DE585248C - Schaltungsweise fuer aus Wechselstromnetzen direkt geheizte, in Serie geschaltete Gluehkathoden von Elektronenroehren - Google Patents

Description

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Es ist bereits vorgeschlagen worden, bei mit Wechselstrom geheizten Kathoden von Elektronenröhren die beiden Enden der Kathode über ein Potentiometer an die Wechselstromquelle anzuschließen und die Mitte dieses Potentiometers zwecks Anschluß der Gitterspannung und Schließung des Anodenkreises anzuzapfen. An sich kann man irgendeinen Punkt eines solchen Potentiometers oder der Sekundärwicklung eines Transformators- beispielsweise durch Erdung mit einem festen Potential versehen. Der An-. Schluß in der Mitte des Potentiometers hat indessen den großen Vorzug, daß ein Wechselpotential wohl eine verschiedene Verteilung der Emission längs der Kathode im Vakuumgefäß hervorrufen kann, daß aber der gesamte, beispielsweise bei negativer Gittervor-" spannung zur Anode gehende Emissionsstrom^ durch die Schwankung des Potentials keine Veränderung erfährt. Wenn nämlich infolgeder Verkleinerung der Anodenspannung in^ einem bestimmten Moment zwischen dem einen Ende der Kathode und der Anode eine Verkleinerung des Änodenstromes entsteht, so erhält man im allgemeinen am anderen_s Ende eine entsprechende Vergrößerung der ,"Arrpdenspannung und somit eine entspre-. ■ eheode Vergrößerung des Anodenstromes. '"30^ D|e\zur Erfüllung dieser F&rderung notwendige·! Bedingung, daß nämlich die Anodenstromänderungen den S teuer Spannungsänderungen proportional sind, ist beim Betrieb der Elektronenröhre als Verstärker ohnedies zu erfüllen, da ja hier im geraden Teil der Kennlinie gearbeitet wird.

Bei Mehrsystemröhren oder Mehrfachröhren kann diese Regel ohne weiteres Anwendung finden, wenn die verschiedenen Kathoden parallel geschaltet sind. Man legt für den Anschluß des Gitters und für die Schließung des Anodenkreises die elektrische Mitte durch mittlere Anzapfung des Potentiometers fest. In sehr vielen Fällen ist es aber nicht ratsam, die Kathoden verschiedener Systeme einander parallel zu schalten, insbesondere ist .-es dann nicht empfehlenswert, wenn die Kathoden vollständig andersartig sind und die einen beispielsweise zu einem Endverstärker, die anderen zum Spannungsverstärker gehören. In diesem Falle wären nämlich besondere Widerstände zur Stromverteilung notwendig, da die Widerstände der parallel zu schaltenden Kathoden mit Rücksicht auf Konstruktionsdaten nicht beliebig verändert werden können. - - . . -

Werden nun zwei oder mehrere Kathoden in Serie geschaltet und soll an den beiden Enden eines derartigen Heizkreises die äußere Wechselstromquelle beispielsweise über einen Transformator angeschlossen werden, so kann man die elektrische Mitte für

jede einzelne Kathode nicht mehr durch einen einzigen Angriff an der Transformatorwicklung bzw. an dem parallel geschalteten Potentiometer festlegen. Aus diesem Grunde war es auch bisher unmöglich, bei derartigen Röhren mit Wechselstrom geheizten Kathoden Heiztöne und Anodentöne zu vermeiden. Der Gegenstand der Erfindung befaßt sich nun mit einer Abhilfe dieser Übelstände.

