DE971291C

DE971291C - Hochfrequenz-Transformator fuer kurze Wellen

Info

Publication number: DE971291C
Application number: DET2457D
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Hans-Erich Paul
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1941-10-28
Filing date: 1941-10-28
Publication date: 1959-01-08

Description

Hochfrequenz -Transformator für kurze Wellen Die Erfindung löst die Aufgabe, die Kopplung der Spulen eines Hochfrequenztransformators für kurze Wellen, z. B. zur Ankopplung einer Antenne an ein Kabel, fester zu machen und dadurch die Streuung stärker herabzusetzen, als es bisher möglich war, ohne gleichzeitig die Kapazität zwischen der Primär- und Sekundärwicklung unzulässig zu vergrößern. Man erreicht dadurch, daß der Transformator einen; entsprechend größeren Frequenzbereich überträgt. Bei Niederfrequenztransformatoren kann man durch Anwendung eines geschlossenen Kernes aus Eisenblechen eine sehr feste Kopplung erreichen. Bei Hochfrequenztransformatoren ist man dagegen wegen der Verluste auf Massekerne angewiesen, welche das Magnetfeld jedoch nicht so gut zusammenhalten. Die Erfindung ist bei Hochfrequenztransformatoren mit und ohne Massekern anwendbar.
Es ist ein Hochfrequenztransformator bekannt (britische Patentschrift 243379), dessen Primär-und Sekundärspule je aus einer einzigen Wicklungslage gleicher Länge bestehen und bei dem verschieden dicker Draht in den beiden Wicklungslagen verwendet ist. Dadurch weicht das Übersetzungsverhältnis von i : i ab. Die freie Wahl des Übersetzungsverhältnisses ist jedoch sehr beschränkt, weil nicht ein beliebig dicker Draht verwendet werden kann.
Bei einem anderen bekannten Hochfrequenztransformator (französischePatentschrift 847899) soll eine feste Kopplung durch bifilares Wickeln der Primär- und Sekundärspule innerhalb derselben Wicklungslage erzielt werden. Hierbei wird ein Übersetzungsverhältnis von 1:2 durch gleichzeitiges Wickeln mit vier Drähten erreicht, von denen der erste und dritte in Reihe und der zweite und vierte parallel geschaltet sind. Eine solche Anordnung bringt zwar eine feste Kopplung, jedoch ist sie für kurze Wellen unbrauchbar, weil die Kapazität zwischen der Primär- und Sekundärspule durch die Verschachtelung zu groß ist.
Die Erfindung beseitigt diesen Nachteil. Sie bezieht sich auf einen Hochfrequenztransformator für kurze Wellen mit je einer einzigen Wicklungslage gleicher Länge für die Primär- und Sekundärspule und mit einem von i : i abweichenden Übersetzungsverhältnis. Die Erfindung besteht darin, daß die eine oder beide Wicklungslagen in eine durch das Übersetzungsverhältnis bedingte Zahl von nebeneinander angeordneten Gruppen unterteilt ist, die parallel geschaltet sind.
Bei Gegentakttransformatoren für Tonfrequenz ist es bekannt (deutsche Patentschrift 575 i83), eine feste Kopplung der beiden Teile der Gegentaktwicklung mit der anderen Wicklung dadurch zu erzielen, daß zwei Teile dieser anderen Wicklung einander parallel geschaltet werden. Über die räumliche Anordnung der Wicklungen ist aber nichts ausgesagt. Deshalb ergibt sich daraus nicht die erfindungsgemäße, für kurze Wellen günstige räumliche Anordnung.
Die Abbildungen zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung.
In Abb. i ist die innere Wicklungslage durchgehend gewickelt, während die äußere Wicklungslage aus zwei nebeneinander angeordneten, parallel geschalteten Gruppen besteht. Man erreicht hierdurch einen Kopplungsfaktor von etwa go% (mit Massekern sogar 95 bis 970/0). Wenn alle Wicklungen gleichsinnig gewickelt sind, decken sich alle Windungen. Es ist aber auch möglich, die äußere Wicklungslage gegensinnig zur inneren zu wickeln. Eine solche Anordnung ist immer noch besser, als wenn beide Gruppen der äußeren Wicklungslage bifilar ineinander statt erfindungsgemäß nebeneinander gewickelt wären.
