondere von Hochfrequenzverstärkern für Breitbandsysteme. - Google Patents

Description

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  Anordnung zur Schirmung von   Verstärkern, insbesondere   von   Hochfrequenzverstärkern für Breit-   bandsysteme. 
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 ausserhalb des äusseren Schirmes anzuordnen, dann müssen die Zuleitungen unmittelbar vor der Einführung verdrosselt werden und die hochfrequenten   Störspannungen gegen   den äusseren Schirm abgeleitet werden. 



   Gemäss weiterer Erfindung werden bei hochfrequenten Übertragungssystemen, die zur Übertragung eine koaxiale Doppelleitung benutzen, die von einem metallischen Mantel, beispielsweise dem Bleimantel, isoliert umgeben ist, der innere Schirm des Verstärkers mit dem   Rüekleiter   und der äussere Schirm mit dem metallischen Mantel der Doppelleitung verbunden.

   Die   Schirmhüllen   sind dabei so ausgebildet und so mit dem Rückleiter und dem Mantel verbunden, dass eine völlige Abschirmung erreicht wird, dass also die innere Schirmhülle eine   lückenlose   Fortsetzung des Rüekleiters bildet und die äussere Schirmhülle ohne Unterbrechung in den Mantel übergeht, beispielsweise sind die Schirmhüllen mit Ansatzstutzen versehen, die selbst oder mittels verschiebbarer,   manschettenartiger   Über-   wurfhülsen   auf den   Rüekleiter   bzw. den Bleimantel aufgeschoben werden.

   Bei Übertragungssystemen mit mehreren koaxialen Doppelleitern und einem gemeinsamen metallischen Mantel verbindet man die inneren   Schirmhüllen   der Verstärker mit den entsprechenden Rückleitern und einen gemeinsamen äusseren Schirm mit dem Mantel. 



   Koaxiale Leiteranordnungen werden mit Vorteil zur hochfrequenten Übertragung sehr breiter   Frequenzbänder, insbesondere   von Fernsehbildströmen, benutzt. Sie sind unsymmetrisch gegen Erde. 



  Es ist deshalb notwendig, das Potential der einzelnen Leiter eindeutig festzulegen, damit z. B. keine Sehleifenbildung durch Mehrfaeherden entsteht. Dieses ist besonders wichtig an den Stellen, an denen   Verstärker eingeschaltet   werden, weil durch solche Schleifenbildungen leicht Rückkopplungen innerhalb der Verstärker entstehen können. Im allgemeinen genügt die Kapazität des Rüekleiters gegen den isoliert um ihn angeordneten metallischen Mantel, der bei Erdkabeln direkt mit Erde verbunden ist 
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 dem   Rückleiter   und dem Mantel eine Aufladung eintritt. In solchen Fällen wird zweckmässig das innere   Schirmgehäuse   des Verstärkers metallisch mit der äusseren   Schirmhülle   verbunden.

   Es ist jedoch wichtig, dass diese Verbindung in einem einzigen Punkt erfolgt, um Erdsehleifen zu vermeiden. Zweckmässig wird man bei mehreren in Abständen angeordneten   geschirmten   Verstärkeranordnungen in einem solchen hochfrequenten Übertragungssystem nur den inneren Schirm einer Verstärkeranordnung mit dem zugehörigen äusseren Schirm in einem Punkt verbinden. Statt einer galvanischen Verbindung kann unter Umständen eine kapazitive ausreichend sein. 



   Die Erfindung ist auch anwendbar bei Verstärkern, die in hochfrequenten Übertragungsystemen mit symmetrischen Doppelleitern angeordnet sind. Wenn auch symmetrische Leiter infolge ihrer Symmetrie gegen Erde wesentlich unempfindlicher gegen Aussenstörungen sind als koaxiale Leiter, so gilt doch an den Stellen, wo Verstärker eingeschaltet sind, dasselbe wie bei koaxialen Leitern. Nach weiterer Erfindung werden bei Verstärkern in einem hochfrequenten Übertragungssystem mit   geschirmten   symmetrischen Doppelleitern der innere Schirm des Verstärkers mit einem Punkt der   Verstärkerschaltung   und der äussere Schirm mit dem Mantel verbunden. 



