CH232225A - Schaltung mit einer zweifach gesteuerten Elektronenröhre, bei der die eine Steuerung zur Verstärkungsregelung verwendet ist. - Google Patents

Description

  Schaltung mit einer zweifach gesteuerten Elektronenröhre, bei der die eine Steuerung  zur Verstärkungsregelung verwendet ist=    Es ist bekannt, dass mit Hilfe von Gleich  spannung die Verstärkung von Elektronen  röhren geändert werden kann, falls einer  Elektrode die Regelspannung so zugeführt  wird, dass mit der Änderung des Potentials  dieser Elektrode nicht nur der Anodenstrom,  sondern     gleichzeitig    auch die Steilheit der  Gitterspannung -Anodenstrom- Charakteristik  sich ändert. Die Regelung selbst kann auto  matisch oder von Hand erfolgen. Es ist im  allgemeinen üblich, die     Vorspannung    des  Steuergitters zu ändern, um eine genügende  Regelempfindlichkeit zu erreichen.

   Zu diesem  Zwecke sind sogenannte "Röhren mit ver  änderlicher Steilheit" konstruiert worden, bei  denen die oben genannte     Charakteristik    nicht  geradlinig, sondern angenähert logarithmisch  oder     exponentiell    verläuft. Diese Regel  methode hat verschiedene Nachteile,     indem:     1.     infolge_der    nichtlinearen     Charakteristik     höhere Harmonische, Kombinationsschwin-         gungen,        Kreuzmodulation    und     Modulätions-          brummen        auftreten;

       2. bei der     Änderung    der     Vorspannung    des       Steuergitters    sich die im Betriebe wirksame       Steuergitter-Kathodenkapazität    der Röhre  ändert, d. h. dass der an das Steuergitter an  geschlossene     Schwingungskreis    verstimmt  wird; .  



  3. sich damit, insbesondere bei höheren  Frequenzen, auch die Gitterdämpfung ändert,  wodurch die     Selektivität    des angeschlossenen       Schwingungskreises    geändert wird;  4. bei einer Röhre mit veränderlicher  Steilheit zur Erreichung derselben Steilheit       ungefähr    der dreifache Anodenstrom benötigt  wird als bei einer Röhre mit angenähert  geradliniger Charakteristik     (Raumiadecha-          rakteristik),    so     dass,    der Schroteffekt der  Röhre     zunimmt.     



  Es sind weiterhin die     Fading-Hegaoden     bekannt, bei denen die     Regelspannung    nicht      nur dem ersten Gitter (dem     eigentlichen     Steuergitter, das die zu     verstärkende    Span  nung erhält), sondern auch dem dritten Git  ter zugeführt     -wird,    wodurch zwar die er  wähnten Nachteile etwas vermindert werden,  erheblich jedoch bloss die Empfindlichkeit  der Regelung erhöht wird.  



  Die Erfindung betrifft eine Schaltung  mit einer zweifach gesteuerten Elektronen  röhre, bei der die eine Steuerung durch eine  Signalwechselspannung erfolgt und die  andere Steuerung zur     Verstärkungsregelung,     die von Hand oder     selbttätig    erfolgen kann,  vorgesehen ist. Es ist dabei zweckmässig, das  mit der Signalwechselspannung gespeiste  Steuerorgan als Steuergitter zur Raum  ladungssteuerung des Elektronenstromes  auszubilden.

   Bei der erfindungsgemässen  Schaltung ist in der Röhre zur zweiten  Steuerung ein elektronenoptisch wirkendes  Steuersystem vorhanden, dem eine     Verstär-          kungsregelspannung,    deren Änderung von  Hand oder automatisch erfolgen kann, zuge  führt ist, wobei durch dieses Steuersystem  der Elektronenstrom in einem von der Regel  spannung abhängigen Verhältnis auf     eino          Arbeits-    und eine Hilfsanode verteilt wird.  Die     Vorspannung    der elektronenoptisch wir  kenden Elektroden kann positiv oder nega  tiv sein, die Regelspannung selbst kann für  zunehmende Verstärkung zunehmen oder'  aber auch abnehmen.