ίο Erfindungsgemäß werden bei zwei und noch mehr Kathoden die elektrischen Mitten derart fixiert, daß für sämtliche Systeme eine einzige Anodenbatterie und eine einzige Gitterspannungsbatterie notwendig ist. Dazu werden erfindungsgemäß die Kathoden für die einzelnen Systeme derart in Serie geschaltet, daß ausgehend von den beiden an die äußere Stromquelle angeschlossenen Enden der Heizleitung je eine zu einem Elektrodensystem gehörige Kathodenhälfte in möglichst gleichem Abstand voneinander folgt. Eine derartige Anordnung wird beispielsweise schematisch in Abb. 1 gezeigt. Dort ist 11 das Potentiometer, das aus einem Ohmschen Widerstand besteht. An Stelle eines solchen in der Mitte angezapften Ohmschen Widerstandes können auch zwei gleich große Widerstände Verwendung finden. Ferner steht nichts im Wege, statt Ohmscher Widerstände für das Potentiometer Kondensatoren, beispielsweise einen Differentialkondensator oder zwei einzelne gleich große Kondensatoren, zu benutzen.

An die Enden des Potentiometers sind nun die beiden Hälften der Kathode 2 angeschlossen, die ihrerseits miteinander durch die Kathode 1 verbunden sind.

Wenn nun das Potentiometer 11 genau in der Mitte angezapft ist und an dieser An-Zapfstelle der äußere Anoden- und Gitterkreis . geschlossen werden, so wird nicht nur die elektrische Mitte der Kathode 1 genau festgelegt und ein Heizton bzw. Anodenton in diesem System beseitigt, sondern es werden auch die elektrischen Mitten der Kathodenhälften 2, 2 festgelegt und in derselben Weise die störenden Nebentöne beseitigt. Zu diesem Zweck ist notwendig und hinreichend, daß die beiden Kathodenhälften 2, 2 denselben Elektrodensystemen zugeordnet sind. Dies ist aus Abb. 2 ersichtlich. Dort ist 1 die Kathode eines Elektrodensystems, beispielsweise des Spannungsverstärkersystems bei ■einer Mehrfachröhre; 2, 2 sind die beiden Hälften der Kathode der Endverstärkerstufen. Das zur Kathode 1 gehörige Elektrodensystem besteht aus dem Gitter 3 und der Anode 5, während zu den beiden Kathodenhälften 2,2 das Elektrodensystem mit dem Gitter 4 und der Anode 6 gehört.

Wenn die beiden Zweige der Heizleitung dieselben Widerstände besitzen, so besitzt die Mitte der Kathode 1 dasselbe Potential wie die Mitte des Potentiometers 11. Eine an das Potentiometer 11 angelegte Wechselspannung erzeugt also in einem bestimmten Moment andern einen Ende ein Potential, das beispielsweise um ebensoviel höher ist als das Potential am anderen Ende. Schreitet man nun von beiden Enden des Potentiometers 11 auf beiden Zweigen gleich schnell zur Mitte vor, so erhält man immer einander zugeordnete Paare von Punkten entgegengesetzt gleichen Potentials. Solche Punkte sind beispielsweise die beiden unteren Enden der Kathodenhälften 2, 2. Entsprechend den oben gegebenen Erläuterungen erhält man also bei den beiden Kathodenhälften 2, 2 dieselben Verhältnisse wie bei der Kathode 1 wie überhaupt bei jeder in der Mitte geschalteten Kathode. In jedem Moment erhält man nämlich trotz Wechselpotential an dem Potentiometer 11 keine Fluktuation des Emissionsstromes, sondern nur gemäß der Potentialverteilung eine andere Verteilung der Elektronenwolke längs der Kathode. Wenn beispielsweise in einem bestimmten Moment an dem unteren ■ Ende der linken Kathodenhälfte das Potential um einen bestimmten Betrag höher und die Steuerspannung im selben Maße niedriger ist, so ist in demselben Moment um den gleichen Betrag das Potential am unteren Ende der rechten Kathodenhälfte 2 niedriger und die Steuerspannung höher, so daß die Gesamtheit der gesteuerten Elektronen gleichbleibt. An Stelle der Potentiometermitte kann auch — unter Fortfall des Potentiometers — die Mitte der Zentralkathode als Ansatzpunkt der Anoden- bzw. Gitterkreise genommen werden.

