CH166024A - Rückgekoppelte Mehrgitterröhrenschaltung. - Google Patents

Description

  Rückgekoppelte     blelirgitterröhrenschaltung.       Die gebräuchlichen     Rückkopplungsscha1-          tungen    wirken in der Weise, dass von der       Anodenwechselspannung    ein Teil in richtiger  Phasenlage auf das Steuergitter gegeben  wird. Bei der Rückkopplung zwecks     Ent-          dämpfung    addiert sich die rückgekoppelte  Spannung zur Steuerspannung.. Es können  Verstärkungszahl und Selektion einer     Hoch-          frequenzverstä.rkerstufe    bedeutend erhöht  werden, wenn der     Anodenkreis    künstlich     ent-          dämpft    wird.

   Dann steigt der Kreiswider  stand, und der Innenwiderstand des Rohres  wird durch den der     Entdämpfung    entspre  chenden negativen Widerstand kompensiert.  Eine solche Rückkopplung ist aber nur bei  einer nachgeschalteten     Gleichrichterstufe     zweckmässig, das heisst wenn im Anodenkreis  des nachfolgenden Rohres keine abgestimmte       Hochfrequenzimpedanz    mehr vorhanden ist.  da sonst infolge der verschiedenen, mit  einer Rückkopplungsanordnung verbundenen  schädlichen Nebenwirkungen, wie ungewoll-         ten    Kapazitäten, Querkopplungen auftreten,  die zu parasitären Schwingungen führen.

    Insbesondere bei einer     Hochfrequenzverstär-          kung    mit     Schirmgitterröhren,    die hohen In  nenwiderstand besitzen, ist eine Rückkopp  lung     praktisch    nicht möglich.     Erfindunge:     gemäss wird der grosse Vorteil der     Ausgangs-          kreisentdämpfung        erreicht,    ohne     dass    eine  Rückwirkung auf das Steuergitter eintritt.  



  Gegenstand der Erfindung bildet eine  Schaltung zur Verstärkung von     Sehwingun-          gen    unter     Verwendung    mindestens einer Ent  ladungsröhre mit einer Kathode, Anode und  drei oder mehr Gitterelektroden,. wobei eine  Rückkopplung zwar zwischen     Elektroden     desselben Rohres, aber derart vorgenommen  wird, dass eine Beeinflussung     des    Steuergit  ters dabei nicht stattfindet.  



  Die Erfindung wird anhand verschie  dener Ausführungsbeispiele erläutert.  



  Bei Verwendung eines Rohres     R.    mit drei  Gittern 1, 2, '3 zwischen Kathode     K    und      Anode A     (Fig.    1), von denen das mittlere  Gitter 2     ein.        Schirmgitter    ist, wird dem ersten  Gitter 1 die ankommende Steuerwechselspan  nung     aufgedrückt,    während auf das     -dritte          Gitter    3 vom Anodenkreis     Li        Ci    her  eine Rückkopplungsspannung gegeben wird.

    Durch die Rückkopplung auf das dritte Git  ter wird der Anodenkreis     Li        Ci        entdämpft.     Durch -das Schirmgitter 2     wird    die Rückwir  kung der Anodenspannung auf das Steuer  gitter 1 verhindert.

   Bringt man die einzelnen  Schwingkreise<I>L C</I>     bezw.        Li        Ci    noch in ge  geneinander abgeschirmten Kästen an, die in  den Figuren in     Form    verdickter Linien     S    an  g     o        edeutet        sind,

          so        hat        man        auf        diese        Art        und     Weise eine praktisch vollkommene     Entkopp-          lung    -der beiden Schwingkreise gegeneinander  erzielt. Da das     :dritte    Gitter 3 in Gegenphase  zur Anode     d.    gesteuert wird, arbeitet es in  Phase mit dem ersten Gitter 1.

   Durch die  zur Anöde A - gegenphasige Steuerung des       dritten    Gitters 3 wird die Rückwirkung der  Anodenspannung auf das Steuergitter 1 noch  weiter als es bereits durch das     Schirmgitter     geschehen ist, heruntergedrückt.  



       Besondere    Vorteile bietet die Verwendung  eines Rohres mit Kathode, vier Gittern und  einer Anode. Eine solche Röhre soll so ge  schaltet sein, dass das erste Gitter des Rohres  als Steuergitter, das zweite als     Abschir-          mungsgitter    dient und das     dritte    Gitter die  eigentliche Nutzelektrode ist. Das vierte Git  ter ist dann das Hilfsgitter, auf welches die       Rückkopplungsspannung    gegeben wird,     und     die     äussere    Anode dient als Hilfselektrode.  Das vierte Gitter erhält dann eine im allge  meinen negative     Gittervorspannung    und wird  von der .dritten Elektrode her durch Rück  kopplung gesteuert.

