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Schaltung zur Amplitudenregelung von Wechselspannungen mittels einer
Mehrgitterröhre Die vorliegende Erfindung betrifft die Schaltung einer Mehrgittetröhre,
die außer dem Steuergitter und einem oder mehreren Schirmgittern noch :ein zweites,
negativ vorgespanntes Gitter aufweist, das die Stromaufnahme der Anode auf Grund
einer Stromverteilungsregelung beeinflußt. Es ist bereits bekannt, eine solche Röhre
in der Weise zur Verstärkungsregelung zu benutzen, daß man die Regelspannung beiden
genannten Gittern gleichzeitig zuführt, um eine besonders intensive Regelung mit
normal bemessenen Regelspannungen zu erhalten. Des weiteren ist bekannt, die Regelung
nur am Stromverteilungsgitter vorzunehmen und die hierzu benötigte Regelspannung
in der Röhrenstufe selbst zu gewinnen, indem man sie mittels Gleichrichtung und
Glättung aus Wechselspannungen bildet, die man aus dem Kreis eines der zwischen
Steuergitter und Stromverteilungsgitter befindlichen Schirmgitters entnimmt. Da
die aus dem Kreis eines Schirmgitters ohne Beeinträchtigung der Wechselspannungsverstärkung
entnehmbaren Amplituden ziemlich klein sind, ist der Regelgrad in dieser Schaltung
,auch gering. Die Erfindung sieht demgegenüber vor, eine Regelstufe zu verwirklichen,
in der bereits geringe Spannungen in der Größenordnung von 1l3 bis i Volt ausreichen,
um eine sehr intensive Regelung zu erhalten. Diese Bedingung könnte man grundsätzlich
erfüllen, indem man in an sich bekannter Weise die Regelspannungsschwankungen vor
ihrer Übertragung an das Regelgitter in einer zusätzlichen, als Gleichspannungsverstärker
geschalteten Röhre verstärkt. Es ist im Zusammenhang damit auch schon bekannt, eine
im Empfangsgerät oder Verstärker für andere Zwecke bereits arbeitende Röhre zusätzlich
zur Verstärkung der Regelspannung auszunutzen.
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Demgegenüber ist die Amplitudenregelschaltung mittels einer Mehrgitterröhre
mit Steuergitter, Schirmgitter, Stromverteilungs-
Bitter und Anode
gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die zusammen mit der Steueiwechselspannung
an das Steuergitter angeschaltete Regelspannung am Vorttzderstand eines zwischen
Steuergitter und Stromverteilungsgitter liegenden Schirmgitters verstärkt auftretende
Regelspannungsschwankungen erzeugt, die über eine die positive @-orspiinriting des
Schirmgitters kompensierende Gleichspannungskopplung an das Stromverteilungsgitter
übertragen werden und dort eine Verstärkungsregelung hervorrufen, welche eine etwaige,
durch die Regelspannung am Steuergitter bereits bewirkte Regelung erheblich übertrifft.
Der Vorteil dieser Schaltung besteht darin, daß ohne zusätzliche: Röhren und ohne
dal> die maximale Wechselspannungsverstärkung der Röhre eine nennenswerte Einbuße
erfährt, eine hohe Regelempfindlichkeit erzielt wird. Wie praktische Versuche ergaben,
kann man die Schaltung unschwer so aufbauen, daß eine Regelspannungsänderung von
i Volt und weniger genügt, um die Verstärkung vom -Maximalwert kontinuierlich auf
annähernd Null herabzusetzen. Dabei besteht noch der weitere Vorteil, daß die Kennlinie
des Steuergitters, falls dieses zur Regelung an sich nicht ausgenutzt wird, linear
sein darf, wodurch die nichtlinearen Verzerrungen der übertragenen Wechselspannungen
erheblich vermindert werden bzw. eine höhere Aussteuerung der Steuergitterkennlinie
möglich wird.
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Die Wirkungsweise der Schaltung sei an Hand der Abbildungen näher
erläutert.
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Abb. i zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Abb. s stellt den Verlauf der Verstärkung in Abhängigkeit von der
Regelspannung dar. Die Verstärkung ist, da es sich um eine Stromverteilungsregelung
handelt, der angezeigten Anodenstromstärke proportional. Die Arbeitsweise der nach
Abb, i geschalteten Röhre ist in bezug auf die Wechselspannungsverstärkung vollkommen
normal. Die EingangswechseIspannung wird über den Kondensator i an das Steuergitter
a gelegt und, im Anodenkreis verstärkt, vom Anodemviderstand 3 über Kondensator
4. abgenommen. Die drei zwischen Steuergitter und Anode gelegenen Elektroden, nämlich
das i. Schirmgitter 8 und das z. Schirmgitter 9 sowie das Stromverteilungsgitter
io, sind wechsclspannungsmäßig durch die Kondensatoren i i, 12 und 13 in üblicher
Weise geerdet. Das i. Schirmgitter liegt an fester positiver Spannung, die an dem
Widerstand i; abgegriffen wird. Für die :erfindungsgemäße Wirkungsweise ist lediglich
die Schaltung des 2. Schirmgitters 9 und des Stromverteilungsgitters io von Bedeutung.
