<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
Es sind bereits Schaltungsanordnungen, insbesondere solche für Radiotelegraphie und Telephonie bekannt, in denen eine mehrfache Ausnutzung der verwendeten Elektronenröhren stattfindet. Eine solche mehrfache Ausnutzung ist jedoch bei den bisher bekannten Schaltungen an bestimmte Bedingungen geknüpft und daher nur in ganz beschränktem Masse möglich. Es sind nämlich bisher nur zwei Prinzipien bekannt geworden, nach denen eine mehrfache Ausnutzung einer Röhre stattfinden kann.
Eines davon ist allgemein bekannt und besteht darin, das Vorhandensein zweier untereinander verschiedener Frequenzen, die sich gegenseitig nicht stören, auszunutzen, um die Röhre mit beiden Frequenzen zu beschicken (Reflexschaltungen). Eine zweite gelegentlich vorgeschlagene Art der mehrfachen Ausnutzung beruht auf der Tatsache, dass die Röhren eines Röhrenpaares durch zwei verschiedenartige Schaltwege, nämlich durch einen Gegentaktschaltweg sowohl wie auch durch einen Gleichtaktschaltweg verbunden werden können.
Die derzeit bekannten Voraussetzungen für die mehrfache Ausnutzung von Elektronenröhren sind daher die, dass entweder die Verschicdenartigkeit der Frequenzen oder die Verschiedenartigkeit der die Röhren eines Röhrenpaares verbindenden Schaltwege die Möglichkeit der mehrfachen Ausnutzung einer Röhre ergeben.
Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung zur mehrfachen Ausnutzung von Elektronenröhren, bei welcher ein neues Prinzip zur Anwendung kommt, das sowohl gleichzeitig mit den bisher bekannten Prinzipien als auch an Stelle derselben verwendbar ist und das die bisherige Beschränkung der Mehrfachausnutzung auf die Fälle der Verwendung verschiedenartiger Frequenzen einerseits und verschiedenartiger Schaltwege anderseits zwischen zwei Röhren zu beseitigen gestattet.
Die Erfindung besteht darin, einen Rohrenverband in Gruppen von mindestens je zwei Röhren zu unterteilen, wobei diese Gruppen derart gebildet werden, dass mindestens eine Röhre jeder Gruppe gleichzeitig auch als Gruppenelement einer anderen Röhrengruppe dient.
Die prinzipielle, durch die Erfindung bewirkte Neuerung ist daher in erster Linie in dem Umstand gelegen, dass jede Röhre bloss als Teil einer Röhrengruppe eine Teilfunktion innerhalb derselben vollführt und dass sie daher gleichzeitig mehrere solche Teilfunktionen übernehmen kann, ohne dass das Nebeneinanderbestehen dieser Teilfunktionen eine Störung derselben untereinander hervorrufen könnte. Daneben bleibt natürlich die Möglichkeit erhalten, den Röhren einzeln oder in Gruppen auch einander nicht störende Funktionen in bekannter Art zuzuweisen.
Es ist so möglich, nicht nur die Vorteile einer mehrfachen, auch mehr als zweifachen Ausnutzung mit gleicher Frequenz zu erhalten, sondern auch bei Benutzung mehrerer Frequenzen einzelne oder auch jede derselben mehrfach in einer Röhre auszunutzen und überdies die bisher nur in einer Gruppe erhältlichen Vorteile, beispielsweise die Vorteile einer Gegentaktschaltung, zu gewinnen. Die sehr grossen bekannten Vorteile dieser Schaltung konnten bisher wegen der grossen erforderlichen Röhrenzahl nur in allerbeschränktestem Masse, gewöhnlich nur in einer Stufe, ausgenutzt werden, während die Anwendung vorliegender Erfindung durch die starke Herabsetzung der Röhrenzahl die volle Ausnutzung dieser Vorteile ermöglicht.
