DE806559C

DE806559C - Schaltung mit einem Oszillator und einer Reaktanzroehre

Info

Publication number: DE806559C
Application number: DEP26481A
Authority: DE
Inventors: Eduard Herman Hugenholtz
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1947-10-13
Filing date: 1948-12-24
Publication date: 1951-06-14
Also published as: FR973423A; GB654202A; BE485268A; US2561056A; CH268707A

Description

Zur automatischen Frequenzkorrektur (AFK) oder zur Frequenzmodulation der von einem Oszillator erzeugten Schwingungen sind Schaltungen bekannt, bei denen mit dem frequenzbestimmenden Schwingungskreis des Oszillators eine wattlos rückgekoppelte, gittergesteuerte Verstärkerröhre gekoppelt ist und dem Steuergitter dieser Verstärkerröhre eine dem zu korrigierenden Frequenzunterschied bzw. der Modulationsspannung proportionale Steuerspannung zugeführt wird. Eine solche wattlos rückgekoppelte Verstärkerröhre oder aber Reaktanzröhre verhält sich wie eine Reaktanz, deren Größe von der dem Steuergitter zugeführten Regel- oder Steuerspannung abhängig ist.

Wenn eine große Regelempfindlichkeit verlangt wird, kann mit einer solchen Reaktanzröhre nur ein kleiner Regelbereich erzielt werden. Zur Behebung dieses Nachteils wurde z. B. für selbsttätige Frequenzkorrektur bereits vorgeschlagen, neben der Reaktanzröhre weitere Mittel zu verwenden, durch die ein größerer Regelbereich bei geringerer Empfindlichkeit und Genauigkeit erzielt wird. Bei den bekannten Vorrichtungen bedeutet ein solcher zusätzlicher AFK-Kreis jedoch im wesentlichen eine Verdoppelung der Vorrichtung.

Es wurde versucht, mit verschiedenen bekannten AFK-Kreisen gleichzeitig eine große Empfindlichkeit und einen großen Regelbereich zu bewirken. Dabei ergaben sich jedoch infolge von Trägheiten des Regelkreises immer Unstabilitätserscheinungen, und eine Synchronisierung konnte schwer verwirklicht werden.

Die Erfindung bezweckt, eine einfachere Lösung zu schaffen, die auch bei Frequenzmodulationsschaltungen verwendbar ist.

Gemäß der Erfindung wird bei Verwendung einer Reaktanzröhre mit dem frequenzbestimmenden Schwingungskreis des Oszillators eine weitere regelbare Reaktanz gekoppelt, deren Größe von dem Ausgangsgleichstrom einer Ausgangselektrode der Reaktanzröhre gesteuert wird.

ίο Bei der Erfindung wird somit die Änderung der Gleichstromverhältnisse, z. B. der Schirmgitterstrom der Reaktanzröhre, bei Änderung der Regeloder Steuerspannung zum Bewirken einer zusätzlichen Frequenzänderung benutzt, während bei den bekannten Schaltungen nur die Änderung des scheinbaren Wechselstromwiderstands der Reaktanzröhrenschaltung benutzt wurde.

Es ist an sich bekannt, für AFK-Zwecke oder für Frequenzmodulation die Änderung des Innenwiderstands einer gittergesteuerten Verstärkerröhre bei Änderung der Steuergittervorspannung zur Beeinflussung einer Reaktanz zu benutzen. Eine so verwendete Verstärkerröhre wird gewöhnlich als Regelröhre bezeichnet. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird somit eine Reaktanzröhre gleichzeitig als Regelröhre benutzt. Dabei kann ohne Bedenken, besonders bei der Verwendung für AFK-Zwecke, die Regelgeschwindigkeit des Reaktanzröhrenkreises und die des Kreises, in dem die Reaktanzröhre als Regelröhre wirksam ist, wesentlich verschieden sein.

Es ist vorteilhaft, die Schaltung nach der Erfindung derart auszubilden, daß für eine bestimmte Änderung der dem Steuergitter der Reaktanzröhre zugeführten Steuer- oder Regelspannung die infolge der Regelröhrenwirksamkeit der Reaktanzröhre auftretende Verstimmung des Oszillators größer ist als die von der Reaktanzröhre als veränderliche Reaktanz hervorgerufene Verstimmung. Der Regelröhrenkreis kann dann z. B. der verhältnismäßig träge wirksame Kreis sein.

