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Schaltungsanordnung zur Amplitudenbegrenzung Für verschiedene Zwecke
der- Sch,%vachstromtechnik benötigt man Anordnungen, welche die Amplitude eines
Wechselstromes derart begrenzen, daß sie unabhängig von zufälligen Schwankungen
desselben konstant bleibt. Insbesondere benötigt man derartige Vorrichtungen beim
Empfang frequenzmodulierter Schwingungen. Da derartige Schwingungen stets neben
den zu übertragenden Schwankungen der Frequenz auch zeitlicheSchwankungen der Amplitude
enthalten, muß man den Frequenzdetektor von letzteren unabhängig machen, und man
versieht ihn daher mit einem Element, welches die Amplituden unabhängig von den
zufälligen Schwankungen auf einen fest vorgegebenen konstanten Wert regelt. Bisher
verwandte man für diesen Zweck unter anderem Schaltungen, bei denen die Hochfrequenz,
deren Amplitude konstant gehalten werden soll, beispielsweise ein einfallender Wellenzug,
nach entsprechender Verstärkung dem Gitter einer als Audion geschalteten Verstärkerröhre
zugeführt wurde. Infolge der bekannten Audionwirkung verschiebt sich hierbei der
Arbeitspunkt auf der Kennlinie zu um so stärker negativen Werten, je größer die
einfallende Amplitude ist. Die Anordnung kompensiert daher Schwankungen der einfallenden
Amplitude bis zu einem gewissen Grade, sofern letztere nur genügend groß ist, um
den gesamten Verlauf der Kennlinie zu überstreichen. Der Nachteil dieser Anordnung
besteht aber darin, daß die
Verschiebung des Arbeitspunktes ja nur
durch, den, einsetzenden Gitterstrom erfolgt und daß dieser Gitterstrom infolgedessen
mit steigender Amplitude größer werden muß. Hierzu ist aber erforderlich, daß die
Gitterwechselspannung mehr und mehr in das Gebiet positiver Spannungen übergreifen
muß. Infolgedessen erhält man doch keine strenge Begrenzung der Amplitude auf einen
konstanten Wert, sondern bei hohen einfallenden Amplituden reicht das Gebiet der
von ihnen überstrichenen Gitterspannung weiter ins Positive. Infolgedessen wird
auch der überstrichene Kennlinienbereich und damit die Ausgangsamplitude größer.
Man erhält also. keine strenge Unterdrückung, sondern nur eine Abschwächung der
Amplitudenschwankunggen. - " Bessere Erfolge könnte man von Anordnungen erwarten,
die mit einer Begrenzung durch den Sättigungsstrom einer Elektronenröhre arbeiten.
= Derartige Anordnungen sind aber aus praktischen Gründen nicht ausführbar, einmal
weil die zur Zeit üblichen Röhren mit Hochemissionskathoden in der Regel keinen
definierten Sättigungsstrom haben, und zweitens, weil dieser Sättigungsstrom,. selbst.
wenn er vorhanden wäre, in sehr unerwünschter Weise mit jeder zufälligen Änderung
der Heizleistung schwanken würde.
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Bei einer Schaltungsanordnung zur Amplitudenbegrenzung, insbesondere
frequenzmodulierter Schwingungen, werden die geschilderten Nachteile vermieden,
wenn erfindungsgemäß eine Mehrgitterröhre verwendetwird, deren Elektrodenvorspannungen
derart eingestellt sind, daß hinter einem auf hohem Potential, aber vor einem auf
niedrigem Potential in bezug auf die Kathode befindlichen Gitter sich eine virtuelle
Kathode bildet und- daß dem auf niedrigem Potential befindlichen Gitter. die zu
begrenzende Schwingung zugeführt wird mit einer so großen Amplitude, daß der von
diesem Gitter durchgelassene Elektronenstrom seinen Sättigungswert erreicht.
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In der Fig. i ist eine erfindungsgemäße Anordnung dargestellt. Hier
ist die zu begrenzende Wechselspannungsamplitude r mit dem Steuergitter 2 einer
Raumladegitterröhre 3 verbunden. Unter der Wirkung der positiven Spannung des Raumladegitters
q. bildet sich zwischen diesem und dem negativen Steuergitter eine sekundäre Raüni=
ladung, die in weitem Maße von Schwankungen des Heizstromes unabhängig ist. Sie
ist als eine virtuelle Kathode aufzufassen, die einen definierten Sättigungswert
besitzt, welcher ohne Mühe durch die Gleichspannung des Raumladegitters konstant
zu halten ist. Die an den Ausgangsklemmen 5 und 6 auftretende Wechselstromamplitude
ist also in hohem Maße konstant und von Schwankungen des eingehenden Signals unabhängig,
sofern dessen Amplitude die Sättigungsspannung der-virtuellen Kathode überschreitet.
Die geschilderte Anordnung-hat noch "den Nachteil, daß man' das Raumladegitter sehr
engmaschig wählen muß, wenn man verhindern will, daß die steuernde Wechselspannung
infolge des Durchgriffs des Steuergitters durch das Raumladegitter den primären
Emissionsstrom steuert und dadurch doch eine geringe Amplitudenschwankung hervorbringt.
Engmaschige Raumladegitter sind aber wegen ihres 'hohen Gleichstromverbrauches aus
röhrentechnischen Gründen sehr unerwünscht. Um diesen Nachteil zu vermeiden, bedient
man sich gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung einer an sich bekannten
Röhre mit mehreren Steuergittern, beispielsweise einer Hexode oder Oktode.
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In Fig. 2 ist eine derartige Anordnung mit einer Hexode dargestellt.
Hier entsteht die zu steuernde virtuelle Kathode hinter den aus dem Steuergitter
7 und dem Schirmgitter 8' bestehenden ersten Steuersvstem, welches nur mit Gleichspannungen
betrieben wird, mit deren Hilfe die Ergiebigkeit der virtuellen Kathode ein für
allemal konstant eingestellt werden kann. Die zu begrenzende Wechselspannungsamplitude
wird dem zweiten Steuergitter 9 zugeführt, so _ daß die voll ausgesteuerte und amplitudenbegrenzte
Entladung nach Durchsetzen des zweiten Schirmgitters io die Anode i i trifft und
an den Ausgangsklemmen 5 und 6 ein Wechselstrom von konstanter Amplitude abgenommen
werden kann.