   Für die hohen Frequenzen, um deren   Übertragung   es sich in erster Linie handelt, ergeben sich in einem gemäss der Erfindung ausgebildeten Verstärkungssystem Kopplungswiderstände, die zu unerwünschten   Rückkopplungen   führen können. Die Kopplungswiderstände sind über das innere   Verstärkergehäuse und   das aus den beiden konzentrischen Doppelleitern bestehende System verteilt. 



  Gemäss einem weiteren Gedanken der Erfindung werden diese Rückkopplungen dadurch vermieden, dass die beiden Enden des Kabelschirmes mit dem inneren Verstärkergehäuse durch Leitungen verbunden werden, deren Scheinwiderstand klein gegen den Wellenwiderstand des aus dem   Kabelsehirm   und dem äusseren der beiden Doppelleiter gebildeten Systems ist. Um den Anteil des inneren Verstärkergehäuses an den schädlichen   Kopplungswiderständen   zu verringern, empfiehlt es sich, die beiden Enden des äusseren Doppelleiters über eine durchgehende   Kupferschiene   miteinander zu verbinden. 



   In den Fig. 1-5 sind   Ausführungsbeispiele   des Erfindungsgedankens dargestellt. Die Fig. 3 und 4 dienen insbesondere zur Erläuterung der bei einem Übertragungssystem mit geschirmter konzentrischer Doppelleitung auftretenden Kopplungswiderstände. 



   In Fig. 1 ist L der Innenleiter einer luftraumisolierten, koaxialen Doppelleitung. Darüber ist ein nicht dargestellter Abstandshalter, beispielsweise eine Styroflexspirale, angeordnet. Über dem Rüekleiter   RL   können sieh noch zur niederfrequenten Naehriehtenübermittlung dienende Paare, Vierer od. dgl. befinden, die hier nicht gezeigt sind. Auf eine Isolationsschicht folgt dann ein metallischer Schirm M, beispielsweise der Bleimantel des Kabels, über dem in der üblichen Weise noch Bewehrungsund Juteschichten angeordnet sein können. 



   Der   Rückleiter   RL ist so zu einem geschlossenen Raum SI erweitert, dass er sämtliche Elemente des Verstärkers in sieh aufnehmen kann. Die Erweiterung des Rückleiters wird verwirklicht durch eine metallische Schirmhiille   SI,   die zu beiden Seiten mit manschettenartigen Ansatzstutzen über die Rüekleiter RL geschoben und innig mit ihnen verbunden wird. Im Innern der   Schirmhülle   SI sind die Verstärkerelemente angeordnet, u. zw. so, dass die Kathode K der Verstärkerröhre V mit dem Rückleiter RL bzw. der   Sehirmhülle, SI   verbunden ist. Der Innenleiter L ist über die   Primärwicklung   des 

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 Übertragers VÜ mit dem   Schirmgehäuse   verbunden.

   In Reihe mit der Primärwicklung können erforderlichenfalls noch Anpassungselemente liegen. Die   Sekundärwicklung   des Übertragers   VtJ   liegt am Gitter der Verstärkerröhre V, deren Anodenkreis über den Übertrager NÜ mit der koaxialen Leitung L,   RL   verbunden ist. Verstärkereingang und-ausgang sind durch eine metallische Trennwand T getrennt. Das Gehäuse enthält   Durchführungen   für die Zuführung der Gitter-,   Heiz-und   Anodenspannungen. Zweckmässig sind im Gitter-und Anodenkreis Siebmittel Glg und   Gla angeordnet,   die über Kapazitäten   Gg   und Ca an der Kathode liegen. Das   Sehirmgehäuse   SI und die Stromversorgung sind sorgfältig gegen Erde isoliert. 