Bei einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält der frequenzbestimmende Kreis des Oszillators eine mit einem Eisenkern versehene Spule, wobei der Kern mit einer Vormagnetisierungswicklung versehen ist, die in dem Anodengleichstromkreis einer Reaktanzröhre eingeschaltet ist.

An Hand der Fig. 1 und 2, die eine erfindungsgemäß ausgebildete AFK-Schaltung bzw. ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung darstellen, wird die Erfindung näher erläutert.

Anode und Steuergitter einer als Oszillatorröhre verwendeten Triode 1 sind durch Kopplungskondensatoren 2 bzw. 3 mit verschiedenen Enden eines frequenzbestimmenden Schwingungskreises 4 mit einem Abstimmkondensator 5 und einer Kreisspule 6 verbunden. Die Kathode ist unmittelbar, das Steuergitter ist über einen Widerstand 7 und eine Anzapfung der Kreisspule 6 ist über eine Leitung 8 geerdet. Die Anode der Triode 1 ist über eine Drosselspule 9 und einen zur Siebung dienenden Widerstand-Kondensatorkreis ίο, 11 mit dem Pluspol I2 einer Anodenspannungsquelle verbunden, deren Minuspol 13 geerdet ist.

Für die Frequenzkorrektur der vom Oszillator 1 bis 6 erzeugten Schwingungen durch eine den Anschlußklemmen 14 zugeführte Steuerschwingung kann einem Diskriminator, z. B. einem Vergleichsdiskriminator, die zu diesem Zweck erforderliche Regelspannung entnommen werden. Dieser Diskriminator, der in der Figur bei 15 schaubildlich dargestellt ist und dem die Steuerschwingungen unmittelbar und die Oszillatorspannung über einen Kupplungskondensator 16 zugeführt werden, liefert eine Regelspannung, deren Größe und Polarität von der Größe und dem Vorzeichen der erforderlichen Frequenzkorrektur abhängen.

Die im Ausgangskreis der Mischstufe 15 entstandene Regelspannung V% wird dem Steuergitter einer als Reaktanzröhre geschalteten Penthode 17 zugeführt. Zu diesem Zweck ist die Anode dieser Röhre über einen Kopplungskondensator 18 mit einem Ende des frequenzbestimmenden Schwingungs- g₅ kreises 4 des Oszillators 1 bis 6 gekoppelt, während die Kathode mit einer Anzapfung eines parallel zur Anodenspannungsquelle geschalteten Spannungsteilers 19 verbunden und über einen Kondensator 20 geerdet ist. Dem Steuergitter der Reaktanzröhre 17 _go wird eine dem frequenzbestimmenden Kreis 4 des Oszillators 1 bis 6 entnommene Spannung über ein von einem Kondensator 21 und einem Widerstand 22 gebildetes Phasendrehungsnetzwerk zugeführt. Die Anzapfung dieses Netzwerks ist kapazitiv, 23, mit dem Steuergitter der Reaktanzröhre 17 gekoppelt.

Schaltungen der bisher beschriebenen Art sind an sich bekannt; es sei daher nur erwähnt, daß bei einer solchen Schaltung die Reaktanzröhre sich wie eine parallel zum frequenzbestimmenden Kreis geschaltete Reaktanz verhält, deren Größe von der Regelspannung derart geregelt wird, daß Synchronismus zwischen der Steuerschwingung und der vom Oszillator 1 bis 6 erzeugten Schwingung auftritt. Zwischen den beiden synchronisierten Schwingungen gibt es jedoch nach wie vor eine Phasenverschiebung, deren Größe und Polarität von der Größe und dem Vorzeichen der herbeigeführten Frequenzkorrektur abhängen.

In Fig. 2 ist die herbeigeführte Frequenzkor- J₁₀ rektur in Abhängigkeit von der erzeugten Regelspannung durch eine Kurve α dargestellt. Die maximal erzielbare Frequenzkorrektur ist verhältnismäßig gering.

Gemäß der Erfindung wird bei der Schaltung nach Fig. 1 dadurch eine zusätzliche Frequenzkorrektur bewirkt, daß die Reaktanzröhre auch als Regelröhre verwendet wird. Zu diesem Zweck ist mit dem frequenzbestimmenden Schwingungskreis des Oszillators 1 bis 6 eine Regelspule 24 gekoppelt. Diese Spule ist zu einem Teil der Kreisspule 6 parallel geschaltet und zusammen mit einer Vormagnetisierungswicklung 25 auf einem Pulvereisenkern 26 angebracht. Durch Regelung der Vormagnetisierung des Kerns 26 ist die Induktivität der Spule 24 veränderbar; zu diesem Zweck liegt

die Vormagnetisierungswicklung in Reihe mit einer Entkopplungsdrosselspule 27 im Anodenstromkreis der Röhre 17.

