Eiurichtung für Gitterdetektioii. Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für Gitterdetektion von' Hochfrequenz schwingungen. Unter Hochfrequenzschwin- gungen sollen hier und im folgenden auch Schwingungen verstanden werden, die in der drahtlosen Empfangstechnik als mittelfre- quent bezeichnet werden. Das Steuergitter des Detektors ist dabei bekanntlich über einen verhältnismässig kleinen Kondensator mit der Quelle der hochfrequenten- Schwin gungen verbunden.
Die Folge dieses Um standes und der einseitigen Leitfähigkeit der Bahn-Gitterglühdraht ist, dass bei jedem hochfrequenten Wellenzug das mittlere Poten tial des Gitters abnimmt, da sich auf dem Gitter Elektronen ansammeln, die .-über die vorhandenen Ableitungswege. (unvollkom mene Isolierung) oder über einen besonders zu diesem Zweck vorgesehenen Ableitungs- wiederstand abfliessen können.
Mit dieser Ab- und Zunahme des mitt leren Gitterpotentials gehen selbstredend eine Ab- und Zunahme des Anodenstromes einher, die also im (hörbaren) Rhythmus der Wellenzüge verlaufen und im Empfänger wahrgenommen werden können.
Diese Detektionsart hat den Vorzug, be sonders empfindlich zu sein und sie wird deshalb ziemlich allgemein angewendet, im Gegensatz zur Anodendetektion, die nur praktisch anwendbar ist, wenn die Ampli tude der empfangenen Hochfrequenzschwin- gungen einen ziemlich erheblichen Wert hat oder auf einen solchen Wert gesteigert ist.
Die obenbeschriebene Gitterdetektion weist jedoch. den Nachteil -auf, dass die Anoden stromschwankungen nur innerhalb gewisser Grenzen mit den Amplitudenänderungen der eintreffenden Hochfrequenzschwingungen gleichen Schritt halten, welche Proportio nalität natürlich im allgemeinen erwünscht ist.
Bei grosser Amplitude der hochfrequen ten Gitterschwingungen nimmt nämlich das mittlere - Gitterpotential um soviel ab, dass die- Röhre im untern gekrümmten Teil ihrer Kennlinie zu arbeiten beginnt, was bedeutet, dass der mittlere Anodenstrom nicht mehr dem Wert entspricht, der aus der statischen Kennlinie als zu dem obenerwähnten niedri gen Gitterpotential gehörig ablesbar ist, son dern einen Wert enthält, der höher liegt, und zwar infolge der auftretenden Anoden- detektion. Letztere wirkt hier also der Git- terdetektian entgegen,
zerstört die obenei= erwähnte Proportionalität und kann sogar bei sehr kräftigen eintreffenden Signalen eine Umkehrung der Stärkenverhältnisse veranlassen, das heisst bei zunehmender Am plitude der eintreffenden Hochfrequenz schwingungen wird der Empfang schwä cher.
Wenn man sich also mit einer Vorrich tung, die für den Empfang schwacher Sig nale eingerichtet und zu diesem Zweck unter anderem mit Gitterdetektion versehen ist, einem kräftigen Sender nähert, so zeigt sich die eigentümliche, aber unerwünschte Er scheinung, dass man diesen Sender nur ge hörig empfangen kann, wenn die Vorrich tung nach der einen oder der andern Seite hin verstimmt wird, denn bei Abstimmung auf Resonanz wird die Amplitude der Git terschwingungen des Detektors so gross,
dass die Gitterdetektion durch die gleichzeitig auftretende Anodendetektion nahezu ganz zerstört wird.
Die Erfindung betrifft eine Schaltung für Gitteidetektion, bei der der oben erwähnte Nachteil vermieden ist.
Das dabei gefolgte, neue Prinzip ist fol gendes Werden innerhalb einer Detektorröhre nicht ein, sondern zwei oder mehrere Steuer gitter angeordnet, so können diese mit eben sovielen Punkten einer Schaltung verbunden werden, in der hochfrequente Schwingungen laufen.
Sofern die obenerwähnte Verbin dung über einen Gitterkondensator erfolgt, werden diese Gitter infolge der auftretenden Gitterdetektion den mittleren Anodenstrom, unabhängig von einem gegebenenfalls vor bandenen Phasenunterschied zwischen den er- wähnten Punkten, in gleichem Sinne beein flussen.
Für .die gegebenenfalls gleichzeitig auf tretende Anodendetektion ist die Frage der Phase, in der die verschiedenen Gitter schwingen., jedoch von grosser Wichtigkeit. Es ist nun möglich, durch richtige Wahl der Punkte der Schaltung, mit .denen die Gitter verbunden werden, einen derartigen Phasen unterschied zwischen diesen Gittern herbei zuführen, dass die Wirkung eines Gitters, was die Anodendetektion betrifft, in jedem Augenblick durch die eines andern Gitters ganz oder grossenteils ausgeglichen wird.
Der einfachste Fall ist wohl, dass zwei Steuergitter vorgesehen werden, zwischen denen ein Phasenunterschied von etwa<B>180'</B> unterhalten wird.
Liegen diese beiden Gitter in einer ein zigen Ebene oder ist im allgemeinen ihr Ver stärkungsfaktor (oder ihr Durchgriff) der selbe, so müssen auch .die Amplituden der diesen Gittern aufzudrückenden Hochfre- quenzschwingungen in jedem Augenblick ein ander in absolutem Wert gleich sein.
Bei verschiedenen Verstärkungsfaktoren muss das Verhältnis zwischen den den Git tern aufzudrückenden Schwingungsampli tuden entsprechend anders gewählt werden.
Bei drei Gittern sind diese an Punkte an zuschliessen, zwischen denen. Phasenunter- schiede von 120 herrschen, usw.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert, in :der in den Fig. 1, 2 und 4 Ausführungsformen beispiels weise dargestellt sind.
Fig. 3 gibt einen graphischen Vergleich zwischen den Ergebuissen der neuen und der alten Gitterdetektionssehaltung an.
In Fig. 1 werden die von einer Antenne 1 aufgefangenen Hochfrequenzschwingungen über einen Reihenkondensator 2 in einen ab stimmbaren Eingangskreis _ 3 einer lloch- frequenzverstärkerröhre I geleitet. Diese Röhre hat ein Steuergitter 4, eine Kathode 5 und eine Anode 6, die mit dem einen Ende eines zweiten abstimmbaren greises 7 ver bunden ist, der einen Drehkondensator 8 und eine parallel zu diesem geschaltete.
Spule 9 in sich-schliesst, die einen zwischenliegenden Abzweigpunkt 10 aufweist: Das mit der Anode 6 verbundene Ende des Kreises 7 ist überdies über einen Gitterkondensator 11 mit einem Gitter 13 einer Detektorröhre II ver bunden, während das andere Ende der Spule 9 über einen zweiten Gitterkondensator mit einem zweiten Gitter 14 dieses Detektors verbunden ist. Der Abzweigpunkt 10 der Spule 9 ist ferner mit dem positiven Pol einer Anodenstromquelle verbunden.
Die Detektorröhre enthält ferner eine Kathode 15 und eine Anode 16, die über ein Telephon 17 mit dem erwähnten positiven Pol verbunden ist. Die beiden Gitter 13 und 1.4 sind schliesslich über Ableitungswider stände 18 bezw. 19 mit der Kathode 15 ver bunden. Die Wirkung ist wie folgt: Nachdem .die aufgefangenen Schwingun gen durch die Röhre I verstärkt worden sind, gelangen sie in. den Kreis 7 und sie veran lassen zwischen den Enden der Spulen 9 hochfrequente Spannungsschwankungen, wo bei zwischen diesen Enden ein Phasenunter schied von<B>180'</B> . auftritt.
Angenommen, dass der Punkt 10 in der Mitte der Spule 9-liegt, so sind die Amplituden der Schwingungen in den genannten Enden untereinander in abso lutem -Wert .gleich.
Diese Schwingungen werden über die Kondensatoren 11 bezw. 12 den beiden Git tern 13 bezw. 14 aufgedrückt, deren mittlere Potentiale beim Passieren eines Wellenzuges also um einen gleichen Betrag abnehmen., so dass, was die Gitterdetektion betrifft, das eine Gitter die Wirkung des andern unterstützt. Die hochfrequenten Änderungen, welche die beiden Gitterpotentiale beim Passieren des \Vellenzuges zeigen, haben hingegen keinen Einfluss auf die;
Stärke des Anodenstromes, da sie für das eine Gitter in jedem Augen blick denen des andern Gitters ,gleich aber entgegengesetzt sind. Die unerwünschte Ano- den.detektion unterbleibt in diesem Falle also ganz. Es ist zu bemerken, dass bei ideeller Aus gleichung durch Anwendung entgegengesetzt wirkender Gitter- gar keine Hochfrequenz ströme im Anodenkreis des Detektors mehr auftreten, so dass es daher keinen Sinn mehr hat, diesen greis auf den Gitterkreis zurück zukoppeln.
Auch der gebräuchliche Telephon- oder Umlaufkondensator parallel zum Emp fänger 17 kann hier fortgelassen werden, da bereits infolge der genannten Ausgleichung das Fliessen von Hochfrequenzströmen in dem niederfrequenten Teil der Schaltung genü gend verhindert wird.
Man kann einer völligen Ausgleichung möglichst nahe kommen, wenn die beiden Gitter 13 und 14 in derselben Ebene ange ordnet werden und die Stäbe dieser Gitter miteinander abwechseln.
Es können jedoch unbedenklich auch Git ter in verschiedenen Ebenen verwendet wer den, wenn nur bei der Wahl der Lage des Punktes 10 diesem Umstand Rechnung ge tragen wird.
Die in Fig. 1 dargestellte Schaltung hat den Nachteil, dass die beiden Elektroden des Drehkondensators 8 schwingen, wodurch der sogenannte Handeffekt störend werden könnte.
Um dies zu vermeiden, kann die in Fig. 2 dargestellte Schaltung benutzt werden, die nur was den Kreis 7 betrifft, von der in Fig. 1 dargestellten abweicht. Der Konden- sator 8 liegt hierbei nämlich nicht zwischen den beiden Enden der Spule 9, sondern zwi schen dem Anodenende dieser Spule und dem nichtschwingenden Punkt 10, wodurch das Abstimmen .des Kreises 7 vereinfacht wird.
In Fig. 3 sind zwei Kurven a und b dar gestellt, welche die am Empfänger 17 auf tretende niederfrequente Wechselspannung in Volt als Funktion dar Amplitude der hochfrequenten Gitterschwingungen in Volt für normale Gitterdetektion bezw. für mehr fache, ausgeglichene Gitterd-etektion gemäss der Erfindung darstellen. Beim Aufnehmen der Kurve b wurde eine Detektorröhre mit zwei in einer einzigen Ebene liegenden Git- tern benutzt, die beide mit einem Gitter kondensator versehen waren.
Der durch die Erfindung erreichbare Vorteil ist in dieser graphischen Darstellung deutlich ersichtlich. Bei geringen Werten der hochfrequenten Gitterschwingungen, bis zu etwa 1 Volt, ist der Unterschied zwischen den beiden Detektionsarten nur gering, aber bereits bei 3 Volt ist ein Unterschied von mehr als<B>100%</B> zu Gunsten der neuen Schal- tung vorhanden.
Es zeigt sich also, dass der Detektor be deutend stärker hochfrequent belastet werden kann, was, wie bereits anfangs bemerkt, in der Nähe von kräftigen Sendern von gröss tem Vorteil ist, aber auch beim Empfang von Sendestellen mit geringer Modulations- tiefe stets einen .grossen Nutzen hat, und als allgemeiner Vorteil gilt, dass es möglich wird, eine einzige Niederfrequenzverstär- kungsröhre ziemlich grosser Leistung unmit telbar hinter den Detektor zu schalten und diese Röhre dennoch voll zu belasten.
In Fig. 4 ist eine Schaltung nach der Er findung gezeigt, in -der die Detektorröhre mit vier Gittern versehen ist, welchen Span nungen zugeführt werden-, zwischen denen 90 Phasenunterschied besteht. Das Kupp lungselement zwischen den beiden Röhren ist hier aperiodisch.
Für das Wesen der Erfindung ist es gleichgültig, ob der Detektor von einer, zwei oder mehreren vorgeschalteten Ilochfrequenz- verstärkungsstufen, oder unmittelbar aus der Antenne gespeist wird.
Auch ist es. nicht notwendig, beide bezw. alle Gitter der Detektorröhre mit einem Git terkondensator zu versehen, obwohl dies hin sichtlich der Empfindlichkeit und der für die Ausgleichung der Anodendetektion er wünschten Symmetrie dennoch empfehlens wert ist.