   Es können ferner Mit  tel vorhanden sein, die bewirken, dass die  automatische Verstärkungsregelung erst     bei)     Überschreitung eines vorher angegebenen  Schwellenwertes einsetzt. In solchen Fällen,  wo das     Nodulationsprodukt    zweier Frequen  zen gewonnen werden soll, kann ausser der  Regelspannung auch noch eine nieder- oder  hochfrequente Wechselspannung den elek  tronenoptisch wirkenden Elektroden zuge  führt     -werden,    um das     Modulationsprodukt     dieser     MTeehselspannung    und der dem Raum  la.dungssteuergitter zugeführten Wechsel  spannung zu erhalten.

   Solche Aufgaben lie  gen vor, zum Beispiel wenn in einem Hoch  frequenzsender die Trägerwelle mit     Spracho     oder Musik moduliert werden soll oder wenn    in einem     Überlagerungsempfänger    die     Zwi-          sehenfrequen7        gebildet    werden soll.  



       Bei    der in der Schaltung verwendeten       zweifach    gesteuerten Elektronenröhre kann  ein nichtlinearer Zusammenhang zwischen  dein von der Arbeitsanode aufgenommenen  Elektronenstrom und der Verstärkungsregel  spannung bestehen. Zur Erzielung einer     ge-          iviinschten        Verstärkungsregelcharakteristik     kann die nötige besondere Form entweder  den elektronenoptisch wirkenden Elektroden  selbst gegeben werden oder aber der Grenz  linie des Überganges des Elektronenstromes  von der Arbeitsanode auf die Hilfsanode; es  können auch beide Wege gleichzeitig gewählt  werden.

   Naturgemäss wird es des öfteren       zweckmässig    sein, mehrere elektronenoptisch  wirkende Regelsysteme und mehrere Arbeits  anoden     bezw.    Hilfsanoden zu verwenden.  



  Es kann zum Beispiel die Regelcharakte  ristik der zweifach     gesteuerten    Röhre mit  den im vorigen Absatz angegebenen Mitteln  so ausgebildet sein, dass eine verzögerte     auto-          inatische    Verstärkungsregelung zustande  kommt.  



  In der zweifach gesteuerten Elektronen  röhre können ferner die bekannten Hilfsmit  tel zur Beschleunigung der Elektronen und  zur Abschirmung von Anode und Steuer  gitter (Schirmgitter), weiterhin die bekann  ten Hilfsmittel zur Verhinderung des     Sekun-          därelektronenaustausches    zwischen den ein  zelnen Elektroden (Bremsgitter) vorgesehen  sein.  



  Schliesslich kann die in der     Schaltung     verwendete zweifach gesteuerte Elektronen  röhre ausser den im vorigen Absatz erwähn  ten Hilfsmitteln auch eine oder mehrere Se  kundärelektronen emittierende Elektroden,  im weiteren kurz "Sekundärkathoden" ge  nannt, zur Erhöhung der Steilheit enthalten.  



  Die     elektronenoptisch    wirkenden Elektro  den werden     zweckmässigerweise    entweder  negativ vorgespannt oder aber in der Röhre  so angeordnet, dass trotz ihrer in bezug auf  die Kathode positiven Potentiale von ihnen       keine    nennenswerten Ströme aufgenommen  werden können, d. h. dass sie praktisch strom-      los sind und nur mit Hilfe der Regelspan  nung die gewünschte Regelwirkung     ausüben.     



  Unter den vielen möglichen Ausführungs  beispielen der erfindungsgemässen Schaltung  in denen die erwähnten Röhren verwendet  werden, sei zum Beispiel eine Schaltung ge  nannt, in der dem ersten Gitter (Raum  ladungssteuergitter) der Röhre ausser der zu  verstärkenden Wechselspannung auch noch  eine Regelspannung zugeführt wird, wobei  diese Regelspannung zum Beispiel dazu  dient, um die Verstärkung der Röhre bei un  erwünschten Signalen, insbesondere Stör  impulsen im gewünschten Masse herabzuset  zen, wobei die     übliche    automatische oder  handbetätigte Regelung der Verstärkung  durch die erwähnten elektronenoptischen Mit  tel bewirkt wird.  



  Als zweites Beispiel sei eine Schaltung  angeführt, in der die genannte Röhre so ver  wendet wird, dass den     negativ    vorgespannten  elektronenoptisch wirkenden Elektroden die  Regelspannung von einer     Gleichrichterdiode,     den positiv vorgespannten elektronenoptisch  wirkenden Elektroden hingegen die Regel  spannung von einer positiv vorgespannten  Elektrode einer andern Röhre, deren Steuer  gitter durch die von derselben     Gleichrichter-          diode    abgeleitete Regelspannung     mitbeein-          flusst    wird, zugeführt wird.