Bei Änderung der dem Steuergitter der Röhre 17 zugeführten Regelspannung V\ ändert sich der Anodengleichstrom und somit die Induktivität der Regelspule 24, und dies führt eine Änderung der Abstimmung des Frequenzbestimmungskreises 4 herbei. Vorausgesetzt, daß die Polarität der Änderung der Selbstinduktion der Regelspule 24 richtig gewählt ist, begünstigt die von der Regelspule herbeigeführte Frequenzkorrektur die von der Reaktanzröhre an sich herbeigeführte Frequenzkorrektur. Die infolge der ausschließlichen Regelröhrenwirksamkeit der Röhre 17 bewirkte Frequenzkorrektur ist in Fig. 2 in Abhängigkeit von der Regelspannung durch die Kurve b dargestellt. Diese Regelkurve erstreckt sich über einen größeren Frequenzbereich als die Kurve α; es muß jedoch berücksichtigt wer-

ao den, daß die Regelröhrenschaltung an sich zwar den Frequenzunterschied zwischen den Steuer- und Oszillatorschwingungen herabmindert, eine Regelung auf genauen Synchronismus aber nicht bewerkstelligt. Außerdem haftet der Selbstinduktionsrege-

a5 lung der Spule 24 eine gewisse Trägheit an, so daß die Regelröhrenschaltung an sich schnellen Änderungen der Regelspannung nicht zu folgen vermag. Bei der praktischen Verwendung der dargestellten Schaltung mit einer auch als Regelröhre wirksamen Reaktanzröhre stellt dies jedoch keinen Nachteil dar, da im allgemeinen große Frequenzänderungen eine geringere Regelgeschwindigkeit als kleine Frequenzänderungen erfordern.

Als von der Regelröhre gesteuerte, zusätzliche Regelimpedanz ist naturgemäß eine beliebige, an sich bekannte Regelimpedanz verwendbar; es kann z. B. ein spannungsabhängiger Kondensator verwendet werden, dem eine Regelspannung zugeführt wird, die einem im Anodenstromkreis der Röhre 17 liegenden Widerstand entnommen w^rird.

Gewünschtenfalls kann der Anodengleichstrom der Röhre 17 auch zur Steuerung der Umdrehungsrichtung eines Motors verwendet werden, der einen im frequenzbestimmenden Kreis 4 liegenden Regelkondensator derart nachregelt, daß der Frequenzunterschied zwischen der Steuer- und Oszillatorschwingung herabgemindert wird. Bei einem zeitweisen Ausbleiben der Steuerschwingung, z. B. infolge von Schwunderscheinungen, ändert sich die Oszillatorfrequenz weniger stark als im Falle der ausschließlichen Verwendung einer Reaktanzröhren schaltung.

Bei Verwendung der dargestellten Schaltung für Frequenzmodulation der vom Oszillator 1 bis 6 erzeugten Schwingungen wird anstatt der Regelspannung ί'_Λ die Modulationsspannung als Steuerspannung dem Steuergitter der Reaktanzröhre zugeführt, die zusätzlich betätigten regelbaren Reaktanzen müssen in diesem Falle eine genügend kleine Trägheit besitzen.

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltung mit einem Oszillator, dessen frequenzbestimmender Schwingungskreis mit einer als Reaktanz geschalteten gittergesteuerten Verstärkerröhre gekoppelt ist, besonders für automatische Frequenzkorrektur (AFK), dadurch gekennzeichnet, daß mit dem frequenzbestimmenden Schwingungskreis des Oszillators eine zusätzliche regelbare Reaktanz gekoppelt ist, deren Größe vom Ausgangsgleichstrom einer Ausgangselektrode der Reaktanzröhre gesteuert wird.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gegekennzeichnet, daß für eine bestimmte Ande rung der dem Steuergitter der Reaktanzröhre zugeführten Regelspannung die von der zusätzlichen Reaktanz herbeigeführte Verstimmung des frequenzbestimmenden Schwingungskreises des Oszillators größer ist als die von der Reaktanzröhre an sich herbeigeführte Verstimmung.

3. Schaltung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der frequenzbestimmende Schwingungskreis des Oszillators eine mit einem Eisenkern versehene Spule enthält, deren Eisenkern mit einer Vormagnetisierungswicklung versehen ist, die im Anodengleichstromkreis der Reaktanzröhre liegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

140 6.