Die Verwirklichung des oben angegebenen Prinzips der gruppenweisen Zusammenfassung der Röhren eines Röhrenverbandes kann zunächst dadurch erfolgen, dass die einzelnen Gruppen
<Desc/Clms Page number 2>
durch die verschiedenen möglichen Kombinationen von körperlich verschiedenen Gruppenelementen gebildet werden, wobei jede der mathematisch möglichen Kombinationen dieser körperlich verschiedenen Elemente (die verschiedenen Amben, Ternen, Quaternen usw. der Kombinationelemente) die Grundlage für je eine Röhlengruppe bildet.
Ausserdem können aber zur Bildung von Gruppen auch die gleichen körperlichen Elemente derart herangezogen werden, dass sie physikalisch unabhängige Gruppen bilden. Verbindet man etwa eine gerade Zahl von gleichen Elementen durch zwei gleichartige aber unabhängige Schaltwege, beispielsweise durch zwei unabhängige Gegentaktschaltwege, so entstehen diesen getrennten, aber gleichartigen Schaltwegen entsprechend physikalisch genommen nunmehr zwei Gruppen mit zwei getrennten elektrischen Schwingungsmittelpunkten. die unabhängig voneinander mit anderen Schaltwegen kombiniert werden können.
Wie sich aus vorstehendem ergibt, ist daher die mehrfache Ausnutzung der als Gruppenelemente dienenden Röhren eines Röhrenverbandes sowohl durch Anordnung verschiedener aber gleichartiger Schaltwege, namentlich von Gegentaktschaltwegen mit selbständigen elektrischen Mittelpunkten, zwischen denselben körperlichen Gruppenelementen als auch durch verschiedene Kombination verschiedener Gruppenelemente möglich, so dass infolge der so gewonnenen Mannigfaltigkeit der Schaltwege eine grosse Reihe von Aufgaben, die mit den bisherigen Mitteln nicht bewältigt werden konnten. nunmehr ohne jede Schwierigkeit ihre Lösung finden.
Als Beispiele seien genannt : die ausschliesslich mit Gegentaktsehaltungen arbeitende Heflexschaltung für zwei oder mehrere verschiedene Frequenzen, Schaltungen mit mehr als zweimaliger Ausnutzung einer Röhre durch die gleiche Frequenz, Schaltungen, bei denen eine Röhre zum gleichzeitigen Durchgang verschiedener Frequenzen und überdies zum mehrmaligen Durchgang jeder dieser Frequenzen oder zum mehrmaligen Durchgang einer oder einiger dieser Frequenzen verwendet wird usw.
Die nähere Erläuterung der Erfindung erfolgt mit Hilfe der schematischen Zeichnungen, in denen Fig. 1 das prinzipielle Schema eines Zweiröhrenverbandes, Fig. 2 ein ausführliches Schaltungsschema für eine der Verwendungsarten dieses Zweiröhrenverbandes, Fig. 3 das prinzipielle Schema eines Dreiröhrenverbandes, Fig. 4 das prinzipielle Schema eines Vierrohrenverbandes und Fig. 5 schliesslich das Schaltungsschema für eine bestimmte Anwendung des Vierröhrenverbandes zeigt.
Da die Röhrengruppen nicht nur durch die Kombinationen verschiedener Elemente, sondern auch durch physikalisch unabhängige Kombination gebildet werden können, indem mehrere gleichartige Schaltwege, z. B. mehrere Gegentaktschaltwege, zwischen denselben körperlichen Elementen vorgesehen sind, so enthält der an Röhren ärmste und einfachste-Verband zwei Röhren, die zwei plrysikalisch verschiedene Gruppen bilden müssen. Jede Röhre dieses Verbandes ist daher mit der andern zumindest durch zwei Gegentaktschaltwege verbunden, und jeder der Gegentaktschaltwege ist daher ein Mittel, um die beiden Röhren zu einer Gruppe zusammenzufassen. In den schematischen Figuren sind die Röhren durch Kreise angedeutet, in welche eine Ziffer eingeschrieben ist, die die Ordnungszahl der Röhre bezeichnet. Die eingezeichneten Linien bedeuten Schaltwege.