   Würde unter Konstant  haltung der übrigen     Betriebsspannungen    die  Spannung des vierten Gitters verändert, so  nimmt bei positiver werdender Spannung der  vierten     Elektrode    der Strom zur     dritten    Elek  trode ab, weil jetzt ein grösserer Strom nach  der fünften Elektrode geht und der Summen  strom der     dritten    und fünften Elektrode in  folge     des    kleinen     Durchgriffes    nach der Ka  thode zu praktisch konstant ist. Dieser    Steuervorgang besitzt also eine negative  Steilheit. Der Strom der dritten Elektrode  nimmt bei positiver werdender Spannung der  vierten Elektrode ab.

   Bei einem solchen  Steuervorgang ergibt sich, im Gegensatz zu  den heute gebräuchlichen Rückkopplungs  schaltungen, dass die durch Rückkopplung       dem    Gitter zugeführte Spannung (hier also  die vierte Elektrode) nicht gegenphasig zur       Anodenspannung    zu sein braucht (hier dritte  Elektrode). Dadurch ergibt. sich eine beson  ders einfache Art der Durchführung der  Rückkopplung.  



  Die     Fig.    2 zeigt die     Verwendung    einer  solchen Röhre R in einer     Hochfrequenzver-          stärkerschaltung    mit     Entdämpfung    des     Ano-          denschwingkreises        Li        Ci.    Die ankommende  Steuerwechselspannung wird auf das erste  Gitter 1 nächst der Kathode     K    gegeben. Das  zweite     Gitter    2 ist das Schirmgitter.

   Im  Stromkreis des dritten Gitters 3 liebt der  Nutzwiderstand, in der Figur ein auf Reso  nanz abgestimmter Schwingungskreis     Li        Ci.     Vom dritten Gitter 3 wird die Rückkopp  lungsspannung dem vierten Gitter 4     gleich-          phasig    zugeführt. Die     Vorspannung        E4    des  vierten Gitters 4 wird über einen     Ableit-          widerstan.d    P zugeführt.

   Das dritte Gitter       und    das Ende des     Ableitwiderstandes    P sind  durch einen Blockkondensator     Ca        verbunden.     Der     Ableitwiderstand    ist in der     Fig.    2 als       Potentiometer    angedeutet     und,das        vierte    Git  ter an .den     veränderbaren    Abgriff angeschlos  sen. Auf diese Weise .ist es möglich, die  Rückkopplung eventuell bis kurz vor dem       Schwingungseinsatz    einzustellen.

   Die Nutz  spannung für die nächste Röhre nimmt man  zweckmässig an .dem     gesamten.    Kopplungs  widerstand P ab und führt sie direkt -dem  Gitter     zier    nächsten Röhre zu. Die fünfte  Elektrode muss bei dieser Schaltung auf  einem konstanten Gleichpotential liegen, das  heisst sie ist     hochfrequenzmässig    mit der Ka  thode verbunden.  



  Ein weiteres Beispiel, ähnlich der .vorher  beschriebenen Röhre zeigt die     Fig.    3. Das  Rohr R mit den vier Gittern 1, 2, 3, 4 wird  hier zur     Hochfrequenzverstärkung    vom      ersten auf das dritte Gitter und zu einer       Anodengleichrichtung        mittelst    der vierten  und fünften Elektrode 4 und A angewandt,  wobei gleichzeitig noch zwischen der dritten  und der vierten Elektrode 3; 4 eine Rück  kopplung besteht. Die ankommende Hoch  frequenz-Wechselspa.nnung wird dem der  Kathode K zunächst liegenden Gitter 1 zu  geführt, das zweite Gitter 2 ist wieder das  Schirmgitter.

   Das dritte und vierte Gitter 3,  4 sind hier wieder     hochfrequenzmässig    auf  einander gekoppelt, und zwar derart, dass  ,jetzt im Arbeitskreis des dritten Gitters  ein     Ohmscher    Widerstand<B>TV</B> liegt und die  Hochfrequenz über einen Blockkondensator       Cs    einem Schwingkreis     Li        Ci    in der vier  ten Gitterzuleitung zugeführt wird. Der       Schwingkreis    selbst ist     transformatorisch    an  gekoppelt, um die     Ankopplung    leicht verän  dern zu können.

   Die     Vorspannung        E4    der  vierten Elektrode 4 ist so gewählt, dass der  Strom auf der fünften Elektrode A auf einen  scharfen Knick der     Anodenstrom-Kennlinie     eingestellt ist. Im Stromkreis der fünften  Elektrode tritt demnach eine Gleichrichtung  ein. Die gleichgerichteten Schwingungen  werden durch den Ausgangsübertrager T ab  genommen; der Kondensator     C4    und die  Drossel D dienen in bekannter Weise zur  Entlastung des Übertragers von     11,och-          frequenzströmen.     



  Eine Abart. der     Gleichrichteranordnung     ist in einfacher Weise möglich, wenn man  Matt der     Anodengleichrichtung        Gittergleich-          richtung    auf dem vierten Gitter 4 anwendet.  Die Anordnung bleibt in grossen Zügen die  selbe, die fünfte Elektrode A wird aber auf  konstantem Gleichpotential gehalten, wäh  rend der     Niederfrequenzstrom    dem Strom  kreis des vierten Gitters 4 entnommen wird.  Sinngemäss muss jetzt die     Vorspannung        E4     des vierten Gitters praktisch auf Null gelegt  werden.  



  Ein weiteres Beispiel ist in     Fig.    4 dar  gestellt. Es handelt sich um eine     aperio-          dische        Hochfrequenzverstärkung    mit hoher  Verstärkungszahl. Das Hauptproblem einer  aperiodischen     Hochfrequenzverstärkung    be-    steht darin, dass die     Kopplungswiderstände     einen Betrag von etwa 5000 Ohm nicht über  schreiten dürfen, da.     sonst    die Anordnungs  kapazitäten, die einen     Nebenschluss    zu den  Kopplungswiderständen darstellen, zu stark  in die Erscheinung treten und die Frequenz  abhängigkeit der     Verstärkung    zu ungünstig  beeinflussen.

   Damit aber mit Widerständen  von nur einigen<B>1000</B> Ohm eine gute Ver  stärkung erzielt werden kann, muss entweder  die Steilheit des     Verstärkerrohres    ausser  ordentlich hoch oder der     Innenwiderstand    des       Verstärkerrohres    negativ sein, ferner muss in  letzterem Falle der negative Widerstand die  selbe Grössenordnung haben wie der Kopp  lungswiderstand. Ein solcher negativer  Widerstand wird nun im vorliegenden Falle       mittelst    der Rückkopplung erreicht.  



  Diese Rückkopplung ist jetzt möglich ge  worden, da dem vierten     Gitter    eine Wechsel  spannung in derselben Phase, wie sie das       dritte    Gitter besitzt, zugeführt -zu werden  braucht. Eine Phasenumkehr ist nämlich bei  reiner Widerstandskopplung, wie sie für die  aperiodische     Hochfrequenzverstärhung    not  wendig ist, nicht möglich. Dem ersten Gitter  wird wieder eine Eingangswechselspannung  zugeführt. In der Abbildung sind vor dem  ersten     Gitter    1 bereits mehrere Schwingkreise  I,     II,        III    angeordnet, um eine genügende  Selektion zu erreichen.

   Das zweite Gitter  .des Rohres R. ist das     Abschirmgitter.    Das  dritte und vierte     Gitter    3, 4 sind durch     die     bekannte Widerstands- und Kondensator  kopplung miteinander     verbunden.    Dem vier  ten Gitter 4 wird die volle Wechselspannung  des dritten     Gitters    3 zugeführt, um durch  eine genügend starke Rückkopplung einen  möglichst wirksamen negativen Widerstand  zu erhalten. Man kann dann, ähnlich wie  früher,     auch    mit den Kopplungswiderständen  kleinere Werte erreichen.

   Das dritte Gitter  3 ist wieder auf hohem positivem Gleich  potential, das vierte Gitter 4 ist schwach  negativ vorgespannt, die fünfte Elektrode A  ist auf einem konstanten positiven Potential  und     hochfrequenzmässig        mit    der Kathode     K     kurzgeschlossen. Die Nutzspannung, die man      jetzt     etwa,dem    nächsten Rohr zuführt, kann  man an demselben Punkt abgreifen,, an dem  das vierte Gitter     angeschlossen    ist.  



  Bei der Konstruktion der zur Verwen  dung gelangenden     Verstärkerröhren    -ist zu  berücksichtigen, dass in den meisten. Fällen  die Nutzfrequenz dem äussern Stromkreis der       Entladungsstrecke    zwischen Kathode und  drittem Gitter entnommen wird.

   Es ist daher       zweckmässigerweise    dieses Gitter zur Auf  nahme grösserer Leistungen geeignet zu  dimensionieren, beispielsweise als Hochkant  steggitter oder als geschwärztes Gitter     bezw.     als Gitter mit vorstehenden     Wärmeableit-          flächen        auszubilden.    Ausserdem ist es noch  wichtig, das Gitter so zu dimensionieren, dass  es den Strom nach der     weiter    aussen liegenden  fünften Elektrode möglichst wenig abfängt,  um eine intensive Steuerung mit dem vierten  Gitter zu ermöglichen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Rückgekoppelte 1Vlehrgitterröhrenschaltung -zur Verstärkung von Schwingungen unter Verwendung mindestens einer Entladungs röhre, bei der zwischen der Kathode und der äussersten Elektrode drei oder mehr Gitter elektroden angeordnet sind, dadurch gekenn zeichnet, dass die Schwingungen des Ein gangskreises des genannten Entladungs- gefässes und die seinem Ausgangskreis ent nommenen Rückkopplungsschwingungen ver schiedenen Gitterelektroden des Entladungs- gefässes zugeführt werden .

   und zur Auf hebung der Rückwirkung der Wechselspan nungen des Ausgangskreises auf den Ein gangskreis zwischen diesen Gitterelektroden ein Schirmgitter vorgesehen ist. UNTERANSPRtrCIIE 1.. Schaltang nach Patentanspruch, gekenn zeichnet durch Anwendung einer Drei gitterröhre, deren mittleres Gitter als Abschirmgitter ausgebildet ist und deren Eingangskreis an das der Kathode- und der Rückkopplungskreis an das der äussersten Elektrode zunächst liegende Gitter angeschlossen sind: .

   ?. Schaltung nach Patentanspruch, gekenn zeichnet durch Verwendung mindestens einer wenigstens vier Gitterelektroden besitzenden Verstärkerröhre, derart, dass die Eingangsschwingungen dem der Ka thode - zunächst liegenden Gitter zuge führt werden, -dass das zweite Gitter als Abschirmgitter wirksam ist und Rück kopplüngsmittel zwischen- den Strom kreisen des dritten und vierten Gitters vorgesehen sind und der äussersten Elek trode ein positives Potential zugeführt wird.

   \3'. Schaltung nach Patentanspruch und Un teranspruch 2, dadurch gekennzeichnet:, dass vom -dritten Gitter :die NutZspan- nungen entnommen werden. 4. Schaltung nach Patentanspruch und Un teranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die auf positivem Potential gehaltene äusserste Elektrode hochfrequenzmässig mit der Kathode verbunden ist. 5.

   Schaltung nach Patentanspruch zur gleichzeitigen Verstärkung und Gleich richtung von Schwingungen, gekenn zeichnet durch Verwendung mindestens einer wenigstens vier Gitter besitzenden Röhre, derart, dass die Eingangssehwin- gungen dem der Kathode zunächst lie genden Gitter zugeführt werden, das zweite Gitter als Abschirmgitter dient. die Stromkreise des dritten und vierten Gitters durch Anwendung von Rück kopplungsmitteln aufeinander einwirken und die Ruhespannung des vierten Git ters so gewählt ist, dass Gleichrichtung eintritt. 6.

   Schaltung nach Patentanspruch und Un teranspruch 5, dadurch gekennzeichnet. -dass die gleichgerichteten Schwingungen dem Stromkreis des vierten Gitters ent nommen werden. 7. Schaltung nach Patentanspruch und Un teranspruch 5, dadurch gekennzeichnet.

   dass die gleichgerichteten .Schwingungen dem Stromkreis der äussersten Elektrode entnommen.werden. _ _ B. Schaltung nach Patentanspruch, gekenn zeichnet durch Anwendung mindestens einer wenigstens vier Gitterelektroden besitzenden Verstärkerröhre, derart, dass die Eingangsschwingungen dem der Ka thode zunächst liegenden Gitter zuge führt werden, das zweite Gitter als<B>Ab-</B> dient, die Zuführung der Ruhespannungen des dritten und vierten Gitters über Ohmsche Widerstände er folgt und die den Gitterelektroden zu gekehrten Enden dieser Widerstände durch einen Blockkondensator verbunden sind. 9.

   Schaltung nach Patentanspruch, gekenn zeichnet durch Verwendung mindestens einer Elektronenröhre, bei der zwischen der Kathode und der äussersten Elektrode mindestens vier Gitterelektroden ange- ordnet sind, bei der das von der Kathode an zweiter Stelle liegende Gitter als Ab schirmgitter und das dritte Gitter sehr weitmaschig ausgebildet ist, so dass der Durchgriff der vierten und fünften Elek trode durch .das dritte Gitter sehr gross ist und das dritte Gitter -der fünften Elektrode wenig Strom wegnimmt. 10.

   Schaltung nach Patentanspruch und Un teranspruch 9, gekennzeichnet durch Ver wendung einer Elektronenröhre, bei .der da.s von der Kathode an dritter Stelle lie gende Gitter für grosse Verlustleistungs- aufnahme ausgebildet ist.