   Auch der Mantel M wird zu einem metallischen Gehäuse   sn   erweitert, das ebenfalls durch manschettenartige Stutzen auf die Mäntel M aufgeschoben werden kann. Die Schirmhülle SI kann galvanisch oder kapazitiv in einem Punkte E mit der Sehirmhülle   Sll   verbunden sein. Die Schirmhülle Sll ist vorteilhaft auch gegen Erde isoliert und steht nur an den Verbindungsstellen mit dem Mantel M und damit mit Erde in Verbindung. Sie kann beispielsweise dadurch erhalten werden, dass man den ganzen Verstärkerraum mit dünnem Kupferblech oder einem Drahtgeflecht   ausschlägt.   Die Stromquellen Bg und   Ba für   die Gitter-und Anodenspannung sind hier ausserhalb der   Schirmhülle     sn   angeordnet.

   Um hochfrequente   Störspannungen   von dem Inneren des   geschirmten   Raumes fernzuhalten, ist es notwendig, die Zuleitungen unmittelbar vor der Einführung zu verdrosseln   (Dr a und Dr g)   und die Störspannungen gegen den Schirm   SII   abzuleiten. Die Heizspannungsquelle ist nicht dargestellt. 



   In der in Fig. 2 dargestellten   geschirmten   Verstärkeranordnung für Übertragungssysteme mit symmetrischen Doppelleitern sind dieselben Bezugszeichen beibehalten worden. Die Spannungsquellen sind zwecks Vereinfachung des Bildes nicht dargestellt. Es sind L die beiden symmetrischen Leiter, M die Schirmung des symmetrischen Doppelleiters. Die innere Schirmhülle SI ist mit einem Punkt der Verstärkersehaltung, vorzugsweise der Kathode, verbunden. Die Verbindung der Schirmhülle SI mit dem   Rückleiter   fällt hier weg. Es kann aber auch hier durch Starkstrombeeinflussung eine Aufladung des Schirmes SI gegen den Schirm   SII   auftreten. Man wird auch hier unter Umständen den inneren Schirm vorteilhaft mit dem äusseren Schirm galvanise oder kapazitiv verbinden. 



   Die für Breitbandsysteme zurzeit in erster Linie benutzten Kabel bestehen, wie in Fig. 3 dargestellt, aus drei konzentrischen, voneinander isolierten Leitern. Der Innenleiter L und der   Rüek-   leiter   RL   dienen zur Übertragung der Nutzspannungen, während der geerdete Bleimantel M beide Leiter als Abschirmhülle umgibt. In den Verstärkerämtern wird der äussere Leiter RL des Doppelleitersystems L,   RL   zu einem den Verstärker V, die Filter, die Entzerrer u. dgl. allseitig umschliessenden Gehäuse SI erweitert. Der Bleimantel M wird mit einem Schirm   sn   verbunden, der den Verstärkerraum gegen jede Beeinflussung von aussen abschirmt.

   Der Verstärker ist schematisch durch seinen Eingangswiderstand Ri, die im Anodenkreis auftretende EMK und durch den Ausgangswiderstand   J   angedeutet. 



   Die im Innern des Leiters   RL   fliessenden Ströme erzeugen infolge dieser erwähnten Kopplungen auf der äusseren Oberfläche dieses Leiters Spannungen. Die Kopplungswiderstände, die die unerwünschten Kopplungen herbeiführen, können für die vorliegende Betrachtung als Widerstände   K1   und Kz aufgefasst werden, die im Eingangs-und Ausgangskreis des Verstärkers liegen. Diese Widerstände sind in Wirklichkeit über das Verstärkergehäuse G und das Doppelleitersystem   1,   2 verteilte Widerstände. 



