Schaltung mit erhöhter Rauschfreiheit zur Übertragung elektrischer Schwingungen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zur Übertragung elektri scher Schwingungen, die wenigstens eine gesteuerte Entladungsröhre enthält, in der ausser :der Kathode und :der Ausgangselek trode noch wenigstens eine weitere strom führende Elektrode angeordnet ist. Die Er findung bezweckt, Mittel zu ,schaffen, durch die das bei solchen Schaltungen auftretende Geräusch vermindert werden kann.
Dieses Geräusch, das sich insbesondere bei er Übertragung schwacher Signale als sehr störend ,geltend macht, wird teilweise von in der Schaltung vorhandenen Entladungsröh ren, teilweise von den übrigen Schaltelemen ten herbeigeführt und kann daher in Rö#h- rengerä;-_sch und Schaltungsgeräusch unter schieden werden.
Das Schaltungsgeräusch wird durch spon tane Spannungsschwankungen herbeigeführt, die infolge -der thermischen Bewegung der Elektronen an den Enden jedes Leiters auf treten, und zwar um so stärker, je grösser der Ohmsche Widerstand der betreffenden Lei ter ist. So@ tritt z. B. über einen in den Ein gangskreis einer Hochfrequenzverstärker- röhre aufgenommenen Schwingungskreis eine solche Rauschspannung auf, -die gewöhnlich mit bezeichnet wird.
Das Röhrengeräusch kann in Emissions geräusch und Verteilungsgeräusch unterschie den werden. Das Emissionsgeräusch besteht aus Schwankungen der Emission :einer Ka thode, wobei es sich sowohl um eine ther mische Kathode als auch um eine sekundär emittierende Hilfskathode oder eine Photo kathode handeln kann. Das Verteilungsge räusch entsteht durch Schwankungen der Stromverteilung in Röhren mit mehr als einer positiven Elektrode und tritt also z. B. bei Schirmgitterröhren und Mehrgittermischröh- ren auf.
Im allgemeinen ist :das Verteilungsge räusch erheblich stärker als das Emis:sions- geräusch, so dass bei.Schirmgitterröhren und Mehrgittermischröhren das Gesamtgeräusch im wesentlichen durch das Verteilunusge- räuscli bestimmt wird.
Man hat schon versucht, das Verteilungs geräusch durch besondere Röhrenkonstruktio nen zu vermindern. So kann z. B. bei Schirm gitterröhren das Verteilungsgeräusch vermin dert werden, sei es durch eine Beschränkung des Schirmgitterstromes, sei es durch eine solche geometrische Aufstellung der Elek troden, dass die Emission von bestimmten Teilen der Kathode ausschliesslich zum Schirmgitterstrom und die von andern Teilen ausschliesslich zum Anodenstrom beiträgt.
Die Erfindung schafft Mittel, durch die ohne Verwendung von besonderen Röhren- konstruktionen das Verteilungsgeräusch stark ermässigt oder sogar völlig aufgehoben wer den kann.
Erfindungsgemäss wird dem Kreis der genannten stromführenden Elektrode eine mit den Zufallssch-,vankungen der Stromver teilung zwischen der Ausgangselektrode und der genannten stromführenden Elektrode kor relierte Rauschspannung entnommen, welche Spannung den Ausgangsstrom der Röhre in solcher Phase steuert, dass der von den ge nannten Schwankungen im Ausgangskreis berbeigefiihrte Rauschstrom aufgehoben oder ,renio-stens erheblich verringert \wird.
Zu diesem Zweck wird bei einer Schal tun-, mit einer Schirmgitterröhre vorzugs weise in den Schirmgitterkre.is eine Induk- tivität aufgenommen und die über diese In duktivität auftretende Rauschspannung mit tels der natürlichen Schirm-itter-Steuerl-it- ter-Kapazität auf das Eingangssteuergitter der Röhre übertragen.
