Das menschliche Trommelfell als Vorbild
für die Lautsprechermembran
Die Versuche von Helmholtz. — Theorie des Trommelfells. — Ermittlung der günstigsten Membranform-
Von
A bb. l . D a s m en sch lich e
T ro m m e lfe ll.
Ewald
Die m eisten L a u ts p re c h e rty p e n , die in le tz te r Z eit in den H andel g e b ra c h t w u rd en , h a b en g ekrüm m te M em branen;
diese M em b ran en sind kegelförm ig (K onusm em branen) o d e r haben zu m in d est kegelförm ige Form . W ir se h e n d e ra rtig e
M em branform en am häufigsten b ei tric h te rlo s e n L a u tsp re c h e rn , d och w e rd e n au ch T ric h te r
la u ts p re c h e r m it kegelförm ig g ek rü m m ten M em b ran en a u s geführt. T a tsä c h lic h is t die K eg elm em b ran b ei m o d ern en L a u ts p re c h e rn v o rh e rrsc h e n d un d d ie s e r U m stan d b e re c h tig t w ohl zu d e r F rage, w elch e G rü n d e g erad e für die W ah l e in e r K eg elm em b ran bei L a u tsp re c h e rn m aß g eb en d w aren .
Es d ü rfte n ic h t allgem ein b e k a n n t sein, d aß d ie K eg el
m em bran n ich ts a n d e re s als eine g robe N achahm ung d es m enschlichen T rom m elfells ist. D as m enschliche T ro m m el
fell ist näm lich k ein e eb e n e M em bran, so n d e rn es h a t die Form eines schief a b g e sc h n itte n e n K egels von e tw a 125°
W inkelöffnung (A bb. 1). Die Eignung e in e r solchen M em bran für d ie W ie d e rg a b e ein es großen B ereic h es d e r ganzen T o n sk ala w u rd e b e re its im J a h r e 1867 von H e l m h o l t z n a c h gew iesen, doch d ü rfte e r kaum g ea h n t h ab en , w elch e B e
d eu tu n g seine U n tersu ch u n g en e in stm als e rlan g en sollten.
Um die folgenden E rlä u te ru n g e n v e rs tä n d lic h zu m achen, ist es nötig, k u rz auf d en Bau u n d die W irk u n g sw eise des m enschlichen G eh ö ro rg an s einzugehen. D ie S ch allw ellen gelangen d u rch den äu ß e re n G eh ö rg an g auf d as T rom m elfell und v e rs e tz e n d ieses in S chw ingungen. D urch d ie G e h ö r
knö ch elch en , d. i. d e r H am m er, d e r A m boß und d e r S te ig bügel, w e rd e n d iese Schw ingungen auf d as In n e n o h r (L aby
rinth) ü b e rtra g e n , wo sie von d en N erv en re g is trie rt und dem G ehirn ü b e rm itte lt w erd en . Die G e h ö rk n ö c h e lc h e n b e w irken h ie rb e i eine H e b e lü b e rse tz u n g d e ra rt, d aß die Schw ingungen d e r T ro m m elfellsp itze e tw a im V e rh ä ltn is 3 : 2 re d u z ie rt w erd en , w as m it e in e r D ru c k ste ig e ru n g um das
V/2 fache am a n d e re n E nde des H ebelsystem s, näm licham S teigbügel, v e rb u n d e n ist.
A bb. 2 zeigt sch em atisch d en A u fb au d e s O hres und die W irkung sw eise d e r G e h ö rk n ö c h e lc h e n . D ieser A bbildung
!st ein L a u tsp re c h e rsy s te m g e g e n ü b e rg e ste llt (A bb, 3). D urch die O rgane d es O hres w e rd e n die S ch allw ellen sozusagen auf eine p u n k tfö rm ig e S telle k o n z e n trie rt, ih re A m p litu d e w ird d u rch die H e b e lü b e rse tz u n g d e r G eh ö rk n ö c h e lc h e n kleiner, die K raftw irk u n g e n ts p re c h e n d g rö ß er — beim L a u t
sp re c h e r findet d e r u m g e k e h rte V organg s ta tt; von einem
Popp.
m it k le in e r A m p litu d e, a b e r seh r k rä ftig schw ingenden P u n k t w erd en , eb en falls d u rch eine H e b e lü b e rtra g u n g auf eine M em bran, d u rch d iese S ch allw ellen erzeu g t. H ierau s ist ersich tlich , d aß d as T rom m elfell m it den G e h ö r
k n ö ch elc h en im gro ß en un d ganzen ein von d e r N a tu r g e schaffenes re z ip ro k e s L a u tsp re c h e rsy s te m d a rs te llt.
H elm holtz h a t um fassende U n tersu ch u n g en ü b e r die W ir
kungsw eise d e r G eh ö rk n ö c h e lc h e n a n g e ste llt (W issenschaftl.
A b h an d lu n g en , 1867, M ech an ik d e r G e h ö rk n ö ch elch en ) und ist zu dem E rg eb n is gelangt, daß die G e h ö rk n ö ch elch en als feste, in k o m p ressib le K ö rp e r zu b e tr a c h te n sind, die m it u n g lau b lich er P räzisio n auch die oft n u r w inzig k le in e n B e
w egungen d es T rom m elfells zu ü b e rtra g e n verm ögen. Um eine n a tu rg e tre u e S challem pfindung im O hre auszulösen, m uß som it n u r noch die B edingung erfü llt w erd en , d aß d as T rom m elfell auf alle T öne w en ig sten s a n n ä h e rn d g leich m äßig re a g ie rt, also k ein e a u sg e sp ro c h e n e n R esonanzlagen (E igentöne) b esitzt. D iese E ig en sch a ft d es T rom m elfells ist von H elm holtz in ü b e ra u s in te re s s a n te r A rt n ach g ew iesen w orden. D a die H elm holtzschen U n te rsu c h u n g e n und seine T h e o rie d es T rom m elfells die a k u s t i s c h e G rundlage
M e ch an ism u s des O hres.
A bb.
3.
M e c h an ism u sdes
B ro w n sch e n L a u ts p re c h e rs y s te m s .für die K o n stru k tio n von L a u tsp re c h e rn bilden, sei im fol
gen d en d as W esen tlich e h ie rü b e r k u rz zusam m engefaßt.
E s ist w ohl k lar, daß die N a tu r die d e n k b a r günstigsten B edingungen für eine g e tre u e Schallem pfindung geschaffen h at. A uf u n en d lich m ühsam em W ege, m it viel M ath em atik und v ielen F orm eln k an n d e r b e s c h rä n k te m enschliche V e r
sta n d d en B ew eis erb rin g en , d aß d ieses o d e r jen es G esetz
H E F T 15
B A JT L E R J A H R 1927 g e h e n muß, d aß d iese o d e r jene F orm so sein muß, w eil sie
die zw e c k m ä ß ig ste ist. M an d e n k e n u r an d as B eisp iel von d e r sech se c k ig e n B ien en w ab e, G anz ähnlich v e rh ä lt es sich m it dem T rom m elfell, n u r d aß h ie r d ie m a th e m a tisc h e U n te rsu c h u n g u ngleich sch w ie rig e r ist.
Die G e sta lt d es T rom m elfells ist n u r a n n ä h e rn d kegelförm ig.