   Zur besseren Übersicht ist in Fig. 4 das Ersatzschaltbild des Verstärkers dargestellt. Darin   sind Z"und Z"die   Wellenwiderstände der aus den   Leitern L, RL bzw. RL, M   gebildeten konzentrischen Systeme. Durch den im Innern des Leiters RL fliessenden Strom entsteht an dem Kopplungswiderstand      eine Spannung, die einen Stromfluss über den Wellenwiderstand   Z23 des   Ausgangskreises, den Schirm   Sll   des Verstärkerraumes, den Wellenwiderstand   Z23 des   Eingangskreises und den Kopplungswiderstand   i   zur Folge hat. Damit ist, wie aus dem Ersatzschaltbild ohne weiteres zu ersehen ist, eine Rückkopplung zwischen dem Ausgangskreis und dem Eingangskreis gegeben.

   Diese Rückkopplung hat Verzerrungen und gegebenenfalls   Eigenschwingungen   des Verstärkers zur Folge und muss deshalb auf jeden Fall vermieden werden. 



   Gemäss der Erfindung geschieht dies dadurch, dass die beiden Enden des Kabelschirmes M mit dem Verstärkergehäuse SI durch Leitungen verbunden werden, deren Scheinwiderstand klein gegen den Wellenwiderstand des aus dem Kabelsehirm und dem äusseren der beiden Doppelleiter gebildeten Systems ist. Diese Verbindungsleitungen sind in Fig. 4 zwischen den Punkten A, B und C, D dargestellt und mit VL1 und   VL2 bezeichnet.   Man erkennt, dass die an dem Widerstand      auftretende Spannung praktisch kurzgeschlossen ist und sich daher in dem Eingangskreis nicht auswirken kann. Geringe Restströme, die trotzdem über den Schirm   SII   zum Eingang gelangen, werden dort durch die Leitung VL1 von dem eigentlichen Verstärkereingangskreis ferngehalten. 



   Eine weitere Verbesserung kann dadurch herbeigeführt werden, dass zur Verringerung der Kopplungswiderstände K1 und      der Anteil des Verstärkergehäuses an diesen Widerständen   möglichst   klein gemacht wird. Dies kann durch eine durchgehende Kupferschiene erreicht werden, die am Verstärkereingang und-ausgang mit dem Rüekleiter RL möglichst gut leitend verbunden wird. An diese Schiene sind auch die beiden Verbindungsleitungen VL1 und VL2 anzuschliessen. 

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   Fig. 5 zeigt als Ausführungsbeispiel die gleichzeitige Anwendung der   Kupferschiene A7'und   der Verbindungsleitungen   VLi   und   VL2.   Der Anschluss dieser Verbindungsleitungen an die Kupferschiene ist an Punkten erfolgt, die den kathodenseitigen Enden von Verstärkereingang und-ausgang 
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 ordnungen von der Wahl dieses Anschlusspunktes abweichen und unter Umständen bei   ausreichend   kleinem Widerstand der Kupfersehiene die Verbindungsleitungen   VLI, VL2   an den   Endpunkten. Ei   und E2 anschliessen. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Anordnung zur Schirmung von Verstärkern, insbesondere von   Hochfrequenzverstärkern   für Breitbandsysteme. dadurch'gekennzeichnet, dass die Verstärker von zwei ineinandergeschachtelten, metallischen   Schirmhüllen   umgeben sind, deren innere mit einem Punkt der   Verstärkerschaltung.   vorzugsweise der Kathode, verbunden ist.

Claims (1)

1. 2. Anordnung zur Sehirmung von Verstärkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der inneren Schirmhülle eine metallische Trennwand vorgesehen ist, die den Verstärkereingang gegen den Verstärkerausgang abschirmt.

   3. Anordnung zur Schirmung von Verstärkern nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, dass aufeinanderfolgende Verstärkerstufen durch in der inneren Schirmhülle vorgesehene metallische Trennwände gegeneinander abgeschirmt sind.