Die durch den Kondensator 5 geglättete und über den Widerstand 6 an das Steuergitter
z geleitete Regelspannung', ruft bei Änderungen ihrer Größe Stromschwankung en im
Kreis des a. Schirmgitters hervor, die sieh am Vorwiderstand 1.1 in entsprechende
Spannungsschwankungen umsetzen. Diese am Punkte vorhandenen Spannungsschwankungen
können aber, da Punkt P auf hohem positivem Ruhepotential liegt, nicht ohne «-eitcrcsan
das Stromverteilungsgitter übermittelt «erden. Um das hohe positive Potential unschädlich
zu machen, werden in an sich bekannter Weise die Gleichspannungsschtvankungen einem
hochohmigen Spannungsteiler 15 zugeführt, dessen anderes Ende auf einem gegenüber
der Kathode stark negativen Potential. (Spannungsabfall am Widerstand;
)
liest. Der mit Gitter io verbundene Spannungsabgriff 16 des Spannungsteilers
15 wird so eingestellt, daß beim Nullwert oder Kleinstwert der Regelspannung E,
entweder, je nach Polung der Regelspannung, die Verstärkung maximal oder minimal
eingestellt ist, was etwa einer Spannung von -i bzw. -i 5 Volt am Stromverteilungsgitter
entspricht. Zu beachten ist, daß die Regelspannung bei gleicher Polung die Verstärkung
im entgegengesetzten Sinn regelt wie bei den normalen Regelschaltungen mit einer
Röhre. Das beruht auf der durch die Gleichspannungsverstärkung in der Röhre selbst
hervorgerufenen Phasenumkehr der Regelspannungsschivankungen. Eine Schwundregelspannung
beispielsweise muß aus diesem Grund nicht mit ihrem negativen, sondern mit ihrem
positiven Pol angeschaltet werden. Schaltet man die Regelspannung dagegen in der
in Abb. i gezeichneten Polarität an, so erfolgt mit zunehnnender Regekpannung eine
Aufriegelung des Vorstärkerkanals. Wegen der holen Regelempfindlichkeit nimmt dabei
die \ erstärkung, von Null aus ausgehend, sehr rasch zu und bleibt dann, sobald
nämlich das Stromverteilungsgitter positiv geworden ist, prak tisch unverändert.
Eine solche Schaltung kann man daher gut zur Verwirklichung des sog. Krachtöterprinzips
im Niiederfrequenzreil von Rundfunkempfängern anwenden, indem man die Schwundregelspannung
als Regelspannung verw--ndet. Die Gittervorspanntui--@en an Gitter io und Gitter
a werden so eingestellt, daß der Niederfrequenzverstärker erst vom Überschreiten
einer gewissen Hochfrequenzamplitude ab geöffnet ist, so daß die zwischen den Stationen
liegenden, sonst gut hörbaren Störgeräusche unterdrückt werden.
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Die Regelempfindlichkeit der Schaltung kann dadurch noch wesentlich
vergrößert werden, daß man zwischen der Anode und dem Eingangsgitter eine Gleichspannungsrückkopplung
einrichtet, was wegen der
Phasenumkehr ohne -weiteres möglich ist.
Es braucht lediglich der Anodenkreis mit einem genügend großen Ohmschen Widerstand
ausgestattet zu sein, um anodenseitig Gleichspannungsschwankungen zu erhalten, die
man dann in an sich bekannter Weise in den Gitterkreis 2 überführt. Dabei wird die
hohe positive Anodenruhespannung in der schon beschriebenen bekannten `''eise kompensiert.
Aber auch ohne äußeren Rückkopplungsweg kann man in der beschriebenen Regelschaltung
eine die Regelempfindlichkeit steigernde Rückwirkung erhalten. Es ist dazu nur nötig,
das zur Abnahme .der verstärkten Regelspannungsschwankungen benutzte Gitter so anzuordnen,
-daß @es selbst dem Einfluß, der Stromverteilungsregelung mit unterworfen ist. Das
ist bei dem in Abb. i gezeigten Ausführungsbeispiel,der Fall. Eine VergrößeriLmg
des Stromflusses im Widerstand i,i verursacht ein Negativerwerden des Stromverteilungsgitters
und damit rückwirkend einen weiteren Anstieg des Schirmgitterstroms. Man kann diese
Rückköpplung beliebig vermindern bzw. weitgehend unterdrücken, indem man zwischen
dieses Schirmgitter und das Stromverteilungsgitter ein weiteres Schirmgitter legt,
das unmittelbar oder über einen Ohmschen Widerstand mit der Anodenstromquelle verbunden
ist und welches den von der Anode ferngehaltenen Stromanteil aufnimmt. In der gezeichneten
Schaltung ergibt sich diese Möglichkeit durch einfaches Vertauschen der beiden Schirmgitter.