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Radioröhren-Schaltungsanordnung.
Die Erfindung betrifft Schaltungsanordnungen mit Elektronenröhren, deren Kathoden direkt mit Wechselstrom beheizt werden. Die direkte Beheizung der Kathoden mit Wechselstrom, bei welcher der Heizfaden die Kathode bildet, ist bisher nur in unvollkommenem Masse gelungen. Die Schwierigkeiten, die hiebei auftreten, sind im besonderen durch zwei Vorgänge bedingt :
Erstens ändert sieh mit schwankender Heizspannung die wirksame Glühfadenlänge infolge des Einflusses der abkühlenden Befestigungsenden, die um so einflussreicher sind, je diinner der Heizfaden ist (infolge seiner um so geringeren Wärmekapazität).
Zweitens ändert sich die wirksame Gittervorspannung der betreffenden Stufe, da die Heizspannung einen Teil der wirksamen Gittervorspannung bildet. Die zweite Schwierigkeit wird durch Potentiometeranordnungen, welche einen Abgriff des effektiven Spannungsnullpunktes ermöglichen, beseitigt, u. zw. durch Verwendung von Potentiometern, die im Verhältnis zu den üblichen Anordnungen einen geringen Ohmschen Widerstand besitzen in der Grössenordnung von 10 Ohm und weniger.
Zur Verringerung der erstgenannten Schwierigkeit soll erfindungsgemäss die Grösse und Form der Anode im Verhältnis zur Kathode so gewählt sein, dass unter Vermeidung von besonderen Abschirmungen nur der Teil des Heizfadens für die zu steuernde Emission wirksam ist, dessen Emission von den Spannungsschwankungen des Gesamtheizfadens verhältnismässig unabhängig ist, auf den also die heizende Wechselspannung infolge seiner bei der geringen Wärmeableitung hinreichenden Wärmekapazität keinen Einfluss hat. Es hat sich gezeigt, dass dies praktisch erreicht wird, wenn der Teil des Heizfadens, der für den wirksamen Anodenstrom ausgenutzt wird, keine grösseren Spannungsschwankungen aufweist als zirka 0-3 Volt.
Wenn bisher von Schwankungen der Heizspannung gesprochen worden ist, so bezieht sich das selbstverständlich nur auf verhältnismässig geringe Schwankungen in längeren Zeitabschnitten, oder aber auf grössere Schwankungen, die schnell hintereinander folgen, so dass die Temperaturschwankung des in Frage stehenden Teiles des Heizfadens eine nur ganz geringfügige Grösse aufweist, deren Geschwindigkeit im Tonfrequenzbereich liegt.
Versuche haben ergeben, dass die Temperatur bei Schwankungen der Heizspannung durch den Wegfall der kühlenden Befestigungsenden ziemlich konstant bleibt und dass die noch verbleibenden geringen Temperaturschwankungen keine Veränderung der wirksamen Fadenlänge und damit der Steilheit und der Verstärkung hervorrufen. Alle diese Veränderungen würden sich, wenn die Heizung beispielsweise mit 50periodigem Wechselstrom erfolgt, als Brummtöne im Anodenkreis so störend bemerkbar machen, dass ein einwandfreier Betrieb unter Umständen unmöglich ist. Die Ausführung der erfindungsgemässen Anordnung lässt sich auf verschiedene Arten bewerkstelligen.
Man hat schon vorgeschlagen, zur Verringerung der Gitteranodenkapazität kleinste Anoden zu benutzen. Bei dieser bekannten Anordnung handelt es sich aber nicht um weehselstromgeheizte Röhren und überdies wird hiebei nicht das Verhältnis der Anodenform und Anodengrösse mit bezug auf die Kathode wie bei der Erfindung zur Unterdrückung des Netzbrummens in bestimmter Weise derart gewählt, dass nur der Teil des Heizfadens wirksam ist für den Anodenstrom, der keine grösseren Spannungsschwankungen aufweist als etwa 0-3 Volt. ohne dass dabei der Anodenstrom durch eine zu kleine Anode unnötig ver-
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ringert-oder die Anodenbelastung unnötig vergrössert wird. Bei der bekannten Anordnung wird ohne Rücksicht auf das Verhältnis zur Kathode die Anode absolut klein gewählt.
Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt. Hierin sind mit 1 die Befestigungsdrähte des Heizfadens 2, mit 14 das Steuergitter und mit 15 die Anode bezeichnet. Die Anode ist hier im Verhältnis zur Heizfadenlänge so kurz gewählt, dass die den störenden Temperaturschwankungen unterworfenen Heizfadenenden keinen wesentlichen Beitrag zur Emission liefern können. Es lassen sich selbstverständlich auch normale Anoden mit entsprechend langem Heizfaden in gleicher Weise vorteilhaft verwenden.
In Fig. 3 ist eine Schaltungsanordnung gemäss der Erfindung dargestellt. Es ist ein zweistufiger widerstandsgekoppelter Verstärker abgebildet, in dem die Verstärkerröhren mit 7 und 8 bezeichnet sind.
Die Kathoden 9 und 10 derselben werden über einen Transformator 11 aus dem Lichtnetz gespeist. Die Anodenkreise der Röhren enthalten in bekannter Weise einen Hochohmwiderstand 12 bzw. einen Lautsprecher 13. Die Kopplung der Röhren erfolgt über einen Kondensator 16, während dem Gitter der zweiten Röhre über den Hochohmwiderstand 17 die Gittervorspannung 18 zugeführt wird. Mit 19 ist die Anodenspannungsquelle bezeichnet und mit 20 die Gitterspannungsquelle der ersten Stufe. Die zu verstärkende Spannung wird über den Übertrager 21 dem Gitterkreis der Röhre 7 zugeführt. Die Heizspannungsleitungen sind durch ein Potentiometer 23 überbrückt, dessen Abgriff 24 das Bezugspotential für die Gitter-und Anodenkreise bildet.
Es hat sich nun herausgestellt, dass dieser Potentiometerwiderstand, insbesondere bei zweistufigen Verstärkern, eine störende Rückkopplung hervorruft, weil er sowohl einen Teil des Anodenkreises der zweiten als auch des Gitterkreises der ersten Stufe bildet. Nur durch eine besonders geeignete Wahl der Grösse dieses Potentiometerwiderstandes lassen sich diese Rüek- kopplungserseheinungen auf ein zuträgliches Mass herabdrücken.
Versuche haben ergeben, dass bei einem zweistufigen Verstärker die Potentiometerwiderstände höchstens 10 Ohm betragen dürfen, falls eine. gute Brummfreiheit erreicht werden soll.
Die hier beschriebenen Erfindungsgedanken sind selbstverständlich nicht auf die beschriebenen Anordnungen beschränkt, sondern können sinngemäss auch auf viele andere Anordnungen übertragen werden. Es ist jedoch zu beachten, dass es nach Möglichkeit vermieden werden muss, das Steuergitter mit grösseren metallischen Teilen, insbesondere etwa mit den Heizfaden abschirmenden Röhren zu versehen, da hiedureh eine Erhöhung des störenden Brummens bewirkt wird.