   4. Anordnung zur Sehirmung von Verstärkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsquellen für die Gitter-, Heiz-und Anodenspannungen zwischen der inneren und der äusseren Schirmhülle angeordnet und in die Zuführungsleitungen zweckmässig Siebmittel eingeschaltet EMI4.2 5. Anordnung zur Sehirmung von Verstärkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsquellen ausserhalb der äusseren Schirm11ülle angeordnet und Mittel vorgesehen sind. hochfrequente Storspannungen vom abgeschirmten Raum fernzuhalten.

   6. Anordnung zur Schirmung von Verstärkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Schirmhülle in einem einzigen Punkt galvanisch oder kapazitiv mit der äusseren Schirmhülle verbunden ist.

   7. Anordnung zur Schirmung von Verstärkern nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem hochfrequenten Übertragungssystem von mehreren in Abständen angeordneten geschirmten Verstärkeranordnungen die innere Schirmhülle nur einer Verstärkeranordnung mit der zugehörigen äusseren Schirmhülle in einem einzigen Punkt galvanisch oder kapazitiv verbunden ist.

   8. Anordnung zur Schirmung von Verstärkern nach einem der vorhergehenden Ansprüche. dadurch gekennzeichnet, dass bei mehreren voneinander unabhängigen Verstärkern, die am selben Ort angeordnet sind, eine gemeinsame äussere Schirmhülle über den inneren Schirmhüllen der einzelnen Verstärker angeordnet ist.

   9. Anordnung zur Sehirmung von Verstärkern nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem hochfrequenten Übertragungssystem mit geschirmter koaxipler Doppelleitung die innere Schirmhiille des Verstärkers mit dem Rückleiter und die äussere Schirmhülle mit dem metallischen Mantel der Doppelleitung so verbunden ist, dass eine völlige Abschirmung des ganzen Systems erreicht wird, beispielsweise mittels Ansatzstutzen oder Manschetten, die über Rückleiter und Mantel geschoben sind.

   10. Anordnung zur Schirmung von Verstärkern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem hochfrequenten Übertragungssystem mit mehreren koaxialen Doppelleitungen und einem gemeinsamen metallischen Mantel die inneren Sehirmhilllen der Verstärker mit den entsprechenden Rüekleitern und eine gemeinsame äussere Schirmhülle mit dem Mantel verbunden sind.

   11. Anordnung zur Sehirmung von Verstärkern nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem hochfrequenten Übertragungssystem mit geschirmten symmetrischen Doppelleitungen die innere Schirmhülle des Verstärkers mit einem Punkt der Verstärkerschaltung und die äussere Schirmhülle mit dem Mantel so verbunden ist, dass eine völlige Abschirmung des ganzen Systems erreicht wird.

   12. Anordnung zur Schirmung von Verstärkern nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Schirmhfille nur über ihre Verbindung mit den Leitungsschirmen geerdet ist.

   13. Anordnung zur Schirmung von Verstärkern nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei Einschaltung des Verstärkers in ein Übertragungssystem mit geschirmter koaxialer Doppelleitung zur Vermeidung störender Kopplungen die Enden des Kabelschirmes mit dem inneren Verstärkergehäuse durch Leitungen verbunden sind, deren Scheinwiderstand klein gegen den Wellenwiderstand des Systems ist, das aus dem Kabelsehirm und dem äusseren der beiden Doppelleiter gebildet wird. <Desc/Clms Page number 5>

   14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungen an Punkte des inneren Verstärkergehäuses angeschlossen sind, die den kathodenseitigen Enden von Verstärkereingang und-ausgang gegenüberliegen.

   15. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verringerung des Kopplungswiderstandes des inneren Verstärkergehäuses eine durchgehende Schiene möglichst geringen Widerstandes vorgesehen ist, die am Verstärkereingang und-ausgang mit dem äusseren Doppelleiter RL möglichst gut verbunden wird.

   16. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Verbindung der Enden des Kabelschirmes mit dem Verstärkergehäuse dienenden Leitungen an die durchgehende Schiene angeschlossen sind. EMI5.1