Da die Festlegung der elektrischen Mitte für die mittlere Kathode, also die Kathode 1, nach dem Ausführungsbeispiel von Abb. 1 und Abb. 2 am genauesten möglich ist, so wird die Anordnung zweckmäßig so getroffen, daß ,die empfindlichste Kathode in die Mitte gelegt wird. Bei einem aus mehreren Kaskaden bestehenden Verstärker ist die empfindlichste Verstärkerstufe stets die erste Kaskade, so daß also die Kathode dieses Elektrodensystems in die Mitte des Heizkreises gelegt wird und nach Maßgabe der Reihenfolge der Kaskaden in derselben Reihenfolge von der Mitte aus in jedem Zweige die Kathodenhälften aufeinanderfolgen.

Mit dieser Anordnung wird auch noch ein anderer großer Vorteil erzielt. Sie trägt nämlich demverschiedenartigenHeizleistungsverbrauch bei Kaskadenverstärkern mit verschiedenartigen Elektrodensystemen weitgehend Rechnung. Besteht nämlich eine solche aus Spannungsverstärkerstufen und einer Endverstärkerstufe, so erweist sich

für letztere im allgemeinen eine größere Anzahl von parallel geschalteten Fäden als notwendig. Mit der erfindungsgemäßen Schaltung erhält man eine Unterteilung in zwei Fäden ganz von selbst. Für die beiden Kathodenhälften 2, 2 nach Abb. 2 und 3 wird man allgemein lange dünne Fäden wählen, so daß man zwischen den Enden dieser Kathoden einen großen Spannungsabfall bekommt und bei gegebenem Strom somit eine große Leistung. Die Kathode ι für das Spannungsverstärkersystem kann aus einem einzigen, und zwar vorzugsweise dicken und kurzen Faden bestehen.

Im übrigen kann der Faden 1 auch beispielsweise V-förmig ausgebildet und an den mittleren Punkten an einer Feder aufgehängt werden. Ferner steht nichts im Wege*, die beiden Kathodenhälften ihrerseits wieder in mehrere parallel geschaltete Fäden, beispielsweise zwei, drei, vier oder noch mehr, zu unterteilen.

Außerdem ist die Erfindung keineswegs auf die Serienschaltung von zwei Kathoden beschränkt. Es können ebensogut drei und noch mehr Kathoden in der erfindungsgemäßen Weise hintereinandergeschaltet werden. So wird als weiteres Ausführungsbeispiel in Abb. 3 die Anordnung bei dnei Elektrodensystemen. gezeigt. ,Die Kathode α des Elektrodensystems I ist in der Mitte des Heizkreises angeordnet. Von der Mitte aus folgen die beiden Hälften δ amid c des Elektrodensystems II und hierauf die beiden Kathodenhälften d und e des Elektrodensystems III. Diese sind direkt an den beiden Enden f und g des Potentiometers 11 angeschlossen. Gemäß der Erfindung geht der Heizkreis von f über d nach b bis zur Mitte von o.

Dies ist der eine Zweig des Heizkreises; der andere Zweig geht von der Mitte von a über c und e nach g.

Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Anordnung auch beim Betrieb von in Serie geschalteten Kathoden aus Gleichstromnetzen Anwendung finden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schaltungsweise für aus Wechselstromnetzen direkt geheizte, in Serie geschaltete Glühkathoden von Elektronenröhren, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathoden aller oder eines Teiles der Elektrodensysteme in je zwei Hälften zerlegt sind und die zu jedem Elektrodensystem gehörenden Hälften symmetrisch zu der elektrischen Mitte des Heizkreises angeordnet, und daß die Anoden- und Gitterkreise der einzelnen Elektrodensysteme kathodenseitig auf das Potential der elektrischen Mitte des Heizkreises (Neutralpunkt) gebracht sind.

2. Schaltung nach Anspruch 1, insbesondere für Mehrfachröhren, mit einer oder mehreren Spannungsverstärkerstufen und einer Endverstärkerstufe, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkerstufe für das empfindlichste Elektrodensystem (erste Spannungsverstärkerstufe) in der Mitte der in Serie geschalteten Kathoden angeordnet ist.

3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kathodenhälfte für das Endverstärkersystem aus mehreren parallel geschalteten Fäden besteht, während die Kathode für das erste Spannungsverstärkersystem aus einem einzigen Heizfaden besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen