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Verstärkerröhre für ultrakurze Wellen Die Erfindung betrifft die Bemessung
der Teilkapazitäten in einer Penthode, die diese Röhren ,als Verstärker und fremd
gesteuerte Senderöhren für ultrakurze Wellen merklich brauchbarer machen, als es
bisher der Fall war. Man verwendet Penthoden als Verstärkerröhren und Senderöhren-
bekanntlich deshalb, um eine unerwünschte Kopplung zwischen Eingangs- und Ausgangskreis
zu vermeiden, da die Steuergitter-Anoden-Kapazität, über welche diese Kopplung erfolgt,
bei P.enthoden merklich kleiner ist als bei Trioden. Zur Kleinhaltung der Steuergitter-Anoden-Kapazität
braucht man in der Röhre weitere, neben bzw. ,außerhalb der Entladungsbahn liegende
Abschirmbleche, die eine Kapazität gegen das Steuergitter und die Anode besitzen.
Für lange Wellen hat man also bei einer Verstärker- oder Sendepenthade ein Wechselstromersatzbild,
wie es in Abb. i gezeichnet ist. In dieser. Abbildung kennzeichnet A die
Anode, G das Steuergitter, B .das Bremsgitter und S die Abschirmung. CAB, CAS, CGBCG-4
und CGs sind die Kapazitäten zwischen den durch die beiden Indizes gekennzeichneten
Teilen. Die Kathode und das Schirmgitter, das zwischen Bremsgitter und Steuergitter
angeordnet ist, können außer Betracht bleiben. Die Vernachlässigung des Schirmgitters
erklärt sich ,aus dem Umstand, daß es dem Steuergitter benachbart ist, das eine
kleinere Wechselspannung führt als die Anode, der das Bremsgitter gegenübersteht.
Man führt im allgemeinen, und dies wird :auch bei der vorliegenden Erfindung vorausgesetzt,
Bremsgitter und Abschirmung voneinander getrennt aus dem Vakuumgefäß heraus. Bei
langen Wellen sind Bremsgitter und Abschirmung unmittelbar geerdet, wie in Abb.
i gezeichnet,
da. die Induktivitäten der Zuleitungen keine Rolle
spielen. Mit I und !I sind Ausgangs-und Eingangskreis bezeichnet.
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Wesentlich anders sieht dies jedoch bei kurzen Wellen aus. Hierfür
gilt das Wechselstromersatzbild, das in Abb.2 gezeichnetist; wiederum sind Bremsgitter
und Abschirmung getrennt herausgeführt. Da aber bei kurzen Wellen die Zuleitungsinduktivitäten
eine merkliche Impedanz darstellen, sind beide Teile nicht mehr unmittelbar, sondern
über die unvermeidbaren Induktivitäten L1, I_.., der Zuleitungen geerdet, Während
bei langen Wellen infolge der Erdung von Bremsgitter und Abschirmung der Ausgangskreis
1 und der Eingangskreis 1I (s. Abb. i t nur über die statische Steuergitter-Anoden-Kapazität
CGA gekoppelt sind, tritt, wie aus dem Ersatzbild der Abb.2 hervorgeht, bei kurzen
Wellen noch zusätzlich eine w=eitere Rückwirkung über die vier weiteren dort eingezeichneten
Kapazitäten auf. Man kann diese Kapazitäten notwendigerweise nicht alle gleich Null
bzw: sehr klein machen, so daß ihr Vorhandensein stets eine zusätzliche Rückwirkung
bedeutet.
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Die Erfindung besteht in einer solchen Bemessung bzw. Verteilung dieser
vier obengenannten Kapazitäten, daß eine über sie zusätzlich hervorgerufene Kopplung
zwischen Steuergitter und Anode möglichst klein wird. Diese Maßnahme beruht auf
folgenden Überlegungen bzw. Erfahrungen: Die Erfindung stützt sich auf die Feststellung,
däß bei einer Röhre vorgegebener Größe die Gesamtkapazität zwischen Steuergitter
einerseits, Bremsgitter und Abschirmung zusammen anderseits angenähert eine Konstante
ist, an deren Wert man, wenn man nicht die Schirmwirkung und damit die statische
Steuergitter-Anoden-Kapazität verschlechtern will, praktisch nichts ändern kann.