Da es genügend ist, in einem Röhrenverband entweder die Gitter-oder die Anodenkreise zu betrachten, wurde diese vereinfachte Darstellung gewählt, und die Kreise bedeuten daher-entweder die Gitter oder die Anoden der Röhren.
Der weiters dargestellte Doppelkreis, welcher mit dem Buchstaben a bezeichnet ist, bedeutet denjenigen Punkt, an welchen entweder die Kathoden angeschlossen sind, oder der positive Pol der Anodenstromquelle, an welchem alle Anoden der Röhren versammelt werden. Es ist auch eine zyklische Vertauschung der Elektroden möglich, so dass unter Umständen die bezifferten Kreise einerseits die Kathoden, anderseits die Gitter bedeuten können, wobei dann der Doppelkreis den gemeinsamen Punkt aller Anoden darstellen kann. Dies ist z. B. bei Schaltungen der Fall, die die Verwendung einer gemeinsamen Heizbatterie nicht erlauben. Es ist dabei selbstverständlich, den Erfindungsgedanken auch auf Elektronenröhren mit mehr als drei Elektroden, also z. B. auf Doppelgitterröhren, anzuwenden.
Der in Fig. 1 dargestellte Zweiröhrenverband besteht aus den Röhren 1 und 2 und zeigt die beiden diese Röhren verbindenden gleichartigen unabhängigen Schaltwege, welche aus den Linien 1-c-2 und 1-d-2 bestehen. Es sind Gegentaktschaltwege, deren elektrische Mittelpunkte bei c und d liegen. Der Zweiröhrenverband besitzt demnach hinsichtlich dieser beiden Gegentaktschaltwege zwei physikalisch verschiedene Röhrengruppen, die durch das gleiche Rührenpaar, d. h. dieselben körperlichen Elemente, dargestellt werden. Die Tatsache, dass Gegentaktschaltungen stets elektrische Mittelpunkte aufweisen, gestattet nun eine Schaltwegverbindung von c nach bund 1'on cl nach b und schliesslich die Verbindung dieser beiden Wege von b aus mit a.
Dadurch werden drei Gleichtaktschaltwege erzielt, indem zwischen c und b, zwischen b und cl und zwischen a und b Gleiehtaktschaltungen eingebaut werden können. Sämtliche Schaltstufen führen zu denselben zwei Röhren, und es sind somit zwei
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
<Desc/Clms Page number 4>
EMI4.1
einen abgestimmten Zwis0henfrequenzgegentaktkreis H, der neuerdings, nunmehr aber im Gegentakt, die Zwischenfrequenzspannungen über die Hochfrequenzdrosseln IY, t den beiden Gittern zuführt.
Die nunmehr im Gegentakt verstärkte Zwischenfrequenz wird mit Hilfe der Gegentaktspule S auf einen auf die Zwischenfrequenz abgestimmten Gitterkreis ET eines angedeuteten Audion V übertragen, dessen Anodenkreis die Primäre Pw eines Niederfrequenztransformators W eingeschaltet hat. Seine Sekundäre Sw führt schliesslich die im Audion erhaltene Niederfrequenz über den Punkt b, die Spule des Filtersekundärkreises Sj.'den Punkt d und über die Hochfrequenzdrosseln D''D'den beiden Gittern zur Verstärkung im Gleichtakt zu.
Die verstärkte Niederfrequenz arbeitet auf die Primäre Pz eines Ausgangstransformators Z, an dessen Sekundäre Sz ein Lautsprecher L angeschlossen ist. In dieser Schaltung entspricht der Punkt A dem in der schematischen Fig. 1 angefahrten Punkt. a.