   Es ist hierbei  sehr zweckmässig, die positiv     vorgespannten          elektroüenoptisch    wirkenden Regelelektroden  mit der messerförmigen     Ablenkelektrode    der  üblichen     Abstimmanzeigerröhre    (magisches  Auge) gleichstrommässig zu verbinden.  



  Ausführungsbeispiele der zweifach steuer  baren Elektronenröhre zeigen die     Fig.    1       bezw.    2. Die gleichen Zeichen bedeuten in  beiden Figuren dieselben Elektroden. Die       i    Kathode ist mit     K    bezeichnet, das Steuer  gitter, dem die zu     verstärkende    Wechselspan  nung zugeführt wird, mit G.

   A     bezw.    A'  sind die Arbeitsanoden,<I>HA</I> die Hilfsanoden,  die den nicht zu verwertenden Teil des Elek  tronenstromes aufnehmen,     P1,        P"        Pg    sind die  zur Verstärkungsregelung dienenden,     elek-          trörienoptisch    wirkenden Elektroden,     S,        S2,          S3    sind zur     Bündelung    der Elektronen und    zur Abschirmung dienende Elektroden,<I>BG</I>  ist das Bremsgitter, die Sekundärkathode ist  mit     SK    und endlich die Beschleunigungsgit  ter sind mit A,

   und die Schirmgitter mit     SG     bezeichnet.  



  Die Wirkungsweise der Röhre nach       Fig.    1 ist folgende:  Die von der Kathode K emittierten (etwas  thermisch erzeugten) Elektronen werden vom       Raumladungssteuergitter    G in Abhängigkeit  der zu     verstärkenden        Wechselspannung    ge  steuert. Das Gitter G bekommt zu diesem  Zweck vorteilhaft eine     negative        Vorspan-          nung,    deren Grösse insbesondere durch den  notwendigen Steuerbereich gegeben ist.

   Die  Elektroden     S,        bezw.        S",    die auch zur Ab  schirmung dienen, bezwecken die Bündelung  des Elektronenstromes und können mit der  Kathode     K    verbunden werden oder aber  eine negative     Regelspannung    zur Änderung  der Verstärkung der Röhre erhalten. Das  Gitter     A1    dient zur Beschleunigung der Elek  tronen.

   Die parallel zur Kathode     K    liegenden  Stäbe     P,    und     P2    können positiv oder nega  tiv vorgespannt werden, ausserdem wird ihnen  die Regelspannung zugeführt, wodurch der       gebündelte        Elektronenstrom    auf die Arbeits  anoden<I>A</I>     bezw.   <I>A'</I> und die Hilfsanoden<I>HA</I>  in einem von der Regelspannung abhängigen  Verhältnis verteilt wird.

   Die Steilheit der  Röhre, also auch die     Verstärkung,    ändert  sich demnach in     Abhängigkeit    der den Stä  ben     P1,        P2    zugeführten     Regelspannung.    Den  Arbeitsanoden A und A' wird die verstärkte  Wechselspannung entnommen. Die     Vorspan-          nung    der Hilfsanoden wird wesentlich nied  riger als die     Vorspannung    der Arbeitsanoden  gewählt, falls die durch den nicht verwerte  ten     Teil    des     Elektro$enstromes    verursachten  Verluste herabgesetzt werden sollen.  



  Die     Elektronenröhre    nach     Fig.    2 besitzt.  auch noch eine Sekundärkathode<I>SK.</I> Wie  bekannt,     muss.    die Sekundärkathode     SK    davor  geschützt werden, dass die leichtflüchtigen  Bestandteile der     Ogydkathode        K    sie errei  chen und     verunreinigen.    Aus diesem Grunde  werden die Primärelektronen     gezwungen,    in  gekrümmten     Bahnen        B"        Bg    die Sekundär-           kathode        Sli    zu erreichen.

   Dazu dient insbe  sondere die Elektrode     S,,    die etwa dasselbe  Potential wie die Primärkathode K besitzt.  Die zu     verstärkende    Spannung     wird'genau    so  wie im vorigen Fall auf das     Gitter    G ge  geben.

   Zur Regelung der     Verstärkung    wer  den die parallel zur Kathodenlängsachse an  geordneten Platten     P,    und     P.,    zweckmässiger  weise etwas negativ vorgespannt, und sie er  halten ausserdem die negative Regelspannung  von einer     Gleichrichterdiode.    Zur Ablenkung  des Elektronenstromes dient weiterhin die  parallel zur Kathodenlängsachse angeordnete  Elektrode P;,, die zweckmässig positiv vor  gespannt ist und die nötige positive Regel  spannung dadurch erhält, dass sie gleich  strommässig mit der     Ablenkelektrode    des  üblichen     Ahstimmanzeigers    verbunden wird.

    Die maximale Steilheit der Röhre wird er  reicht, wenn der gesamte Elektronenstrom  auf die Sekundärkathode SK und von da die  Sekundärelektronen auf die Arbeitsanode A  treffen. Dies wird erzielt, wenn die     Ablenk-          elektroden        P,    und     M    nur schwach negativ  und die     Ablenkelektrode    P., schwach positiv  sind. Wird infolge Änderung der Regelspan  nung     P,    und     P.,    immer negativer und     P.;     immer positiver, so treffen die Primärelek  tronen erst teilweise, dann aber vollständig  auf den nicht gitterförmigen, hinter dem  Bremsgitter<I>BG</I> liegenden Anodenteil, d. h.

    die Vervielfachung des Elektronenstromes  durch Sekundäremission fällt weg. Werden       P,    und<U>P..</U> sehr     stark    negativ und     P;,    sehr  stark positiv gemacht, so werden die Elek  tronenbahnen     B,    und     B,    so stark gekrümmt,  dass die Elektronen erst teilweise, dann voll  kommen die     Hilfsanode    H<B>A</B> treffen. Im letz  teren Falle geht die Steilheit auf einen sehr  geringen Teil (etwa auf     1/,0o    bis     1/l00)    ihres  maximalen Wertes zurück.

   Das Bremsgitter  <I>BG</I> hat dabei die Aufgabe zu verhindern,  dass Sekundärelektronen von der Hilfsanode       H-4    auf die Arbeitsanode A fliegen. Die Ab  schirmelektroden     S.,    und     S;,    dienen zur Bün  delung des Elektronenstromes, damit mög  lichst keine Elektronen die     Abscliirmelek-          trode        S1        bezw.    die     Ablenkelektrode        P;,    er-    reichen.

   An und für sich ist es aber möglich,  die Elektroden     S.,    und     S3    zur Regelung     eben-        s     falls heranzuziehen.  



  Die dargestellten Röhren können zur Nie  derfrequenz- oder     Hochfrequenzverstärkung     in der Endstufe eines Verstärkers mit     Dy-          namikregelung,    zur     Frequenzmisehung    oder     s     zur Modulation usw. Verwendung finden.

    So zum Beispiel können die Röhren als  Mischröhren verwendet werden, indem ausser  der     Regelspannung    den elektronenoptisch wir  kenden Elektroden eine Wechselspannung     e     zugeführt wird, in welchem Falle es zweck  mässig ist, im Anodenkreis ein Arbeitswider  stand für die in der Röhre gebildete Zwi  schenfrequenz anzuordnen; weiter können die  Röhren in der     Modulationsstufe    eines Sen- e  ders, oder auch zum Beispiel in der Endstufe  eines Verstärkers, verwendet werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Schaltung mit einer zweifach gesteuerten Elektronenröhre, bei der die eine Steuerung durch eine Signalwechselspannung erfolgt und die andere Steuerung zur Verstärkungs- regelung vorgesehen ist, dadurch gekenn zeichnet, dass die Röhre ein elektronenoptisch wirkendes Steuersystem aufweist, welchem eine Verstärkungsregelspannung zugeführt ist, wobei durch dieses Steuersystem der Elektronenstrom in einem von der Regelspan nung abhängigen Verhältnis auf eine Ar beitsanode und eine den nicht verwendeten Teil des Elektronenstromes aufnehmende Hilfsanode verteilt wird. <B>UNTERANSPRÜCHE:</B> 1.

   Schaltung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Röhre ein Git ter zur Raumladungssteuerung aufweist, dem die Signalwechselspannung zuge führt ist. 2. Schaltung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die Röhre minde stens zwei verschiedene, parallel zur Katho denlängsachse angeordnete, elektronenoptisch wirkende Elektroden aufweist, welchen Ver- stärkungsregelspannungen zugeführt sind. ä. Schaltung nach Unteranspruch 2, da durch gekennzeichnet, dass elektronenoptisch wirkende, mit der Verstärkungsregelspan- nung gespeiste Elektroden zwischen zwei Gittern angeordnet sind. 4.

   Schaltung nach Unteranspruch 2, da durch gekennzeichnet, dass elektronenoptisch wirkende, mit der Verstärkungsregelspan- nung gespeiste Elektroden zwischen einem Gitter und der Arbeits- und Hilfsanode an geordnet sind. 5. Schaltung nach Unteranspruch 2, da durch gekennzeichnet, dass in der Röhre posi tiv und negativ vorgespannte elektronen optisch wirkende Elektroden vorhanden sind, wobei den negativ vorgespannten eine nega tive Regelspannung und den positiv vorge spannten eine positive Regelspannung zuge führt ist. 6. Schaltung nach Unteranspruch 5, da durch gekennzeichnet, dass die Hilfsanode von der Kathode aus gesehen vor der Anode angeordnet ist. 7.

   Schaltung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die Hilfsanode den Teil einer positiv vorgespannten Schirm elektrode bildet. B. Schaltung nach Unteransprach 5, da durch gekennzeichnet, dass die Verstärkungs- regelcharakteristik durch die Formgebung der elektronenoptisch wirkenden Elektroden und der Grenzlinie des Überganges des Elek tronenstromes von der Arbeitsanode auf die Hilfsanode bestimmt ist. 9. Schaltung nach Unteranspruch 8, da durch gekennzeichnet, dass die automatische Verstärkungsregelung erst bei Überschrei tung eines vorher angegebenen Schwellen wertes einsetzt. 10.

   Schaltung nach Unteranspruch 9, da durch gekennzeichnet, dass, die Röhre mit Ab schirmelektroden und mit einem Bremsgitter versehen ist. 11. Schaltung nach Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Röhre min destens eine Stufe Elektunenvervielfachung mittels einer Sekundäremissionskathode ent hält. 12. Schaltung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass' die zur Verstär kungsregelung dienenden elektronenoptisch wirkenden Elektroden negativ vorgespannt sind. 13.

   Schaltung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die zur Verstär- kiuigsregelung dienenden elektronenoptisch wirkenden Elektroden in der Röhre so ange ordnet sind, dass sie trotz ihrer positiven Vorspannung praktisch stromlos bleiben. 14. Schaltung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass den zur Verstär kungsregelung dienenden elektronenoptisch wirkenden Elektroden ausser der Regelspan nung zwecks Erzielung einer Modulation auch eine Wechselspannung zugeführt ist. 15.

   Schaltung nach Unteranspruch 14, da durch gekennzeichnet, dass die Röhre als Mischröhre verwendet ist, wobei im Anoden kreis ein Arbeitswiderstand für die in der Röhre gebildete Zwischenfrequenz angeord net ist. 16. Schaltung nach Unteranspruch 1.4, dadurch gekennzeichnet, dass die Röhre in der Modulationsstufe eines Senders verwen det ist, wobei die Vorspannung der Hilfs anode wesentlich kleiner als diejenige der Arbeitsanode gewählt ist, damit die Verluste durch den nicht verwerteten Teil des Elek tronenstromes klein bleiben. 17.

   Schaltung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die Röhre in der Endstufe eines Verstärkers zur Dynamik regelung verwendet ist, wobei die Vorspan- nung der Hilfsanode wesentlich kleiner als diejenige der Arbeitsanode gewählt ist, damit die Verluste durch den nicht verwer teten Teil des Elektronenstromes klein bleiben.. 18.

   Schaltung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass diejenige Elek trode, welcher die zu verstärkende Signal wechselspannung zugeführt ist, auch noch eine Regelspannung erhält, welche bei. uner- ,vünsehten Signalen die Verstärkung der Röhre herabsetzt. 19.

   Schaltung nach Unteranspruch 5, da durch gel.;ennzeichnet, dass zur Abgabe der negativen Regelspannung für die Röhre eine Gleichrichterdiode, welche auch die nieder frequente Nutzspannung liefert, vorgesehen ist und die positive Regelspannung für die Röhre von einer positiven Elektrode einer andern Röhre erhalten wird, wobei diese letz tere Röhre ihrerseits von derselben Gleich richterdiode gesteuert wird. 20. Schaltung nach Unteranspruch 19, da durch gekennzeichnet, dass die positive Regel spannung für die Röhre von der Ablenkelek- trode eines elektronischen Abstimmanzeigers geliefert wird. 21..

   Schaltung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Vorspannung der Hilfsanode niedriger gewählt ist als die der Arbeitsanode.