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Schaltung für Verstärkeranordmmgen.
Die Erfindung bezieht sieh auf die Anwendung statischer Abschirmungen bei Schaltungen, insbesondere Verstärkerschaltungen, die eine grössere Anzahl von Röhren enthalten. Bisher wurde bei derartigen Abschirmungen für erforderlich gehalten, wenn sie wirksam sein sollten, sämtliche Schaltelemente einzeln abzuschirmen. Der Erfinder hat gezeigt, dass es möglich ist, mit einer geringen Abschirmung auszukommen. Die Eriindung bezieht sich darauf, dass nur gewisse Schaltelemente-u. zw. in geringer Zahl-abgeschirmt zu werden brauchen, während sich trotzdem eine vorzügliche Befreiung von gegenseitigen Stürungseinf1üssen ergibt.
Bei Verwendung mehrerer Hochfrequenz- und mehrerer Niederfrequenz-Verstärkerstufen ist es durch
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und Niederfrequenz-Verstärkerstufen verbunden sind.
Ganz besondere Vorteile gewährt die Erfindung in Verbindung mit Mehrfachröhren, beispielsweise bei den Verstärkerschaltungen, die eine Hochfrequenz-Mehrfachröhre und eine Niederfrequenz-Mehrfachröhre enthalten.
Unter Mehrfachröhren sind Verstärkerröhren verstanden, welche in einem gemeinsamen Vakuumraum eine Reihe von Verstärkersystemen einschliesslich der Kopplungsglieder enthalten (Kapazitäten. Widerstände). Solche Mehrfachröhren sind für Hochfrequenz-und Niederfrequenz- verstärkung unter gleichzeitiger Gleichrichtung entwickelt worden. Es hat sich gezeigt, dass bei dem Bau von Empfangsapparaten mit solchen Mehrfachröhren, gewisse Störungen auftreten, deren Ursache nicht ohne weiteres erkennbar ist.
Auch ist es infolge der unter Verwendung von Hochfrequenz-Mehrfachröhren entstehenden besonderen Phasenbeziehungen zwischen den einzelnen Stromkreisen nicht ohne weiteres möglich, zu erkennen, worauf diese Störungen zurückzuführen sind und wie sie abgestellt werden können.
Die Erfindung ist für Verwendung von Mehrfachröhren dadurch besonders wichtig, da es den Bau derartiger Mehrfachröhren ausserordentlich komplizieren würde, wenn man im Innern dieser Röhre noch Abschirmelemente vorsehen müsste. Die Erfindung ist dabei insofern überraschend, als nach der bisherigen Auffassung schon bei drei Niederfrequenz-Verstärkerstufen für unbedingt erforderlich erachtet wurde, sämtliche Einzelteile in Metallgehäuse einzuschliessen und letztere mit der Kathode zu verbinden.
Wenn es durch die Erfindung möglich geworden ist, mit sehr wenigen Abschirmelementen auszukommen, so ist diese geringe Anzahl der Abschirmung besonders wirksam in Verbindung mit Mehrfachröhren. Es hat sich herausgestellt, dass Mehrfachröhren, vermutlich da ihr Zusammenbau konstanter ist als der Zusammenbau mehrerer Einzelröhren, an sich in geringerer Weise gegen kapazitive Rückwirkungen empfindlich sind, so dass es durch die Er- findung nicht nur möglich geworden ist, Mehrfachröhren mit eingebauten Kopplungselementenaber ohne eingebaute Abschirmungen um diese Kopplungselemente-in grösseren Schaltungen überhaupt zu verwenden,
dass vielmehr durch die Verwendung der Mehrfachröhren obendrein die Störungsfreiheit sich als grösser erwiesen hat als bei Verwendung der entsprechenden Anzahl Einzelriihren. Diese Wirkung kann noch dadurch verbessert werden, dass die
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Mehrfachröhren alle ganz-statisch abgeschirmt werden,"was ja-im Gegensatz zu den durch die Erfindung- vermiedenen Abschirmungen der Einzelteile-technisch gar keinen Schwierigkeiten begegnet.
Eine besonders günstige Schaltung zur Verwendung von Mehrfachröhren für den Bau von Empfangsgeräten ist in der Zeichnung dargestellt.
Die Empfangsantenne wird durch die Spule 1 und den Kondensator 2 abgestimmt. Sie induziert in sehr loser Kopplung auf den abgestimmten Eingangskreis 3, 4 der Hochfrequenz-
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lade gitter. 10, 11 die Kathoden. Ausserdem enthält die Röhre noch einen Anodenwiderstand 12 und einen Gitterabicitewiderstand M, sowie die beiden Anoden 14, 15. Im Ausgangsanodenkreis (15) liegt eine Spule 16, welche ebenfalls in veränderlicher Kopplung auf den Eingangsgitterkreis 17, 18 der Niederfrequenzverstärker-Dreifachröhre-9 induziert.