Ein weiteres, zur Erläuterung der Erfindung dienendes Beispiel ist der in Fig. 3 dargestellte Dreiröhrenverband. Dieser enthält drei Gegentaktschaltwege, nämlich den Schalt- -weg zwischen den Röhren 1 und 2, den Schaltweg 1-d-B zwischen den Röhren 1 und 3 und den Schaltweg 2-e-3 zwischen den Röhren 2 und 3. Es sind ferner noch
EMI4.2
vierte Gleichtaktschaltweg über b-a, welcher mit allen Röhren gleichzeitig arbeitet. Der einfachste Dreiröhrenverband ergibt demnach sieben verfügbare Schaltwege.
Die technische Auswertung dieser Schaltungsanordnung eines Dreiröhrenverbandes für Empfangsapparate kann beispielsweise in Form einer reinen Gegentaktverstärkung erfolgen. indem man zunächst die Gleichtaktschaltwege unbenutzt lässt. Auf einem der drei Gegentaktschaltwege wird dann etwa die modulierte Fernwelle, auf einem zweiten die Zwischenfrequenz eines Transponierungsempfängers und auf dem dritten die Niederfrequenz den Rölhrengruppen zugeführt, welche drei Frequenzen sämtlich im Gegentakt verstärkt werden.
Jede der drei Röhren wird in diesem Fall von zwei verschiedenen Frequenzen durchlaufen. Die mehrfache Ausnutzung der Röhren wird jedoch zum Unterschied von den gewöhnlichen Reflexschaitungen (die bisher auch keine Gegentaktverstärkung aufwiesen) in der Weise erzielt, dass jede Röhre einer Zweiergruppe gleichzeitig auch einer zweiten Zweiergruppe angehört.
Werden als weiteres Beispiel auch die drei für die Zweiergruppen vorhandenen Weichtaktschaltwege etwa noch zu einer Gleichtaktverstärkung der früher im Gegentakt verstärkten drei Frequenzen herangezogen, so ist leicht ersichtlich, dass nunmehr jede Röhre von zwei unter sich verschiedenen Frequenzen und ausserdem zweimal von jeder dieser Frequenzen ausgenutzt wird. Dies liefert eine vierfache Röhrenausnutzung, die hinsichtlich des kombinierten
Gleich-und Gegentaktes mit den bisherigen Mitteln überhaupt undurchführbar wäre. Zur Erzielung der gleichen Schaltung ohne mehrfache Röhrenausnutzung wären zwölf Röhren erforderlich.
Als weiteres Beispiel für einen Dreiröhrenverband, bei welchem auch die Nutzbarmachung des vierten Gleichtaktschaltweges erfolgt, soll die Verwendung des Dreiröhrenverbandes zur . Verstärkung der Frequenzen eines Zweifach-Transponierungsempfängers herangezogen werden.
In diesem Beispiel wird ausser den drei bereits ausgenutzten Gruppen noch die vierte, aus allen drei Röhren 1, 2, 3 bestehende Gruppe verwertet. Während die Zweiröhrengruppen mit der Fernwelle und den beiden Zwischenfrequenzen beschickt werden können, wird in diesem Fall zweckmässig die Niederfrequenz in den Gleichtaktschaltweg für alle drei Röhren verlegt. Ein solcher Verstärker würde ohne mehrfache Röhrenausnutzung nicht weniger als fünfzehn Röhren benötigen.
In diesem Schaltbespiel gehört jede Röhre drei verschiedenen Gruppen an, wobei sie fünfmal ausgenutzt wird : nämlich durch drei untereinander verschiedene Frequenzen und von je zweien dieser Frequenzen doppelt.
Die Ausnutzbarkeit dieses einfachsten Dreiröhrenverbandes ist damit aber noch nicht erschöpft ; denn eine Erhöhung der physikalischen Gruppenanzahl durch Hinzufügen weiterer
Gegentaktschaltwege in einer Zweiergruppe nach dem Muster des in Fig. 1 dargestellten
Zweiröhrenverbandes ist ohne weiteres möglich. Schliesslich kann man noch in allen Schaltwegen Reflexschaltungen anwenden. was bei den bisherigen Beispielen unterlassen worden ist.
Aus den bisher erwähnten Beispielen ergibt sich. dass sowohl der Zwei-als auch der Dreiröhrenverband schon in seiner einfachsten Form imstande ist. sowohl reine Gegentaktrefiex- schaltungen zu verwirklichen als auch bei Benutzung mehrerer Frequenzen einige oder auch alle in jeder Röhre mindestens zweimal zu verstärken. Aus dem in Fig. 4 dargestellten
<Desc/Clms Page number 5>
EMI5.1
Rohre mit ein und, derselben Frequenz erforderlich sind.
Die übrigen Kombinationen, die hei einem Vierröhrenverband bereits ausserordentlich zahlreich sind, werden weggelassen.
EMI5.2
ergeben verbunden einen dritten Gegentaktschaltweg c-b-d, der die halbe Röhrengruppe der Vierröhrengruppp. nämlich die Röhren 1 und,) mit der andern Hälfte, nämlich mit den Röhren 2 und 4 verbindet. An den elektrischen Mittelpunkt b dieses dritten Gegentaktschalt- weges schliesst sich noch ein Gleichtaktschaltwege A- 'an, der neuerdings auf alle vier Röhren wirkt.
Wird nun der Erfindung gemäss unter Benutzung dieser vier Schaltwege der Reihe nach mit ein und derselben Frequenz durch die drei Röhrengruppen hindurchgegangen.
EMI5.3
beispielsweise etwa die Röhre 1 in der Röhrengruppe-Z, 3 einmal im Gegentakt und in der Gruppe 1, 2, 3, 4 einmal im Gegentakt und einmal im Gleichtakt, im ganzen also dreimal von ein und derselben Frequenz durchlaufen, was an diesem Beispiel gezeigt werden sollte.
Die Erfindung ist besonders geeignet zur Verwirklichung mehrstufiger Gegentaktschaltungen, wie schon eingangs bemerkt. Die technische Durchführung dieses Gedankens erfolgt hier stets in der Weise, dass man von einem Röhrenverband lediglich diejenigen physikalischen Röhrengruppen schalttechnisch verwendet, die aus einer geraden Anzahl von Röhren bestehen. Dann kann man jede dieser Gruppen in zwei oder mehrere Untergruppen gleicher Röhrenanzahl zerlegen und sie durch reine Gegentaktscllaltwege verbinden.
Ein Ausführungsbeispiel reiner mehrstufiger Gegentaktschaltungen, u. zw. iu Form einer ausgeführten Schaltung für den Vierröhrenverband, ist in Fig. 5 dargestellt, bei welchem Beispiel zwei verschiedene Frequenzen. etwa die Zwischenfrequenz und die Niederfrequenz eines Transponierungsempfängers, jede dreistufig. in reinem Gegentakt verstärkt werden soll. Eine solche Schaltung würde, da zwei von den Gegentakten je vier Röhren besitzen, ohne mehrfache Ausnutzung sechszehn Röhren erfordern.
Das in Fig. 5 dargestellte Schaltungsschema stellt einen Teil eines solchen Transponierungsempfängers dar. bei dem. wie bekannt, die Fernwelle auf eine lokal erzeugte Welle ilberlagert wird, so dass eine Differenzwelle entsteht, die dann der Verstärkung und der Demodulation unterzogen wird. Die vom nicht dargestellten Transponiei'lmgseingang 7'kommende Differenz-
EMI5.4
und dessen Sekundärkreis SI in Gegentaktsehahung liegt. Die Dif'erenzwelle wird über die beiden Übertragungskondensatoren K' an die Gitter der Röhren 1 und 3 gebracht. Mittels der Drosselspulen Z wird der Weg zu den Gittern der beiden andern Röhren 2 und 4 gesperr !.