Eine andere Möglichkeit besteht darin. dass der Schirmgitterkreis mittels eines Trans formators mit dem Kreis des Eingangssteuer- gitters der Röhre gekoppelt wird. In Misch schaltungen kann auf diese Weise z. B. eine Verminderung des Verteilungsgeräusches da durch erreicht werden, dass in den Kreis von wenigstens einem der Schirmgitter eine Spule aufgenommen wird und letztere mit einem auf die Zwischenfrequenz abgestimmten, in einem der Steuergitterkreise liegenden Schwingungskreis induktiv gekoppelt wird.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der beiliegenden, drei Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 stellt eine Verstärkerschaltung dar, bei der ein auf das zu verstärkende Signal abgestimmter Schwingungskreis 1 in den Steuergitterkm is einer Sehirmgitterröhre 2 aufgenommen eist. Im Anodenkreis ist ein auf die gleiche Frequenz abgestimmter Schwin- gungskreis 3 angebracht, dem die verstärkte Spannung entnommen wird.
In den Schirm- gitt.erkreis ist eine Selbstinduktionsspule 12 aufgenommen. tbei, diese Spule tritt eine mit dem Verteilungsgeräusch korrelierte Schirm- gitter-Rau.schspannung auf, die 90 in bezug auf den im Schirmgitterkreis fliessenden Ver- teilungsrauschstrom nacheilt.
Diese Rausch spannung verursacht einen Strom über die (in der Figur gestrichelt dargestellte) Steuer- gitter-Kathode-Kapazität 13, der um 90 in bezug auf die Schirmgitter-Rauschspannung voreilt und daher mit dem im Schirmgitter kreis fliessenden Verteilungsrauschstrom in Phase ist.
Für diejenigen Frequenzen des liauschspektrums. die von der Schaltung durchgelassen werden, bildet der Kreis 1 praktisch einen Ohmschen Widerstand, so dass für diese Frequenzen eine Steuergitter- Rauschspannung über den, Kreis 1 entsteht, die mit .dem im Schirmgitterkreis fliessenden Verteilungsrausch,strom .in Phase ist.
Es ist nun zu beachten, dass die Verteilunusrausch- ströine im .2Xiiodeiikrei,s und im Schirmgitter- kreis gegenphasig sind, und zwar weil eine zufällige Zunahme des Anodenstromes eine Abnahme des Schirmgitterstromes um den gleichen Betra:; zur Folge hat.
Die über den Kreis 1 auftretende Steuergitter-Rausch Spannung ist demnach gegenphasig zii dein im Anodenkreis fliessendenVerteilun"srausch- strom. Diese Rauschspannung veranlasst da her einen zusätzlichen Anodenstrom, der in Gegenphase mit .dem ini Anodenkreis flie ssenden Vertcilungsrauschstrom ist, so dass der mit dein Verteilungsgeräusch korrelierte Rauschstrom im Anodenkreis abnimmt.
Diese Verringerung des Verteilungsge räusches im Anodenkreis bringt eine Ent- Jämpfung des Eingangskreises mit sich. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Vertei- lungsrauschströme im Anodenkreis und im Schirmgitterkreis, wie oben schon erwähnt, gegenphasig sind, während die .Signalströme in den beiden greisen gleichphasig sind. Die Induktivität 12 und die Kapazität 13 können daher unbedenklich derart .gewählt werden, dass das Verteilungsgeräusch völlig behoben wird.
Bei einem Fernsehempfänger ist die zum vollständigen Ausgleich des Verteilungsge räusches benötigte Induktivität der Spule 12 von der Grössenordnung von 0,25/,uH.
Fig. 2 zeigt eine Mischschaltung, bei der Mittel zum Vermindern des Verteilungsge räusches angewendet .sind. Das empfangene Signal tritt im Eingangskreis 1 auf, der in den greis des ersten Steuergitters der Hexode 2 aufgenommen ist. Der Kreis des zweiten Steuergitters enthält den, schematisch dar gestellten örtlichen Oszillator 14. Im Anoden kreis liegt ein auf die Zwischenfrequenz ab gestimmter Schwingungskreis 3.
Zur Ver minderung des Verteilungsgeräusches sind in die Kreise der beiden Schirmgitter Spulen 15 und 15' aufgenommen, die mit einem auf die Zwischenfrequenz abgestimmten Schwin gungskreis 16 .im Kreis des ersten Steuergit ters in solcher Phase induktiv .gekoppelt sind. dass der mit dem Verteilungsgeräusch korre lierte Rauschstrom im Anodenkreis abnimmt.