Diese Rohre enthält die je aus Kathode, Gitter und Anode bestehenden Spanuungsverstärkersysteme 20, 21, von denen das erste gleichzeitig die Gleichrichtung übernimmt und der gleichfalls aus Kathode, Gitter und Anode bestehenden Lautsprecher-Endstufe 22, sowie die in bekannter Weise aus Kapazität und Widerstand bestehenden Übertragungsmittel. 23, 24. Der Lautsprecher ist durch 25 angedeutet, die Heizbatterie durch 26, die Anodenbatterie durch 27. Wenn man eine derartige Schaltung zusammenstellt, so ergeben sich sehr komplizierte Störungen, die, wie Versuche-ergeben haben, auf gegenseitige Beeinflussungen zurückzuführen sind, in Form von unbeabsichtigten kapazitiven Rückkopplungen der einzelnen Teile der Stromkreise.
Derartige kapazitive Rückkopplungen sind an sich aus Schaltungen mit den einfachen Röhren bekannt.
Die weitere Untersuchung hat jedoch ergeben, dass nur verhältnismässig wenige Teile abgeschirmt zu werden brauchen, um alle diese Störungen auszuschalten.
Die Erfindung besteht in der Angabe derjenigen wesentlichen Teile der Schaltung, welche gegeneinander statisch abgeschützt werden müssen, was in bekannter Weise durch die Benutzung geerdeter Metallschirme erfolgt. Es kommt nämlich nur darauf an, die beiden Eingangsgitterkreise gegeneinander statisch vollständig abzuschützen. Dies geschieht dadurch, dass die in der Figur umrandeten und schraffierten Teile der Eingangsgitterkreise mit metallischen Schutzhüllen umgeben und geerdet werden, Es handelt sich um die spannungsführenden Leitungen und Kondensatorbelegungen, welche mit den beiden Eingangsgittern der der Hoeh-und Wiederfrequenzröhre verhunden sind. Erfolgt dieser statische Schutz, so wirkt die erste Rohre'5 als reine Hochfrequenz-Verstärkerröhre, ohne dass es möglich ist, die Anordnung überhaupt zum Schwingen zu bringen.
Verbindet man nun jedoch die spannungsführenden oberen Spulenpole der Spulen 3 und 17 durch eine sehr kleine veränderliche Kapazität 28, so bewirkt diese Kapazität, auch wenn sie nur einige Zentimeter gross ist, eine regelbare Rückkopplung, welche die Hochfrequenzröhre zum Schwingen bringt. Erfolgt die dargestellte statische Abschützung der Eingangsgitterkreise beider Röhren nicht, so sind die Streukopplungen bereits so stark, dass auch bei sehr loser Kopplung zwischen den Spulen 16 und 17 ein Selbstschwingen der ganzen Anordnung eintritt.
Nur durch das Zusammenwirken der dargestellten statischen Abschützung mit der nachträglich systematisch eingeführten Kopplung durch den sehr kleinen Kondensator 28 gelingt es, bei der sehr wirksamen periodischen Hochfrequenzverstärkung der Röhre 5 eine regelbare, d. h. beherrschbar Rückkopplung herbeizuführen. Zweckmässig werden auch die Batterien bei 29 geerdet.
Für die Wirksamkeit solcher Schaltungen ist es ferner von höchster Bedeutung, dass die Leitung von der. Anode 15 zur Spule 16 so kapazitätsfrei wie nur irgendmöglich verlegt wird. Diese Leitung muss also von allen andern Leitungen der Schaltung getrennt gehalten und so kurz wie möglich bemessen werden. Ebenso darf auch die Spule 16 nur eine verschwindend kleine Spulenkapazität besitzen, da andernfalls die Spulenkapazität die verstärkten Hochfrequenzspannungen zur Batterie hin kurz schliesst, es sei denn, dass die Spulenkapazität mit der Selbstinduktion der Spule nahezu in Resonanz mit der zu verstärkenden Frequenz ist.
Im Falle der Resonanz ist jedoch ein Selbstschwingen der Hochfrequenzröhre infolge der inneren Röhrenkapazitäten unvermeidlich, aus welchem Grunde erfindungsgemäss eine möglichst kapazitätsfreie Verlegung der Anodenleitung 15 zu Spule 16 und die Verwendung einer möglichst kapazitätsfreien Spule 16 (beispielsweise einlagige Zylinderspulen) erfolgt.
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und 19 selbst mit geerdeten Schutzzylindern zu umgeben. Solche Schutzzylinder sind jedoch zweckmässig, wenn die Röhren 5 und 19 verhältnismässig nahe beieinander angeordnet werden.
Die äussere statische Abschützung der Röhre 19 verhinderl gleichzeitig die andernfalls
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der von der Ausgangsanode des Lautsprechersystems 22 kommenden, zum Lautsprecher 25 laufenden, die verstärkte Niederfrequenzspannung führenden Leitung auf das Kopplungselement 23 innerhalb der Mehrfachröhre 19.
Mit Hilfe dieser wenigen, aber an den wesentlichen Stellen angeordneten statischen Ab- schätzungen lässt sich die andernfalls durch fast unübersehbare hoch-und niederfrequente Rückkopplungserscheinungen sehr beeinträchtigte Schaltung vollkommen stabil und eindeutig wirksam machen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schaltung für Verstärkeranordnungen unter Verwendung eines mehrstufigen Hoch- frequenz-und eines mehrstufigen Niederfrequenz-Verstärkersystems, dadurch gekennzeichnet, dass die mit den Gittern des ersten Hoch-und Niederfrequenz-Verstärkersystems verbundenen
Leiterteile statisch gegeneinander vollständig abgeschützt sind, beispielsweise durch Umhüllung
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