Das gleiche gilt für die Kapazität der Anode einerseits gegen anderseits Bremsgitter
und Abschirmung zusammen. Auch hier hat man bei einer Röhre vorgegebener Größe finit
Rücksicht auf den klein zu haltenden Wert der Steuergitter-Anoden-Kapazität wenig
Bewegungsfreiheit. Was man jedoch an dieser ' Kapazität ändern kann, ist ihre Aufteilung
in ihre beiden Komponenten, nämlich CAD
und Cas bzw. CGF und CGs. Man
kann z. B. die Kapazität zwischen Anode einerseits, Bremsgitter und Abschirmung
anderseits so verteilen, daß der größte Teil zwischen Anode und Abschirmung und
der kleine Rest zwischen Anode und Bremsgitter liegt oder umgekehrt. In gleicher
Weise kann man i mit der Kapazität zwischen Steuergitter einerseits und Bremsgitter
und Abschirmung zu-@ammen anderseits verfahren. Dies ist praktisch durchführbar,
indem man einzelne von den an sich zur Abschirmung gehörenden Teilen mit dem Bremsgitter
verbindet oder auch mehrfache Abschirmung benutzt und z. B. die Kapazität Anode
gegen Abschirmung durch ein zwischen beiden angeordnetes, auf Bremsgitterpotential
liegendes Blech klein i hält.
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Zur Verteilung dieser Kapazitäten sind verschiedene praktische Möglichkeiten
offen. Die Zuleitungsinduktivitäten L1 und L_, sind an-Genähert gleich, da sie beide
durch die Länge der Zuleitungen durch den Röhrenkolben bekannt sind. Aus dem Ersatzbild
der Abb.2 sieht man, daß die zusätzliche Rückwirkung bzw. Kopplung zwischen Steuergitter
und Anode nicht nur dann Null wird, wenn alle vier eine Brücke bildenden Kapazitäten
zu Null gemacht werden, sondern es genügt bereits, wenn zwei in dem Schaltbild einander
gegenüberliegende, d. h. nicht aneinandergrenzende Kapazitäten Null oder sehr klein
sind.
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_ Für die Bemessung der aus Abb. 2 ersichtlichen Teilkapazitäten ergibt
sich also -die Vorschrift, daß i. von der Gesamtkapazität zwischen Anode einerseits,
Abschirmung und Bremsgitter zusammen anderseits die Teilkapazität zwischen Anode
und Abschirmung CAg kleiner als etwa i o o; ö der Gesamtkapazität CIS -i- CAB zwischen
Anode einerseits, Abschirmung und Bremsgitter zusammen anderseits und zugleich von
der Gesamtkapazität zwischen Steuergitter einerseits, Bremsgitter und Abschirmung
zusammen anderseits die Teilkapazität zwischen Steuergitter und Bremsgitter CGB
kleiner als i o o o der Gesamtkapazität CGa -,' CGs zwischen Steuergitter einerseits,
Bremsgitter und Abschirmung zusammen anderseits sein soll oder daß 2. von der Gesamtkapazität
zwischen der Anode einerseits und Bremsgitter und Abschirmung ,anderseits die Teilkapazität
zwischen Anode und Bremsgitter CAB kleiner als i o o o dieser Gesamtkapazität C,13
-'7 CAs und zugleich von der Gesamtkapazität zwischen Gitter einerseits, Bremsgitter
und Abschirmung zusammen anderseits die Teilkapazität zwischen Gitter und Abschirmung
CGs kleiner als ioo'o der letztgenannten Gesamtkapazität CGB ',- CGs sein soll.
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Von diesen beiden Fällen ist der des gleichzeitigen Vorhandenseins
sehr kleiner Kapazitäten zwischen SteuergitteriBremsgitterCGB und Anode/Abschirmung
RAS praktisch wesentlich leichter zu verwirklichen als der des gleichzeitigen Vorhandenseins
kleiner Kapazitätswerte Anodei'Bremsgitter CAB und Steuergitter,lAbschirmung CGs.
Der in dieser Bemessungsvorschrift genannte Zahlenwert von
etwa
io% besagt, daß die eine Teilkapazität um eine Größenordnung kleiner sein muß als
die andere. Würde man diesen Richtwert merklich überschreiten, also etwa eine Kapazitätsaufteilung
im Verhältnis 1:3 vornehmen, so könnte man keine merkliche Verbesserung gegenüber
dem derzeitigen Zustand erzielen. Auf der anderen Seite bringt es keinen Erfolg,
zwei nebeneinanderliegende Teilkapazitäten sehr kein zu machen, weil die unerwünschte
Kopplung dann über. die beiden anderen Teilkapazitäten doch zustande käme.