Die Verteilungsrauschströme in den greisen der beiden Schirmgitter sind mit den ent- sprechendere Verteilungsrauschströmen im Anodenkreis gegenphasig. Der Zwischenfre- quenz-Signalstrom .im Anodenkreis. ist gleich phasig mit dem Signalstrom im Kreis des äussern Schirmgitters, aber gegenphasig mit dem Zwischenfrequenz-Signalstrom im Kreis des innern ,
Schirmgitters. Demzufolge wird die von der Spule 15 herbeigeführte Rück kopplung den Zwischenfrequenz-Signalstrom im Anodenkreis steigern, während die von der Spule 15' herbeigeführte Rückkopplung den Zwischenfrequenz-Signalstrom im An- odenkreis vermindert. Die Spule 15 verursacht daher für das Zwischenfrequenz-,Signal eine positive und die Spule 15' eine negative Rückkopplung.
Daraus ergibt sich, dass das von dem äussern Schirmgitter herbeigeführte Verteilungsgeräusch vollständig behoben wer den kann, während das von dem innern Schirmgitter herbeigeführte Verteilungsge räusch zwar vermindert, aber nicht völlig unterdrückt werden kann. Eine.geeignete Be messung er beiden Rückkopplungen ist z. B.
diejenige, bei der die Rückkopplung mittels der Spule 15 so gross ist, dass das von dem äussern Schirmgitter herbeigeführte Vertei lungsgeräusch gerade beseitigt wird, während die Rückkopplung mittels,der .Spule 15',der art gewählt ist, dass das zwischenfrequente Signal gleich stark positiv (von der Spule 15) wie negativ (von .der Spule 15') rückgekop pelt wird. Die zwischenfrequente Signal stärke im Anodenkreis ist dann gleich gross wie ohne Rauschausgleich. während das. Ge räusch im Anodenkreis wesentlich vermindert ist.
Statt der getrennten,Spulen 15 und 15' ist auch eine gemeinsame Spule verwendbar, bei der die beiden -Schirmgitterkreise vorzugs weise an verschiedene Anzapfungen ange schlossen sind. Bei Verwendung einer Röhre. in der die beiden .Schirmgitter innen durch verbunden sind, .ist letzteres nicht möglich, so dass eine möglichst günstige Rauschverminde rung in diesem Falle im allgemeinen nicht erhalten werden kann.
Der Kreis 16 hat vorzugsweise eine Im pedanz von etwa 1000 Ohm.
Im Prinzip wäre statt der beschriebenen Rückkopplung mittels des Zwischenfrequen.z- kreises 16 auch eine aperiodische Rückkopp lung verwendbar. Dies hat aber .den Nachteil. dass auch .die empfangenen Schwingungen und .die örtlichen Schwingungen rückgekop pelt werden, so dass die gute Wirkung der Mischröhre gestört werden könnte. Die be schriebene frequenzabhängige Rückkopplung hat daher den Vorzug.
In Fig. 3) ist eine Niederfrequenzverstär- kerschaltung.dargestellt, die Mittel zur Ver- minderung des Verteilungsgeräusches enthält. Die zu verstärkende Spannung wird mittels der Klemmen 17 und 18 der Primä.rwiel@luiig des Eingangstransformators 19 zugeführt. dessen Sekundärwicklung zwischen dein Steuergitter und der Kathode der Verstärker röhre \? angeschlossen ist.
In den Anodenkreis der Röhre ist die Primärwicklung eines Aus gangstransformators 20 aufgenommen, dessen Sekundärwicklung mit den Ausgangsklem men 21 und 22 verbunden ist. Zur Verminde rung des Verteilungsgeräusches ist der Ein- gangstransformator 19 mit einer Zusatzwick lung 23 versehen, die in den Schirmgitter kreis aufgenommen. ist und eine mit dem Ver teilungsgeräusch korrelierte Rauschspannung von richtiger Phase in der Sekund*,irwiclzlung des Eingangstransformators induziert.