Es e n th ä lt eine große A n zah l r a d i a l e r u n d r i n g f ö r m i g e r F a s e r z ü g e aus S e h n e n su b sta n z , w elch e die
A bb. 4. D ie ra d ia le n u n d rin g fö rm ig e n F a s e r n
d es T ro m m e lfe lls. A bb. 5.
an un d fü r sich d ü n n e M em b ran v e rste ife n . B e a c h te n s w e rt ist nun, daß d ie ra d ia le n F ase rz ü g e n a c h dem ä u ß e re n G e hörgang zu g ew ö lb t sind. D en k o n z e n trisc h e n ringförm igen F a se rn fällt die A u fg ab e zu, d u rch S pan n u n g die K rüm m ung d e r R a d ia lfa se rn a u fre c h tz u e rh a lte n . A bb. 4 zeig t sch em a
tisch d e n V erlauf d ie s e r F aserzü g e, D ie W ölbung d e r ra d ia le n F a s e rn h a t zu r Folge, daß die V ersch ieb u n g d es E n d p u n k te s (S) e in e r so lch en F a s e r se h r k lein ist gegen die V e rsch ieb u n g ein es P u n k te s (P) in d e r M itte d es Bogens, die d u rc h d e n L u ftd ru c k e in e r au ftre ffe n d e n S ch allw elle h e rb e ig e fü h rt w ird (A bb. 5); nim m t m an h ie rb e i die F a se rn als u n a u sd e h n b a r an, w as beim T rom m elfell ta ts ä c h lic h d e r F all ist, so b e w irk t die B ew egung d es P u n k te s P eine zw ar ganz geringe V e rsch ieb u n g d es P u n k te s S, also d e r S p itze d es T rom m elfells, d a fü r v e rg rö ß e rt sich a b e r h ie r d e r D ruck ganz b e d e u te n d . B e rü c k sic h tig t m an n u n noch die H e b e l
w irk u n g im V e rh ä ltn is von 3 : 2 d e r G e h ö rk n ö c h e lc h e n , so e rg ib t sich in sg esam t ein e R e d u k tio n zw isch en d en B e w e gungen d e r T ro m m elfellm itte u n d d es S teig b ü g els von e tw a 17 : 1, w as e in e r D ru c k ste ig e ru n g um d as 17 fach e e n ts p ric h t.
Um d ie W irk u n g so lc h e r kegelförm ig g ek rü m m ter M em b ra n e n zu p rü fen , h a t H elm holtz die in A bb. 6 g e zeich n ete A n o rd n u n g getroffen: e r s p a n n te ü b e r ein e n g läsern en L a m p e n z y lin d e r ein e n asse S ch w ein sb lase, d ie e r in d e r M itte m it einem b e sc h w e rte n S ta b e in d rü c k te . N ach dem T ro c k n e n h a tte d a n n die S ch w ein sb lase u n g efäh r die F orm d e s T rom m elfells angenom m en. A uf die M itte d e r ein-
A bb. 6. H e lm h o ltz s e h e V e rs u c h s a n o rd n u n g z u r D e m o n s tra tio n d e r W irk u n g s w e is e e in e r k e g e lfö rm ig e n M e m b ran .
gezo g en en M em b ran s tü tz te e r ein h ö lzern es S tä b c h e n , das als S te g für ein e D arm saite d ie n te , die auf einem sta rk e n , n ic h t re so n ie re n d e m B re tte d u rc h zw ei W irb e l g esp an n t w ar. W u rd e d ie S a ite m it einem B ogen g estrich e n , so e r folgte d u rc h die M em b ran ein e seh r b e trä c h tlic h e S c h a ll
ab g ab e, die ziem lich gleichm äßig für ein e n g roßen T eil d e r T o n sk a la w ar. H elm h o ltz se lb st sag t d a rü b e r folgendes:
„D ie M em b ran gab ein e m äch tig e R eso n an z, d e r e in e r V ioline ähnlich, se lb st w en n die M em b ran n u r v ie r Z e n ti
m e te r D u rch m esser h a tte . D ie W irk u n g is t so ü b e rra sc h e n d , daß m anche Z u sch au er anfangs g ar n ic h t g lauben w ollten,
d aß von e in e r so k le in e n M em b ran ein so m ä c h tig e r T on au sg eh en k ann, bis ich sie d u rc h G e g e n v e rsu c h e d av o n ü b e r
zeu g te ."
D er V organg is t h ie rb e i in so fern dem am T rom m elfell ähnlich, als die g ekrüm m te M em b ran die L eitu n g d e r Schw ingungen h e rs te llt zw isch en d e r L uft und einem d ic h te r e n K ö rp e r von g e rin g e re r S chw ingungsam plitude, w ie es e in e ste ils d as L a b y rin th w a sse r, a n d e re n te ils die E n d e n d e r S a ite sind. Is t d ie Ü b erleitu n g d es S challs a b e r le ic h t von d er S aite z u r Luft, so m uß auch u m g e k e h rt die L eitu n g d es S challs von d e r L uft zu r S a ite le ic h t v o n s ta tte n gehen, n a c h einem fü r die S ch allb ew e g u n g allg em ein en R e z ip ro z itä tsg e se tz .
N im m t m an n u n ein id e a le s T rom m elfell an, d as rings um die M itte sy m m etrisch ist, so e rg ib t sich, d aß d ie v o rte il
h a fte s te F orm ein e s so lch en eine R o ta tio n sflä c h e ist, die bei g le ic h b le ib e n d e r L änge ih re r M erid ian lin ien d as k le in ste V olum en an ih re r k o n v e x e n S e ite ab g ren zt. Die F orm e in e r solchen F lä c h e lä ß t sich m it H ilfe d e r e llip tis c h e n F u n k tio n e n (L eg en d re’sch en In teg rale) auf dem W ege d e r V a ria tio n sre c h n u n g b e re c h n e n un d zeich n en . A bb. 7 zeig t eine solche K urve, un d z w a r v o llstä n d ig von einem zum a n d e re n A c h se n p u n k t ausgezogen. E s k a n n n a tü rlic h je d e r P u n k t d ie s e r K u rv e dem R an d e d e r M em b ran e n ts p re c h e n b is zu jen en P u n k te n , w o die K u rv e sich se lb st w ie d e r sch n eid et. D as T rom m elfell e n ts p ric h t n u r einem k lein en T eil d ie s e r K urve.
D ie F o lg eru n g en aus dem V o rh e rg e h e n d e n fü r die p r a k tisc h e D u rchführung e in e r g ü n stig sten L a u tsp re c h e rm e m b ra n
A bb. 7.
w ü rd en nun zu dem B e stre b e n führen, ein e M em bran zu k o n stru ie re n , die au s vollkom m en u n elastisch em , d ü n n stem M a te ria l b e ste h t, die F orm ein es k o n v e x g ekrüm m ten K egels n ach A rt d es T rom m elfells au fw eist u n d d a b e i von ra d ia le n u n d ringförm igen R ip p en v e rs te ift w ird. Die bis h e u te au sg e fü h rte n L a u tsp re c h e rm e m b ra n e n zeigen w ohl die ein e o d e r die a n d e re d ie s e r F o rd e ru n g e n (rad iale R ip p en o d e r K egelform ), jedoch lag es jed en falls in S c h w ie rig k e ite n d e r H erste llu n g und v o r allem in dem M angel ein es e n t
sp re c h e n d e n M ateria ls, daß m an b is h e r eine s trik te D u rc h führung d ie s e r M em branform noch n ic h t erzeu g te. G elingt dies, so w ird m an d e r Lösung d es L a u tsp re c h e rp ro b le m s in a k u s t i s c h e r B eziehung sich er n ä h e rrü c k e n . W elc h e W irk u n g en infolge d e r g e ä n d e rte n K ra ftv e rh ä ltn is se d urch die W ölbung d e r ra d ia le n R ip p en e in tre te n w ü rd en , is t m it R ü c k sic h t auf die B e trie b se n e rg ie d es L a u tsp re c h e rs sehr in te re s s a n t zu u n te rsu c h e n un d soll v ie lle ic h t s p ä te r an d ie s e r S telle n ä h e r b e h a n d e lt w erd en .
Vom am erikanischen Rundfunk. D er B erich t d es a m e rik a
n isch en H an d elsm in isteriu m s b esag t, d aß die F e d e ra l R adio C om m ission ü b e r 733 R u n d fu n k se n d e r verfü g en w ird, u n te r die 89 W ellen län g en v e rte ilt w e rd e n m üssen, falls alle S e n d e ste lle n die G enehm igung zum W e ite rb e trie b e rh a lte n . Es m üssen also im m er a c h t S ta tio n e n auf d e rs e lb e n W ellen län g e sen d en . S e it Ju li 1926 h a b e n 230 n eu e S ta tio n e n eine a m t
liche G enehm igung e rh a lte n , 50 S ta tio n e n h a b e n ih ren S ta n d
o rt g ew ech selt, 197 S ta tio n e n h a b e n ih re S tä rk e , 111 S ta
tio n e n ih re W ellen län g e g e ä n d e rt; 182 S ta tio n e n sind im
B au befindlich; 78 S ta tio n e n g e d e n k e n ih re S tä r k e zu e r
höhen, w ä h re n d b e i 373 S ta tio n e n die B au p län e n och n ich t
fe s tste h e n . V on d en n eu en S ta tio n e n , die se it Ju li 1926 die
am tlich e E rlau b n is e rh ie lte n , h a b e n 40 eine S tä rk e von 500
u n d m eh r W a tt. 42 a lte S ta tio n e n h a b e n ih re S tä r k e e b e n
falls auf 500 und m eh r W a tt e rh ö h t. D er S e n d e b e z irk
C hicago s te h t m it 65 n e u e n S ta tio n e n an e rs te r, D e tro it m it
35 an z w e ite r und N ew Y ork m it 26 an d r itte r S telle.
b i ffir& R
Der F. T. V.*Sperrkreis^Detektorempfänger
Regierungsrat
W ir se tz e n d ie in H e f t 12 des „ F u n k “ b eg o n n e n en A u s fü h ru n g e n ü b e r „ F e rn e m p fa n g u n t e r A u s s c h a ltu n g u n e r w ü n s c h te r S tö r e r “ f o r t u n d la s se n e in e p r a k tis c h e B a u a n le itu n g d en th e o re tis c h e n E r ö r te r u n g e n fo lg en :
Die th e o re tis c h e n E rw ägungen, die für die E n tw ick lu n g des F. T. V .-S p e rrk re ise s (M u sterg erät für die B astelg ru p p en
des F u n k te c h n isc h e n V ereins) m aß g eb en d w aren , sind in H eft 12 d es „ F u n k -B a s tle r“, J a h r 1927, auf S eite 179— 181 ein g eh en d d a rg e le g t w orden. A ls E rgänzung sei im folgen
d en eine B au an leitu n g d ieses G e rä te s gegeben. D a d er S p e rrk re is m it D e te k to r u n d K op fh ö rer, d. h. also d u rch A nbringung zw eier S te c k b u c h s e n p a a re , auch als g u te r D e te k to re m p fä n g e r b e n u tz t w e rd e n k ann, so w u rd e e r als k o m b in ie rte r S p e rrk re is -D e te k to re m p fä n g e r b e z e ic h n e t und gebaut.
D er S p e rrk re is ist ein e in fa c h e r Schw ingungskreis, b e s te h t also aus e in e r Spule und einem D re h k o n d e n sa to r.
N ach d en in H eft 12 g em ac h ten D arlegungen m uß d ie s e r S p e rrk re is
1. m öglichst v e rlu stfre i sein,
2. eine v e rä n d e rlic h e K opplung m it d e r A n te n n e e r m öglichen.
Die e r s t e F o rd e ru n g b e d e u te t, d aß eine gute v e rlu s t
freie S pule (Z ylinderspule) und ein g u te r K o n d e n sa to r zu v e rw e n d e n sind. D ie zw eite F o rd e ru n g w ird erfüllt, w enn die S pule m it A n zap fsto lle n v e rs e h e n ist. Da n u r w enige
Von
Dr. Carl Lübben.
k äu flich e S pulen als h o ch w ertig b e z e ic h n e t w e rd e n können, sei z u n äch st die S e lb sth e rste llu n g e in e r g u ten S pule kurz e rlä u te rt.
H erstellung der mehrlagigen Zylinderspule.
Die W ahl e in e r m ehrlagigen Z y lin d ersp u le ist d as E r
gebnis v ie le r V erg leich sv ersu ch e. W enn auch für k ü rz e re W ellen einlagige Z y lin d ersp u len als die h o c h w e rtig ste n a n zu seh en sind, so sp ric h t im R u n d fu n k b ereich für d ie m e h r
lagige Spule m it k a p a z itä ts a rm e r W ick lu n g die h ö h ere S e lb stin d u k tio n b ei g leich er D rah tlän g e und die günstige F e ld v e rte ilu n g w egen d e r K ürze d e r Spule. Die H erstellu n g ein e r g u ten m ehrlagigen Z ylinderspule is t so einfach, d aß
sie nu r allen B a stle rn g e ra te n w e rd e n kann. M an beschaffe sich eine e tw a 2 cm d ick e P la tte aus w eichem H olz e tw a 12 : 12 cm groß (oder rund, e tw a 12 cm D urchm esser) und 11 m öglichst d ick e S tric k n a d e ln . D as B re tt v e rs ie h t man m it einem K reis von 9 cm D u rch m esser und m a rk ie rt auf dem U m fang 21 gleichm äßig v e rte ilte P u n k te (vgl. A bb, 1).
D er A b sta n d z w e ie r P u n k te b e tr ä g t u n g efäh r 13 mm. A n
d iesen P u n k te n w e rd e n L ö ch er e tw a 1 cm tief e in g e b o h rt
(nicht ganz d u rchbohren!). D ie G röße d e r B o h rlö ch er muß
so g ew äh lt w erd en , daß sich die S tric k n a d e l le ic h t m it
einem k lein en H am m er ein sch lag en läß t. M an k an n auch
die L ö ch er etw a s g rö ß er b o h re n und d an n m it einem etw as
d ü n n e re n B o h rer noch e tw a s n a c h b o h re n (A bb. 2), Die
S tric k n a d e ln k ö n n en d an n ohne E inschlagen m it d e r H and
allein fest e in g e s te c k t w erd en . Die S tric k n a d e ln b ric h t m an
in d e r M itte durch, so daß 22 h alb e N ad eln e n ts te h e n , von
d en en 21 als S tä b e m it d e r sp itz e n S e ite in die H o lzp latte
e in g e s te c k t w erd en . Die so v o rb e r e ite te W ickelform zeigt
A bb. 3, Zum W ick e ln d e r S pule b e n u tz t m an am b esten
b A fT L K D J A H R 1927 d o p p e lt b au m w o llu m sp o n n en en K u p fe rd ra h t vo n e tw a
0,8— 1,0 mm S tä rk e , D as W ick e ln e rfo lg t n ach dem in A bb. 1 a n g e d e u te te n Schem a, d. h. es w erd en im m er d rei N ad eln ü b ersch lag en , so daß d e r D ra h t um jede v ie rte N a d e l um gelegt ist. D er D rah t lieg t also d e r R eihe nach um folgende N ad eln :
1 5 9 13 17 21
4 8 12 16 20
3 7 11 15 19
2 6 10 14 18 1 . . .
E s lie g t also um jed e N ad el ein D rah t, w en n v ie r volle W ind u n g en g ew ick elt sind. D ie ganze S p u le e rh ä lt 60 W in dungen, d. h, es m üssen auf je d e r N a d e l 15 D rä h te g e
le g t sein.
Die W ah l d e r A n z a p fste lle n r ic h te t sich n a c h d e r b e a b sic h tig te n V erw en d u n g d e s S p e rrk re is e s ; n a h e b ei einem O rts se n d e r m uß d e r S p e rrk re is gew öhnlich f e s te r m it d e r A n te n n e g e k o p p e lt sein, als w e n n es sich um d ie A u ssc h a l
tu n g ein es S tö rs e n d e rs fern vom n ä c h s te n S e n d e r h a n d elt.
E s kom m en som it folgende A n z a p fste lle n fü r b e id e F älle in F rag e:
N ah e beim O rts se n d e r: (0), 8, 20, 34, 46, (60), F e rn vom n ä c h s te n S e n d e r: (0), 6, 14, 26, 44, (60), E ine V erteilu n g , d ie b e id e n F ä lle n genügt un d allgem ein a n g e ra te n w e rd e n k ann, ist: (0), 4, 10, 18, 28, 40, (60),
D er n a h e lie g e n d e G e d a n k e , d ie Z ahl d e r A n z a p fste lle n m öglichst groß zu w äh len , is t zu v e rw e rfe n , d a d u rc h die v ielen V e rb in d u n g s d rä h te die u n e rw ü n sc h te n K a p a z itä te n d e r S pule v e rg rö ß e rt, d, h, die G ü te d es S p e rrk re is e s v e r rin g e rt w ird. D ie A n z a p fste lle n s te llt m an d a d u rc h her, d aß m an b ei d e r b e tre ffe n d e n W in d u n g die S te lle d es D ra h te s, d ie um d ie N ad el liegt, e tw a 1— 2 cm b la n k s c h a b t u n d zu e in e r S ch leife zu sam m en d reh t, in d ie s p ä te r d e r V e rb in d u n g s d ra h t e in g e lö te t w ird.
Ist die S p u le fe rtig g ew ick elt, so s c h ie b t m an sie etw a s v o n dem G ru n d b re tt ab u n d z ie h t d a n n a n v ie r d ia m e tra l geleg en en S te lle n je ein e N a d e l h erau s. M it dün n em B ind
fa d e n o d e r d ick em Z w irn b in d e t m an in d ie s e n S te lle n die S pule zusam m en. D ab ei m uß m an d a ra u f a c h te n , d aß m an die S pule n ic h t zu fe st z u sam m en d rü ck t, d en n g e ra d e d as lo c k e re G efüge d e r S pule e rh ö h t ih re G ü te. Um die S ta b ilitä t d e r S pule e tw a s zu erh ö h en , k a n n m an die v ie r B in d e ste lle n in n en u n d au ß en m it S ch ellack lö su n g gut d u rc h trä n k e n - N ach dem völligen T ro c k n e n e n tf e rn t m an alle N ad eln bzw , z ie h t d ie fe rtig e S pule ein fach v o n d en N ad eln h e ru n te r.
D er Zusammenbau,
F ü r d e n Z usam m enbau is t d ie in A bb, 6 d a rg e s te llte S ch altu n g m aßgebend, w ä h re n d die A n o rd n u n g d e r E in z e l
te ile aus d e r A bb- 4 e rsic h tlic h ist. F ü r d ie v e rä n d e rlic h e A n sch altu n g d e r A n te n n e k a n n m an U m sc h a lte r v e rw en d en ,
jed o ch m üssen d iese s e h r gute K o n ta k te b e sitz e n , die n ic h t zu d ic h t a n e in a n d e r liegen, d a a n d e rn fa lls d ie u n e rw ü n sc h te n K a p a z itä te n bzw . A b le itu n g e n v e rg rö ß e rt w e rd e n . Billig u n d gut ist d ie V erw en d u n g von K o n ta k tb u c h s e n . D ie S p u le m uß so a n g e o rd n e t sein, d aß d ie M etallm asse des
m fnm
K o n d e n sa to rs eine m öglichst geringe D äm pfung v e ru rsa c h t.
D ie S pule k a n n m an ein fach so b efestig e n , d aß m an zw isch en S pule S (A bb. 5) u n d M o n ta g e p la tte M k lein e K o rk stü c k c h e n K le g t un d m it H ilfe ein es schm alen S tre ife n s Is o lie rm a te ria ls I und zw ei B olzen B die S pule fe s tp re ß t.
A u ch im In n ern d e r S pule k a n n m an zw ei K o rk stü c k c h e n K u n te rle g e n . Im e in fa c h ste n F all k a n n m an die B efestigung d e r S pule auch d u rc h n u r ein e n B olzen in d e r M itte d e r S pule b ew irk en .
B ei V erw en d u n g als S p e rrk re is e n tf e rn t m an n a tü rlic h D e te k to r und K o p fh ö re r u n d u n te r b ric h t auch am b e ste n noch d ie V e rb in d u n g von d e r K lem m e B aus.
F ü r die V erw en d u n g als D e te k to re m p fä n g e r is t die g ü n stig ste A n k o p p lu n g d e r A n te n n e eb e n so w ie die g ü n stig ste D e te k to rk o p p lu n g an d e r K lem m e B d u rch V e r
suche zu erm itteln .
Ein einfacher Lautsprecher.
N ach W ire le a s W o rld
20.
250. 1927 / N r. 9 — 2. M ä rz.S chnell u n d ein fach k a n n m an sich ein en L a u ts p re c h e r d a d u rc h h e rste lle n , daß m an in e in e r Z im m erecke eine d ü n n e
H o lzsch eib e o d e r steife P a p p sc h e ib e b e fe stig t, w ie d ie s die
A b b ild u n g zeig t und m öglichst n ach d e r u n te re n sp itzen
E ck e zu ein en K o p fh ö rer o d e r eine L a u tsp re c h e rsc h a lld o s e
auf d e r S ch eib e a n b rin g t. D er von d en Z im m erw än d en und
d e r S ch eib e g e b ild e te R aum gibt ein e gute L a u ts tä rk e .
JAHR 1927 H E F T 15
M f n l i R
Der Neutrodyne^Interflexempfänger
Von
J. Jungfer.
Im „ F u n k -B a s tle r“1) sind le tz th in E m pfänger b e sc h rie b e n w orden, d ie m it sechs R ö h ren b ei 150 V olt A n o d en sp an n u n g a rb e ite n . Bei d en m it diesem G e b ie t n ic h t v e rtra u te n F u n k b a stle rn d ü rfte d u rc h d iese V eröffentlichung, w ie ü b e rh a u p t d u rch die m eisten A u fsätze ü b e r d ie W id e r s ta n d s v e rs tä r
kung, d ie M einung h e rv o rg e ru fe n w erd en , daß zum B e trie b ein es W id e r s ta n d s v e rs tä rk e rs an o rm ale A n o d en sp an n u n g en und ein g rö ß e re r A u fw an d an R ö h ren e rfo rd e rlic h sind. D ies ist jed o ch d u rc h a u s n ic h t im m er d e r Fall. N a c h ste h e n d soll kurz ein V ie rrö h re n -N e u tro d y n e -In te rfle x e m p fä n g e r m it re in e r W id e rs ta n d s v e rs tä rk u n g b e sc h rie b e n w e rd e n , d e r m it ein e r n o rm alen A n o d en sp an n u n g von 90 V olt u n d m it nu r e in e r H o ch freq u en zstu fe u n d z w e i f a c h e r W id e rs ta n d s v e rs tä rk u n g o hne T ra n sfo rm a to r alle A n fo rd e ru n g e n erfüllt,
w e ite re s eine S a a lla u ts tä rk e e rre ic h e n . F ü r d en gew öhn
lich en G e b rau ch genügt a b e r die o ben an g eg eb en e A n o d e n sp an n u n g sow ie jede gew öhnliche L a u ts p re c h e r-E n d rö h re v ollständig. Ich se lb st b e tre ib e d en E m pfänger an ein e r nu r 5 bis 6 m ü b e r dem E rd b o d e n b efindlichen, an zw ei S e ite n von zw ei- bis d re istö c k ig e n G e b ä u d e n un d an d en ü b rig en S e ite n von h o h en B äum en e in g esch lo ssen en 50 m -A n ten n e u n d e rh a lte d am it säm tliche s tä rk e re n e u ro p ä isc h e n S en d er (etw a 20) m it g u te r L a u ts p re c h e rs tä rk e ohne B en u tzu n g d e r R ück k o p p lu n g .
F ü r d en Em pfang d e r sch w ä c h e re n S e n d e r (1 k W und d a ru n te r) tr it t nun die R ü c k k o p p lu n g un d zum A u ssch alten b e n a c h b a rte r s ta rk e r S e n d e r die a p e rio d isc h e A n te n n e (A n
te n n e in 1) in W irk sa m k e it, A uch d iese S e n d e r sind säm t-
die an ein e n m o d ern en E m pfänger h e u te g e ste llt w e rd e n | m üssen. D as S ch altsch em a zeig t die A bbildung.
D er E m pfänger, d e r ohne jede S c h w ie rig k e ite n von jedem mit H o c h fre q u e n z v e rs tä rk e rsc h a ltu n g e n v e rtra u te n F u n k b a s tle r g eb au t w e rd e n k ann, b rin g t b ei n o rm a le r H o ch a n te n n e noch bei 50 km E n tfern u n g vom S e n d e r lediglich m it D e te k to r u n d W id e rs ta n d s v e rs tä rk u n g (A n ten n e in 4;
H eizung d e r H o c h freq u en zrö h re ab d re h e n ) eine gut a u s re ic h e n d e Z im m e rla u tstä rk e . Die L a u ts tä rk e d es D e u tsc h la n d s e n d e rs (K u rzsch lu ß steck er in 8— 9) is t in d ie s e r E n t
fernung so g ar schon zu groß. D abei ist d e r E m pfang von e in e r K lan g rein h eit, w ie ihn e b e n n u r d e r K ris ta lld e te k to r in V erb in d u n g m it W id e rs ta n d s v e rs tä rk u n g liefern kann. B e
so n d ers erw ä h n e n m ö ch te ich noch d en bei V erw en d u n g eines e n ts p re c h e n d e n L a u tsp re c h e rs v o rh a n d e n e n w eich en Ton, d e r d u rc h d as R ü ck k o p p lu n g sau d io n o d e r d e n T ra n s fo r m a to rv e rs tä rk e r niem als e rre ic h t w ird.