In Abb.2 ist die halbe äußere Wicklungslage gegensinnig zur anderen gewickelt. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß beim Übergang von einer unsymmetrischen auf eine symmetrische Schaltung die kapazitive Kopplung die Symmetrie nur wenig stört. Eine völlige Symmetrie erhält man durch eine zusätzliche, an sich bekannte kapazitive Abschirmung zwischen den beiden Wicklungen.
Ist das Übersetzungsverhältnis größer als z: i, so ist die Zahl der parallel geschalteten Gruppen entsprechend größer, z. B. gleich drei bei einem Übersetzungsverhältnis von 3: i.
Voraussetzung für die Durchführbarkeit der Anordnung nach Abb. i ist, daß das Übersetzungsverhältnis ganze Zahlen oder wenigstens annähernd ganze Zahlen enthält, da die Zahl der Gruppen ganzzahlig sein muß. Weichen die Zahlen von einer ganzen Zahl stärker ab, wie z. B. bei einem Übersetzungsverhältnis i : 1,5, so kann man jedoch auch dann die Erfindung anwenden, indem man beide Wicklungen in Gruppen unterteilt. Man drückt das Übersetzungsverhältnis nämlich ganzzahlig aus, in dem letzten Beispiel als Übersetzungsverhältnis 2:3, und teilt die eine Wicklung in drei und die andere Wicklung in zwei parallel geschaltete Gruppen. Abb.3 zeigt die Schaltung und Abb. q. die räumliche Anordnung.
Abb. 5 unterscheidet sich von Abb. i dadurch, daß sich zwischen den beiden Wicklungen in an sich bekannter Weise eine kapazitive Abschirmung befindet. Eine solche ist dann vorteilhaft, wenn die eine Wicklung symmetrisch und die andere unsymmetrisch gegen Erde geschaltet ist und sich die Unsymmetrie nicht auf die symmetrische Seite übertragen soll. Die kapazitive Abschirmung besteht in Abb. 5 aus offenen Drahtringen, von denen die einen Enden miteinander verbunden und geerdet sind. Es zeigt sich, daß die Abschirmung auch dann ausreichend ist, wenn sich die Abschirmringe nicht genau zwischen den Windungen befinden, sondern, wie dargestellt, seitlich verschoben sind. Es ergibt sich dann der Vorteil, daß die Kapazitäten der Wicklungen gegen die Abschirmung geringer sind und daß die -Windungen näher aneinander gerückt werden können und dadurch die Kopplung fester wird.
Zur weiteren Vergrößerung des übertragenen Frequenzbereiches kann man in an sich bekannter Weise Resonanzen ausnutzen, indem man die Primärwicklung in Reihenresonanz mit einem vorgeschalteten Kondensator und die Streuinduktivität in Resonanz mit einem sekundärseitig parallel geschalteten Kondensator (oder der bereits vorhandenen natürlichen Kapazität) bringt. Ein nach Art der Abb.5 aufgebauter Transformator zur Anpassung einer mit einem Widerstand abgeschlossenen Rhombusantenne an ein Kabel übertrug einen Wellenbereich von 15 bis ioo m.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Hochfrequenztransformator für kurze Wellen mit je einer einzigen Wicklungslage gleicher Länge für die Primär- und Sekundärspule und mit einem von i : i abweichenden Übersetzungsverhältnis, dadurch gekennzeichnet, daß die eine oder beide Wicklungslagen in eine durch das Übersetzungsverhältnis bedingte Zahl von nebeneinander angeordneten Gruppen unterteilt ist, die parallel geschaltet sind (Abb. i bis 5).
2. Hochfrequenztransformator nach Anspruch i zum Übergang von einer unsymmetrischen auf eine symmetrische Schaltung, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärspule auf der symmetrischen Seite aus zwei gegensinnig zueinander gewickelten, in derselben Wicklungslage nebeneinander befindlichen, parallel geschalteten Gruppen besteht (Abb. 2).
3. Hochfrequenztransformator nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen der Primär- und Sekundärspule eine kapazitive Abschirmung befindet (Abb.5). In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 32i 6o6, 484 464, 498 151, 603 5o5, 723 211, 575 183; französische Patentschriften Nr. 619 747, 847 899; britische Patentschriften Nr. 243 379, 500 775; USA.-Patentschrift Nr. 712 584; »Journal of applied Physics«, 194o, S.816 bis 8i9.