Im Anodenkreis der Röhren 1 und 8 wird die Zwischenfrequenz verstärkt und hierauf über die tbertragungskondensatoren Kif der Primärspule PI, eines Gegenlakt-Zwischenfrequenztransformators TI zugeführt. Von dem abgestimmten Sekundärkreis S Il dieses Transformators gelangt die Zwischenfrequenz zu den Gittern der Röhren 2 und 4 über die Übertragungskondensatoren K'''.
Im Anodenkreis des Röhrenpaares 2, 4 liegt in Gegentaktschaltung der Zwischenfrequenztransformator III, dessen abgestimmte Sekundärspule fS' die Zwischenfrequenz einerseits über den elektrischen Mittelpunkt der Filtersekundärspule Sr den Gittern des Röhrenpaares 1} 3 und anderseits über den elektrischen Mittelpunkt der Sekundärspule SI, des Zwischenfrequenztransformators II den Gittern des Röhrenpaares 2, 4 im Gegentakt zuführt. Die Anodenkreise dieser beiden Röhrenpaare arbeiten ebenfalls im Gegentakt auf dell letzten Zwischenfrequenztransformator IF, dessen abgestimmte Sekundärwicklung SIr den Gitterkreis G des Gleichrichters bildet.
Die im Anodenkreis G des Gleichrichters erhaltene Niederfrequenz wird nun
EMI5.5
<Desc/Clms Page number 6>
EMI6.1
Gegentakt-Niederfrequenztransformator E. dessen Sekundäre SE an einen Indikator J. etwa an ein Telephon, angeschlossen ist.
Es erfolgt demnach zunächst eine Verstärkung der Zwischenfrequenz in der Röhrengruppe 1, 3. darnach eine .weitere Verstärkung in der HÖhrengruppe. 2, -1 und eine dritte
EMI6.2
frequenz durchwegs im Gegentakt durchgeführt wird. Das gleiche gilt filr die Niederfrequenz. mit dem einzigen Unterschied, dass die Verstärkung an anderen Röhrengruppen erfolgt. Die erste Gruppe für die Niederfrequenzverstärkung ist die aus den Röhren/, 9 gebildete Gruppe. die zweite die aus den Röhren 3. 4 gebildete Gruppe, während die dritte Gruppe aus allen Röhren 1. : 2. B, 4 gebildet wird. Dabei wird die letztere Gruppe in solcher Weise verwendet, dass die Röhrenpaare 1. 2 und B, 4 parallel geschaltet sind.
Diese Gruppe weicht daher physikalisch von der entsprechenden Gruppe- ! ;, 3 ;. 3.- für die Zwischenfrequenz
EMI6.3
Jede einzelne der vier Röhren wird demnach vicrmal ausgenutzt, u. zw. von zwei Frequenzen je zweimal.
Wie aus dem Vorstellenden ersichtlich, gestattet daher die vorliegende Erfindung, die bisher bestandenen Beschränkungen in der Ausnutzung der Röhren, insbesondere in der Ausnutzung von Gegentaktschaltungen weitgehend, zu beseitigen und ergibt ausserdem die Möglich-
EMI6.4
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schaltungsanordnung für Elektronenröhren (mit Ausschluss einer Zweiröhrenschaltung. die eine bloss einfach ausgenutzte Gegentaktschaltstufe und eine bloss einfach ausgenutzte Gleichtaktschaltstufe enthält), dadurch gekennzeichnet. dass zwecks mehrfacher Ausnutzung der Röhren eines Elektronenröhrenverbandes die Röhren zu einer Anzahl von Gruppen zusammengefasst werden, wobei von. den Gruppenelementen jeder Gruppe mindestens eines gleichzeitig auch als Gruppenelement mindestens einer andern Gruppe dient.