D urch H in zu sch alten d e r H o ch fre q u e n z rö h re (A n ten n e in 3) lä ß t sich ohne B en u tzu n g d e r R ü ck k o p p lu n g (K urzschluß
ste c k e r in 5— 6) u n te r V erw en d u n g e in e r e n ts p re c h e n d e n E n d rö h re u n d d e r d a z u gehörigen A n o d en sp an n u n g ohne
*) V g l. „ F u n k - B a s tle r “ . J a h r 1926, H e f t 41, u n d J a h r 1927.
H e ft 4.
lieh b ei gutem A rb e ite n d e r H o ch freq u en z sow ie d e r R ü c k k o p p lu n g m it a u s re ic h e n d e r L a u ts p re c h e rs tä rk e zu b e kom m en. A ls R ü c k k o p p lu n g s te h t zu r V erfügung: die A u f
heb u n g d e r N e u tralisieru n g bzw . eine k a p a z itiv e Z u sa tz k o p p lu n g d u rch d as N e u tro d o n b ei k ü rz e re n W ellen u n d die in d u k tiv e R ü ck k o p p lu n g d u rch die S pule 5— 6, in d e r H a u p t
sach e fü r lange W ellen geeignet. Die V erw en d u n g d e r R ü ck k o p p lu n g bei d iesen S en d ern d ü rfte kaum zu irg e n d w elch en U n a n n eh m lich k eiten V eran lassu n g geben, d a m it einem k la n g re in e n E m pfang sch w ach er u n d w e it e n tfe rn te r S e n d e r au ch w ohl m it d en b e s te n A p p a ra te n n ic h t zu re c h n e n ist.
A n S telle d e r R ü ck k o p p lu n g k a n n n a tü rlic h au ch eine w e ite re H o ch freq u en zstu fe v o rg e s c h a lte t w erd en , die dem e rfa h re n e n F u n k b a s tle r S c h w ie rig k e ite n n ic h t b rin g en dürfte, jed o ch w ird die E instellung d es G e rä te s d a d u rc h w esen tlich schw ieriger, ohne d aß diese S tufe d e r R ü ck k o p p lu n g gegen
ü b e r e rh e b lic h e V o rteile au fw eisen w ird.
Die gute L a u ts tä rk e d es G e rä te s h än g t in e rs te r Linie von
d e r A rb e itsw e ise d es H o c h fre q u e n z v e rs tä rk e rs sow ie von
d e r rich tig en A bgleich u n g d e r W id e rstä n d e , b e so n d e rs d e r
G itte ra b le itw id e rs tä n d e , ab. A ls D e te k to r v e rw e n d e man
ein e n sta b ile n Typ, d e r m o n atlich v ielleich t einm al n a c h
H E F T 15 c n 'm iR J A H R 1927 g e ste llt w e rd e n muß. A uf k e in e n F all b e n u tz e m an a b e r
H e b e ld e te k to re n , die bei d e r g erin g sten E rs c h ü tte ru n g ab - ru ts c h e n u n d eine stän d ig e Q uelle d es Ä rg ers sind. D er D e te k to r k a n n z w ar auch d u rch B lo c k k o n d e n sa to r un d A b le itw id e rs ta n d e rs e tz t w e rd e n ; ich m ö ch te a b e r jed em F u n k b a s tle r em pfehlen, w en ig sten s e in e n V ersu ch m it dem D e te k to r zu m achen, d a d a d u rc h d e r E m pfang e rh eb lich
an K la n g re in h e it gew innt. A uf d ie E in stellu n g d e s D e te k to rs kom m t es beim E m pfang n ic h t allz u se h r an. E s genügt, daß ü b e rh a u p t K o n ta k t v o rh a n d e n ist. J e b e s s e r die E in stellu n g jed o ch ist, um so k la n g re in e r w ird d e r Em pfang.
F ü r M itteilu n g von E m p fan g serg eb n issen von F u n k freu n d en , die d ieses G e rä t n a c h g e b a u t h a b e n , w ä re ich seh r e rfre u t.
Die Lebensdauer der Niederfrequenztransformatoren
I n H e f t 3 d es „ F u n k “ a u f S e ite 40 d e s „ F u n k - B a s tle r “ h a b e n w ir e in R e f e r a t ü b e r e in e n A u fs a tz in d e r „ W ire le s s W o rld “ w ie d e rg e g e b e n ; zu d iesen A u s fü h ru n g e n h a b e n v iele F u n k f r e u n d e S te llu n g g e n o m m en , u n d e in e F ü lle vo n Z u s c h rifte n u n d A n fr a g e n b a t u n s v e ra n la ß t., h ie r d a s E r g e b n is u n s e re n L e s e rn v o rz u le g e n .
Die M ein u n g en ü b e r ein e b e g re n z te L e b e n sd a u e r von N ie d e rfre q u e n z tra n sfo rm a to re n w id e rs p re c h e n sich vielfach, jed o ch lä ß t d e r g rö ß te T eil e rk e n n e n , daß ta ts ä c h lic h die L e b e n sd a u e r von N ie d e rfre q u e n z tra n sfo rm a to re n v ielfach b e s c h rä n k t ist. D ie F irm en, die sich zu dem R e fe ra t g e ä u ß e rt h ab en , b e s tre ite n n a tü rlic h für ih re F a b rik a te d iese T a t
sache, jed o ch la sse n die M itte ilu n g e n d e r F u n k fre u n d e e r k en n en , d aß d ies d u rc h a u s n ic h t im m er z u tre ffe n d ist. N a tu r
gem äß is t es n ic h t m öglich, säm tlich e Z u sch rifte n h ie r zum A b d ru c k zu b ringen, zum al ein ze ln e d e rs e lb e n a u ß e ro r d e n t
lich lang u n d w eitsch w eifig sind.
W ir k ö n n e n d a h e r in folgendem e in e n T eil d ie s e r Z u
sch riften n u r au szu g sw eise w ie d e rg e b e n :
,,. . . D ie v o n I h n e n a n g e g e b e n e n E rs c h e in u n g e n sin d u n s im ü b r ig e n b e k a n n t. S ie sin d ta ts ä c h lic h bei f a s t a lle n a u f d em M a r k t b e fin d lich e n T r a n s f o r m a to r e n f a b r ik a te n zu b e o b a c h te n , d ü r f te n jed o c h f ü r u n s e r F a b r i k a t n ic h t z u tre ffe n , d a w ir in w e itg e h e n d e r H in s ic h t V o rk e h ru n g e n g e g en d ie von Ih n e n b e sc h rie b e n e n Z e r s tö ru n g s m ö g lic h k e ite n g e tro ffe n h a b en . D a w ir b is la n g k e in e r le i R e k la m a tio n in d ie s e r R ic h tu n g v o r lie g e n h a b e n , g la u b e n w ir m ith in a u c h d ie r ic h tig e n M itte l z u r V e rm e id u n g d e r vo n I h n e n b e s c h rie b e n e n E rs c h e in u n g e n g e tro ffe n zu h a b e n .
D r. D ie tz & R i t t e r G. m . b. H ., H e r s te lle r d e r „ K ö r tin g “ - T ra n s fo rm a to re n .
*
„Z u d em A u fs a tz ,D ie L e b e n s d a u e r von N ie d e rfre q u e n z tr a n s f o r m a to r e n 4 te ile ich ih n e n m it, d a ß ich b is h e r a n v ie r N ie d e r f r e q u e n z tr a n s f o r m a to r e n die Z e r s tö r u n g d e r P r i m ä r se ite f e s ts te lle n k o n n te . J e zw ei w a r e n vom g leic h en F a b r i k a t. L e id e r k a n n ich d ie F ir m e n n ic h t m e h r a n g e b e n , d a ich d iese B e o b a c h tu n g e n v o r u n g e f ä h r l 1/2 J a h r e n g e m a c h t
h a b e .“ W . K „ B e rlin .
„. . . M ein N ie d e r f r e q u e n z v e r s tä r k e r s t r e ik t e ; e in e M e ssu n g e rg a b , d a ß die S e k u n d ä r s e ite d e s e r s te n T r a n s f o r m a to r s u n t e r b ro c h e n w a r. N a ch A b n a h m e d e r U m h ü llu n g fa n d ich d e n D r a h tb ru c h in d e r d r i tt e n L a g e . D ie B ru c h s te lle , u n t e r d em V e r g r ö ß e r u n g s g la s b e tr a c h te t, z e ig te , d a ß d e r D r a h t e in e n K n ic k h a tt e , d e r z w a r b ei d e r M o n ta g e w ie d e r g e ra d e g e b o g en w o rd e n w a r.
E in a n d e r m a l k a m e in H ö re r zu m ir, ,sein V e r s tä r k e r g eh e n ic h t4. E in e M e ssu n g d e s T r a n s fo r m a to r s m it d em O h m m e te r z e ig te , d a ß die S e k u n d ä r s e ite m it d e r P r i m ä r s e i t e S ch lu ß h a tte . Ic h z e rle g te d e n g e k a p s e lte n T r a n s fo r m a to r , w ic k e lte die S e k u n d ä rw ic k lu n g ab , u n d e s s te llte sich h e ra u s , d a ß die I s o la tio n z w isch en P r i m ä r u n d S e k u n d ä r zu k u rz w a r, so d aß sich die b e id e n W ic k lu n g e n b e r ü h r te n ; d u rc h d a s Z u sam m en -
S
re sse n d e r S p u le bei d e r M o n ta g e d e s T r a n s fo r m a to r s d ü r f te ie L a c k is o la tio n v e r le tz t w o rd e n sein , w a s d a n n d e n K u r z sch lu ß d e r b e id e n T ra n s fo rm a to rw ic k lu n g e n ) z u r F o lg e h a tte . I m d r i tt e n F a lle h a n d e lte es sich e b e n fa lls u m d ie S e k u n d ä r w ic k lu n g . B ei d e r R e p a r a tu r w a r jed o c h n ic h ts zu sehen, w a s a u f e in e n F e h le r irg e n d w e lc h e r A r t sc h lie ß en ließ . N a ch d e r R e p a r a tu r in d a s G e r ä t w ie d e r e in g e b a u t, a r b e i te t d e r selbe s e it e in e m d r e iv ie r te l J a h r w ie d e r z u r v o lls te n Z u frie d e n h e it, a n s e in e r P r im ä r s e ite lie g e n 220 V o lt A n o d e n stro m .N ach d em B e fu n d d ie s e r d re i F ä lle k o m m e ich zu d e r A n sic h t, d a ß es m e h r a u f die b ei d e r H e r s te llu n g d e r T r a n s fo r m a to r e n v e rw e n d e te S o r g f a lt a n k o m m t a ls a u f d ie im ,F u n k 4 b e sp ro c h e n e n U rs a c h e n ; e s i s t z w a r e ig e n tü m lic h , d a ß es bei m ir s t e ts d ie S e k u n d ä r s e ite w a r, ich g la u b e jed o ch , d a ß sich d a f ü r k e in e N o rm a u f s te lle n lä ß t, w elch e W ic k lu n g z u e r s t d e f e k t w ir d .44 E r n s t H ild e n b ra n d , F e u c h tw a n g e n .
„D ie in d e r ,W ire le s s W o rld 4 m itg e te ilte n B e o b a c h tu n g e n k a n n ich (leider) b e s tä tig e n , I n n e r h a lb e in e s h a lb e n J a h r e s
h a b e ich zw ei N ie d e r f r e q u e n z tr a n s f o r m a to r e n in d e r g e s c h il
d e r te n W eise e in g e b ü ß t, e in d r i t t e r i s t (offenbar) d u rc h K u r z sc h lie ß u n g e in e r g rö ß e re n Z ah l v o n W in d u n g e n b e s c h ä d ig t u n d h a t die L e is tu n g s f ä h ig k e it d es Z w e ir ö h r e n g e r ä ts seh r h e r a b g e s e tz t.“ E r n s t M ich ler, L ie g n itz .
,,. , . D iese M itte ilu n g e n d e c k e n sich g e n a u m it d en E r f a h ru n g e n , die ich m it d e r g leic h en A n o rd n u n g g e m a c h t h a b e.
I n D e u ts c h -O s ta frik a , w o e s w ä h re n d d es K r ie g e s m e in e A u f g a b e w a r, die S c h u tz tr u p p e m it d en f ü r u n s le b e n s w ic h tig e n N a c h ric h te n v o n d e r H e im a t —- F u n k n a c h r ic h te n v o n N a u en
— zu v e rs o rg e n , s ta n d m ir e in D e te k to r e m p f ä n g e r m it z w e i
fa c h e r N ie d e r f r e q u e n z v e r s tä r k u n g z u r V e rfü g u n g . E tw a e in h a lb e s J a h r la n g a r b e ite te n die V e r s tä r k e r e in w a n d fre i u n d tr u g e n d a z u bei, d a ß w ir w e it m e h r N a c h ric h te n a u fn e h m e n k o n n te n , a ls es b is d a h in ohne V e r s t ä r k e r m it e in fa c h e m D e te k to r g e r ä t m ö g lich g e w esen w a r ; d a n n a b e r z e ig te n sich d ie E rs c h e in u n g e n , d ie in d e r M itte ilu n g d e r ,W ire le s s W o rld 4 b e sc h rie b e n s in d : h e f tig e s G e rä u s c h u n d s t a r k e s S c h w a n k e n d e r L a u t s t ä r k e u n d e n d lic h v o lls tä n d ig e s V e rs a g e n . D ie U n te rs u c h u n g e rg a b in jed e m • F a ll e in e U n te r b re c h u n g d e r P r im ä r w ic k lu n g d e s zw eitem T r a n s fo r m a to r s , die s c h a d h a ft w u rd e . D ie W ic k lu n g e n d e s e r s te n T r a n s fo r m a to r s u n d die S e k u n d ä rw ic k lu n g d e s z w e ite n T r a n s fo r m a to r s sin d im m e r in O rd n u n g g ew esen .
D a k e in e E r s a tz s p u le z u r V e rfü g u n g s ta n d , m u ß te je d e sm a l die m ü h se lig e A r b e it d e r I n s ta n d s e tz u n g d e s b e s c h ä d ig te n T r a n s fo r m a to r s v o rg e n o m m en w e rd e n . M it e in e r e in fa c h e n B in d e w ic k e lm a s c h in e -—- e in a n d e re s H ilf s m itte l s ta n d u n s im a f rik a n is c h e n B u sch n ic h t z u r V e rfü g u n g -—- w u rd e n die S p u le n (72 000 W in d u n g e n ) a b g e w ic k e lt u n d n e u g e s p u lt.
D ie e ig e n tlic h e U rs a c h e d e r B e s c h ä d ig u n g e n i s t n ic h t g e fu n d e n w o rd e n . A n d en U n te rb re c h u n g s s te lle n z e ig te d e r D r a h t s te ts ein e g rü n lic h e O x y d fä rb u n g . B eim A b s p u le n w u rd e n ü b e r die g a n z e L ä n g e d es D r a h te s v iele so g e f ä r b te S te lle n g e fu n d e n , d ie schon d ie k ü n f tig e n U n te r b re c h u n g s s te lle n a n d e u te te n u n d d ie e r k e n n e n lie ß e n , d a ß d e r T r a n s f o r m a to r d ie G re n z e se in e r L e b e n s d a u e r e r r e ic h t h a tt e . I n d e r T a t, h a t t e sich die S p u le e r s t e in m a l s c h a d h a f t g e z e ig t, fo lg te n w e ite re U n te rb re c h u n g e n in se h r k u r z e n Z e iträ u m e n .“
P o s tin s p e k to r P e p e r k o rn , K ie l.
„Z u d em A u fs a tz in H e f t 3 d e s ,F u n k 4 ü b e r d ie L e b e n s d a u e r von N ie d e r f r e q u e n z tr a n s f o r m a to r e n m ö ch te ich b e m e rk e n , d a ß m ir e in V e r k a u f s g e s c h ä f t f ü r R a d io a r tik e l b e k a n n t is t, bei w elch em es ein e a lltä g lic h e E rs c h e in u n g is t, d a ß g e k a u f te N ie d e r f r e q u e n z tr a n s f o r m a to r e n n a c h e in ig e r Z e it v o n d en K ä u f e r n w ie d e r z u r ü c k g e b r a c h t w e rd e n , w e il d ie P r i m ä r w ic k lu n g u n te r b r o c h e n is t. E s h a n d e lt sich s t e ts n u r u m
d ie s e .“ R ic h a rd W eiß , B e rlin N.
„D ie in H e f t 3 b e sc h rie b e n e E r s c h e in u n g b e o b a c h te te ich e b e n fa lls a n e in e m N ie d e r f r e q u e n z tr a n s f o r m a to r b illig e r A u s f ü h ru n g . E r w u rd e n u r g e h r a u c h t, w e n n V e r s tä r k u n g d e r A u d io n le is tu n g n ö tig w a r, d u rc h s c h n ittlic h zw ei J a h r e la n g ein e v ie r te l S tu n d e a m T a g . V o r e tw a d re i M o n a te n z e ig te sich ein e s t a r k e A b n a h m e d e r L a u t s t ä r k e , so d a ß e r a u ß e r B e trie b g e s e tz t w u rd e . J e t z t w u rd e b ei P r ü f u n g m it 50 V o lt U n te r b re c h u n g d e r P r im ä r w ic k lu n g f e s tg e s te llt. B eim A b w ic k e ln z e ig te n sich a n d e r u n t e r s te n L a g e d e r P r im ä r w ic k lu n g in d e r N ä h e d e r b e id e n A b s e h lu ß rin g e e tw a sech s v o ll
s tä n d ig e U n te rb re c h u n g e n , w ä h re n d d e r D r a h t a n v e rs c h ie d e n e n a n d e re n S te lle n bei le is e s te m Z u g riß . E in ig e U n t e r b r e c h u n g s s te lle n z e ig te n h e llg rü n e fe s te P e r le n , die te ilw e is e d e n d o p p e lte n D u rc h m e ss e r d e s D r a h te s h a tte n . E s d ü r f te a lso G r ü n s p a n b ild u n g u n t e r E in flu ß vo n F e u c h tig k e it u n d L u f t v o rlie g e n . D e r D r a h t w a r a u f la c k ie r te m P a p p k e r n auf- g e w ic k e lt. D e r L a c k z e ig te k e in e r le i F e u c h tig k e its a u fn a h m e , h a t t e a b e r in d e r N ä h e d e r A n s a tz s te lle n d e r A b s c h lu ß rin g e e in ig e U n d ic h tig k e ite n , d u rc h die sich d e r F e u c h tig k e its z u t r i t t e r k lä r e n lie ß e .44 R e in h o ld L e h m a n n , H e lle ra u .
N ach d iesen E rfah ru n g en sc h e in t es fe stz u ste h e n , daß b ei d e r H erste llu n g d e r W icklung d e r T ra n sfo rm a to re n seh r le ic h t k lein e N a c h lä ssig k e ite n u n te rla u fe n , d ie eine B e grenzung d e r L e b e n sd a u e r d e r N ie d e rfre q u e n z tra n sfo rm a to re n h e rb e ifü h re n . Es ist jedoch anzunehm en, d aß die H e r
ste lle rin n e n n u n m eh r auf eine völlig m ak ello se H erstellu n g
b e so n d e re s G ew ich t leg en w erd en .
J A H R 1927 f w « r H E F T 15
M m »
Arbeitscharakteristiken und Gittervorspannung
bei Niederfrequenzverstärkern
Von
Albrecht Forstmann.
I. D ie V e r h ä ltn isse b ei T ran sform ato
ü b e r die B ed eu tu n g und zw eckm äßige W ahl d e r günstig
sten G itte rv o rsp a n n u n g is t schon viel g esch rieb en w orden, und es mag m üßig ersch ein en , h ie r noch einm al d arleg en zu w ollen, w ie m an die G itte rv o rsp a n n u n g ein stellt. Die V erhältnisse liegen jedoch län g st noch n ic h t so k lar, w ie es dem e rs te n flüchtigen B lick sch ein en mag.
W ir w issen, daß w ir bei V e rs tä rk e rn n u r in d e r M itte des geradlinigen, im G e b ie t n e g a tiv e r G itte rp o te n tia le liegenden J e ils d e r R ö h re n c h a ra k te ristik a rb e ite n dürfen. W ir w issen Weiter, daß beim A rb e ite n am K en n lin ien k n ick die F orm d e r ans G itte r d e r R öhre gelegten W ech selsp an n u n g en im A n o d en k reis n ic h t g ew ah rt b le ib t und daß w ir eine R eihe von O berschw ingungen erh alten , die in d e r angelegten G itterw ech selsp an n u n g nicht, o d e r doch in einem an d e re n G rö ß en v erh ältn is zu r G rundschw ingung v o rh a n d e n w aren.
W ir w issen schließlich, daß w ir n ic h t in einem K en n lin ien gebiet a rb e ite n dürfen, in dem G itte rstro m fließt, d a auch d ie se r S trom A nlaß zu V erzerru n g en geben kann.
Bei diesen B etrac h tu n g en ist nun s te ts die sogenannte sta tisc h e R ö h re n c h a ra k te ristik zugrunde gelegt w orden, also die K ennlinie, die m an erh ält, w enn m an den A no d en stro m e in e r n u r m it dem W id e rsta n d d es M eß in stru m en tes (d. h.
p ra k tisc h u n b e la ste te n ) R öhre in A b h än g ig k eit von d e r G itte rsp a n n u n g aufträgt.
D iese B etrac h tu n g sw eise ist zw ar, w enn m an die E in w ir
kungen d e r u n g erad en K en n lin ien teile auf die K urvenform n u r q u a lita tiv e rk lä re n will, gut a n w e n d b a r und e rle ic h te rt zw eifellos das V e rstän d n is erheblich. Ist jedoch diese B e
trach tu n g sw eise auch ohne w e ite re s auf die dynam ischen V erhältnisse, also die, die p ra k tisc h beim B etrieb d es V e r
s tä rk e rs nu r in F rag e kom m en, ü b e rtra g b a r? Um diese Frage zu k lären , m üssen w ir einm al u n tersu ch en , w elchen Einfluß die V erstärk u n g sv o rg än g e auf die A rb eitsw eise d er R öhre, b e so n d e rs auf die G estaltu n g d e r K en n lin ien v er
h ältn isse ausüben.
Die S teilh eit d e r d y n a m i s c h e n K ennlinie ist allge
mein gegeben d u rch die B eziehung s = 1 _____ 1
D | 9ta -j- 9ti |
F ür den Fall, daß im A n o d e n k re is d e r R öhre eine In d u k tiv itä t, also ein T ran sfo rm ato r o d e r eine D rossel liegt, geht diese F orm el ü b e r in den A u sd ru ck
S A — JL . _______ i
D
Y(Ra + Ri)3 + ca2 Vin d e r L die S e lb stin d u k tio n von D rossel o d e r T ran sfo rm ato r b e d e u te t. V ern ach lässig t m an d en O hm schen W id e rsta n d d e r S pule Ra g e g en ü b er dem in n e re n R ö h re n w id e rs ta n d Ri, da e r diesem gegenüber in d e r R egel klein ist, so ergibt sich für die S te ilh e it d e r dynam ischen K ennlinie d e r W e rt
S i = i _______ 1
D )/Ri2 + w2 L3In diesem A u sd ru ck sind k o n sta n t d e r in n ere R ö h re n w id erstan d und — gute T ran sfo rm ato ren und n ich t zu große G leichstrom vorm agnetisierung sow ie K onstanz d es A n o d e n arb eitsg leich stro m s v o ra u sg e se tz t — auch die S e lb stin d u k tion L, w äh ren d die K reisfreq u en z ca e n tsp re c h e n d dem zu v e rs tä rk e n d e n n ie d e rfre q u e n te n B and v a ria b e l ist.
Da die K reisfreq u en z im N en n er steh t, so w ird die S te il
heit d e r dynam ischen K ennlinie um so k le in e r sein, je h ö h er die F req u en z ist, d as b e d e u te t aber, daß d e r a u ss te u e rb a re , geradlinige K en n lin ien teil um so grö ß er w ird im V ergleich zur sta tisc h e n R ö h ren k en n lin ie, je h ö h er die F re q u e n z ist,
ren- und D r o sse lsp u le n -V e r stä r k e r n .
d a d ann die dynam ische K ennlinie geg en ü b er d e r statisch en e rs t bei s tä rk e r n e g ativ en G itte rp o te n tia le n gekrüm m t w ird, auch nim m t d e r K rüm m ungsradius m it w a c h se n d e r F re q u e n z ab. K urz a u sg e d rü c k t e rfä h rt die dynam ische K ennlinie d u rch D rehung im sta tisc h e n A rb e itsp u n k te gegenüber d e r sta tisc h e n R ö h ren k en n lin ie eine V erflachung (Abb, 1).
A ls sta tisc h e r A rb e itsp u n k t sei h ie r d e r S c h n ittp u n k t eines auf d e r A bszisse im P u n k te d e r n eg ativ en G itte rv o r
spannung gefällten L o tes m it d e r sta tisc h e n R ö h ren k en n lin ie bezeich n et.
In d e r o ben an g eg eb en en F orm el ist jedoch die sc h ä d liche K a p a z itä t noch n ich t b erü ck sich tig t. Die dynam ische A rb e itsk e n n lin ie w ird sich zu n äch st so lange verflachen, bis d e r S c h e in w id e rsta n d d e r S elb stin d u k tio n gleich dem S c h e in w id e rsta n d d e r sch äd lich en K a p a z itä t w ürde, in diesem F alle w ü rd e — bei F eh len
ein e r D äm pfung — d e r äu ß ere S c h e in w id e rsta n d u n en d lich groß w erd en , die dynam ische K ennlinie liefe p a ra lle l zu r A bszisse, und zw ar in dem A b stan d , d e r dem d u rch die Spule fließenden G leichstrom e n t
sp räche. M it w e ite r zu n eh m e n d er F req u en z w ürde d ann die d y n a m ische K ennlinie u n te r dem Einfluß d e r sch äd lich en K a p a z itä t w ied er fallen u n d bei seh r hohen F re quenzen, die w eit o b erh alb d es G e
b ie te s h ö rb a re r S chw ingungen liegen
— gute T ran sfo rm ato ren v o rau sg e
se tz t — , schließlich in die sta tisc h e K ennlinie ü bergehen.
W ir h ab en h ie r die A rb e itsk e n n lin ie als eine K urve e rs te r O rdnung (gerade Linie) aufgefaßt; dies gilt a b e r nu r für den Fall, daß d e r A n o d e n k re is nu r m it einem rein O hm schen W id e rsta n d o d e r einem so w irk e n d e n (Resonanzfall) b e la s te t ist. Ist dies, w ie b ei vorw iegend in d u k tiv e r o d e r k a p a z itiv e r B elastung, a b e r n ich t d e r Fall, so stellt, w enn m an als A rb e itsk e n n lin ie die B ew egung d es dynam ischen A rb e itsp u n k te s d u rch d as K ennlinienfeld in A bh än g ig k eit von d e r A m plitude d efiniert, infolge d e r P h a se n v e rsc h ie bungen zw ischen Strom und S pannung d iese eine K urve z w e ite r O rdnung, und zw ar eine Ellipse dar.
D a nun a b e r die A rb eitsb ed in g u n g e n d u rch d iese V er
än d eru n g d e r K urvenform n ich t b e rü h rt w erden, so w ollen w ir auch bei den h ie r zu r B esprechung ste h e n d e n F ällen hinsichtlich d e r K urvenform so v erfah ren , als w äre die in d u k tiv e — s p ä te r auch die k a p a z itiv e — B elastung eine rein O hm sche von d e r ab so lu ten G röße caL bzw. bei k a p a z i
tiv e r B elastung eine O hm sche von d e r G röße
Es ist nun die günstigste G itterv o rsp an n u n g für die F req u en z festzu stellen , bei d e r d e r N eigungsw inkel
ß d erdynam ischen K ennlinie gegenüber d e r sta tisc h e n am k le in ste n ist. D a d e r Einfluß d e r sch äd lich en K a p a z itä t bei hohen F req u e n z e n bei g u ten T ra n sfo rm a to re n geg en ü b er dem Einfluß d e r S e lb stin d u k tio n b ei tiefen F req u en zen — w ir legen ein n ie d e rfre q u e n te s B and von
ca= 200
—63 000 für d en R undfunk zugrunde — auch bei hohen S e lb stin d u k tio n en v ern ach lässig t w erd en kann, so b e d e u te t das, daß bei B elastung d es A n o d e n k re ise s m it In d u k tiv itä te n die günstigste G itte rv o rsp a n n u n g auf G rund d e r dynam ischen K ennlinie für die tie fste F re q u e n z zu e rm itteln ist.
A bb. 1.
H E F T 15 » i S7& r J A H R 1927 H ie r sei ein e solche R echnung d u rc h g e fü h rt: H ab en w ir
ein e n g u te n T ra n sfo rm a to r und is t d e r im A n o d e n k re is fließ en d e S trom n ic h t zu groß (je g erin g er e r ist, um so g rö ß e r ist w egen d e r g e rin g e re n V o rb elastu n g d ie P e rm e a b ilitä t
(t und d am it die S elb stin d u k tio n )1), so k ö n n en w irim allg em ein en m it e in e r S e lb s tin d u k tio n von L = 40 H en ry re c h n e n ; h a b e n w ir b e isp ielsw eise eine R ö h re m it einem D urchgriff von D = 0,15 u n d e in e r S te ilh e it von S = 0,5 mA/V, also einem in n e re n R ö h re n w id e rs ta n d von Ri = 13 000 Ohm, so e rh a lte n w ir ein e d y n am isch e S te ilh e it für d ie u n te r e G re n z fre q u e n z von
co = 200 vonS
a= tg«A = 1 1
0,4 m A /V . 0,15 J/169.10« + 64 • 106
Um die g ü n stig ste V o rsp an n u n g zu e rre ic h e n , m üssen w ir so v o rg eh en : D urch d e n P u n k t A in A bb, 2, also dem P u n k t, in dem d ie s ta tis c h e R ö h re n k e n n lin ie b e g in n t m it s tä r k e r n e g a tiv e n G itte rp o te n tia le n g ekrüm m t zu verlau fen , zieh e n w ir ein e P a ra lle le z u r A b szisse u n d leg en im S c h n itt
p u n k te B m it dem bei ein em G itte rp o te n tia l von — 1 V olt (P u n k t C) g efällten L o t (nach s tä r k e r p o sitiv e n G itte r p o te n tia le n k ö n n e n w ir im allg em ein en w egen d e r d o rt e in s e tz e n d e n G itte rs trö m e n ic h t gehen) an die Linie A — B d en W in k e l aA d en w ir au s d e r B eziehung S
a= tgaA en tn eh m en k ö n n en . D e r fre ie S c h en k el d ie se s W in k els sc h n e id e t d ie s ta tis c h e R ö h re n k e n n lin ie im P u n k te D. D er F u ß p u n k t E d e s v o n d iesem P u n k te D auf die A b szisse g e
fä llte n L o te s gibt u ns d a n n d ie fü r u n se re n F all g ü n stig ste G itte rv o rs p a n n u n g an. D en A u sste u e ru n g sb e re ic h e rh a lte n w ir d ann, indem w ir um d e n P u n k t E m it dem R ad iu s E— C ein e n H a lb k re is schlagen, d e r d ie A b szisse im P u n k te F sc h n e id e t. D er A u sste u e ru n g sb e re ic h e r s tr e c k t sich d an n
vom P u n k te E b e id e rs e its n a c h F u n d C. E in um D m it am R ad iu s D B b e s c h rie b e n e r H a lb k re is sc h n e id e t d ie Linie A B in ih re r V e rlän g eru n g im P u n k te C. D ie V erb in d u n g s
linie C ü b e r D b is H is t d an n die A rb e itsk e n n lin ie für die K re isfre q u e n z
co = 200 u n te r B erü ck sich tig u n g d e r v o rh erg em ac h ten E in sch rän k u n g ,
M an k ö n n te z w a r au ch no ch an g ek rü m m ten T eilen d e r d y n am isch en K en n lin ie a rb e ite n , ohne h ö rb a re V erzerru n g en zu e rh a lte n , d a d e r K rü m m ungsradius m it k le in e r w e rd e n dem W in k e l aA abnim m t; die E rm ittlu n g d e r g ü n stig sten G itte rv o rs p a n n u n g w ü rd e d a n n jedoch e rh e b lic h sch w ierig er sein u n d ein e R eih e k o m p liz ie rte r m a th e m a tis c h e r B erech -
J ) D ie S e lb s tin d u k tio n i s t a n n ä h e r n d g e g eb e n d u rc h den A u s d ru c k L = 4 ; r • ju • V • f 2 . I 0 ~ n.
