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Frequenzwandleranordnung mittels Elektronenröhren.
Die Erfindung betrifft eine Doppelbrückensehaltung, die dazu dient, die Eingangs-und Ausgangskreise bei Röhrenfrequenzwandlern, wie sie in den Verstärkerstufen für fremdgesteuerte Röhrensender vorgesehen sind, zu entkoppeln, um bei hohen Frequenzen unerwünschte Rückkopplung zu vermeiden.
Es sind bereits Brückenschaltungen bekanntgeworden, welche Entkopplung von Eingangs-und Ausgangskreis bei Verstärkern bezwecken. Dabei wird die Anodengitterstrecke der Verstärkerröhre in den einen Arm einer Brückenschaltung geschaltet, während die andern drei Arme durch Kompensationskondensatoren gebildet werden. Eingangs-und Ausgangskreis sind dabei an die Diagonalpunkte der Brückenschaltung angeschlossen.
Mit der Schaltung gemäss der vorliegenden Erfindung erhält man einen Verstärker, welcher als Frequenzwandler dient, der über einen Frequenzbereich ausgeglichen bleibt und mit dem man ohne unerwünschte Rückkopplung zwischen den Eingangs-und Ausgangskreisen einen verbesserten Wirkunggrad erhält.
Die Wheatstonesche Brücke gemäss vorliegender Erfindung, beiderder Ausgangskreis des Elektronen- röhrenverstärkers auf eine Harmonische des Eingangskreises abgestimmt ist, wird nun aus Brückenzweigen gebildet, welche nicht wie bei der österreichischen Patentschrift Nr. 104950 oder bei der britischen Patentschrift Nr. 241289 lediglich durch Kapazitäten, sondern durch Kapazitäten, Selbstinduktionen und Widerstände in Serie geschaltet bestehen. Die kapazitive und induktive Reaktanz sowie der Ohmsche Widerstand sind dabei untereinander gleich, während in den Gitterzufiihrungen vorherrschend induktive Reaktanz bei Ausgangsfrequenz vorgesehen ist.
Die Anordnung ist dabei so, dass Wechselspannung von Ausgangsfrequenz den Gittern zugeführt wird und, da die Brücke ausgeglichen bleibt, kein Strom von Ausgangsfrequenz dem Eingangskreis zurückgeführt wird.
Beispielsweise wird der Gitteranodenraum einer Verstärkerröhre in einen Brückenarm gelegt, während die andern drei Arme je einen veränderlichen Kondensator, einen veränderlichen Widerstand und eine veränderliche Induktanz in Reihe enthalten. Der den Gitteranodenraum enthaltende Zweig enthält auch einen veränderlichen Widerstand, eine veränderliche Induktanz und einen veränderliche Kondensator in Reihe miteinander und mit dem Gitteranodenraum. Drosseln od. dgl. gestatten das Fliessen von Gleichstrom zum Gitter.
Der Ausgangskreis (der auf eine Harmonische des Eingangskreises abgestimmt ist) liegt zwischen der Ecke der Brücke, mit der die Anode verbunden ist, und der entgegen- gesetzten E'jke. während der Eingangskreis die andere Diagonale der Brücke bildet, wobei beide Kreise symmetrisch zur Erdspannung angeordnet sind. Mit dem Eingangskreis kann ein hoher Widerstand verbunden sein, dessen Mittelpunkt geerdet sein kann, um zu verhindern, dass das System als Ganzes gegen die Erde schwingt. Oder es kann ein neutraler Punkt im Eingangskreis zum gleichen Zwecke durch einen Widerstand geerdet sein.
Die Elemente in dem Brückenarm, der das Gitter enthält (der in der Folge"Gitterarm" genannt wird) sind so abgestimmt, dass eine induktive Reaktanz bei Ausgangsfrequenz zwischen dem Gitter und dem entsprechenden Diagonalpunkt der Brücke erzeugt wird. Die gewünschte induktive Reaktanz kann man in manchen Fällen durch die Leitungen selbst erhalten ; in andern Fällen wird es notwendig sein, die veränderliche Induktanz im Gitterarm auf den gewünschten Wert einzustellen.
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Wo die Leitungen selbst nicht genügend Induktanz haben und die Verwendung der eben erwähnten veränderlichen'Induktanz notwendig-ist, kann man den Kondensator im Gitterarm weglassen ; bei sehr hohen Frequenzen findet man jedoch allgemein, dass die Verbindungsleitungen überreichlich Induktanz liefern, in welchem Falle der veränderliche Kondensator so eingestellt wird, dass er die überschüssige Induktanz ausgleicht. Nachdem die erforderliche Induktanz im Gitterarm erhalten ist, werden dann die verbleibenden Brückenarme so eingestellt, dass die effektive kapazitive Reaktanz, induktive Reaktanz und der Widerstand in allen vier Armen je einander gleich sind.
Auf diese Weise erhält man einen Ausgleich über einen Frequenzbereich, während wegen der effektiven Induktanz im Gitterkreis und der Wirkung des über die Brücke fliessenden Ausgangsstroms dem Gitter eine gewisse Spannung von Ausgangsfrequenz in richtiger Phase zugeführt wird, u. zw. ohne Verlust von Ausgleich und ohne unerwünschte Rückkopplung.
Natürlich muss man eine grosse Gittervorspannung und eine starke Steuerung vorsehen, um sicher zu sein, dass der Ausgangskreis bei der harmonischen Frequenz erregt wird.
Der oben beschriebene Kreis kann für alle Harmonische verwendet werden. Wenn nur ungerade
Harmonische benötigt werden, muss man den Kreis in an sich bekannter Weise so abändern, dass in den beiden entgegengesetzten Brückenarmen eine Röhre liegt.
Naturgemäss kann man erforderlichenfalls die nötigen Ausgleichsbedingungen dadurch erfüllen, dass man die Leitungen und die in der Brücke verwendeten Komponenten geeignet bemisst und so anordnet, dass sie selbst ganz oder teilweise die gewünschten Widerstands-und Reaktanzwerte bilden. Zweck- mässig sieht man jedoch in der Brücke zum Zwecke der Einstellung varible Impedanzen vor.
Zwei Ausführungsformen der Erfindung sind auf der. Zeichnung in zwei Figuren schematisch dar- gestellt.
Fig. 1 zeigt eine Ausführung ähnlich der in der obenerwähnten britischen Patentschrift Nr. 241289.
A, G, F sind Anode, Gitter und Heizfaden einer Röhre. Der durch A und G gebildete Kondensator liegt in dem einen Arm einer Wheatstoneschen Brücke, deren andere Arme die Kondensatoren Cl, C2 und 03 und kleine einstellbare Widerstände rl bis r4 enthalten.
In der Leitung von dem gemeinsamen Punkt 3 von Cl und 02 zu Erde liegt ein kleiner Kondensator n, wobei der Primärkreis an die Punkte 1 und 2 und der Gitterkreis an die Punkte 3 und 4 angeschlossen ist.
Der Primärkreis enthält Induktanzen H und L2 und Drehkondensatoren TM und K2, während die positive Hochspannungszuführung an dem Punkt x zwischen den Induktanzen angeschlossen ist.
Der Gitterkreis besteht aus der Induktanz V und den Drehkondensatoren M und R2, wobei die variablen Kapazitäten des Primär-und des Gitterkreises durch zwei Kondensatoren in Reihe mit dem geerdeten Mittelpunkt gebildet werden ; dieses ist wünschenswert, aber nicht wesentlich.
An dem Gitterkreis sind zwei Widerstände Wl und W2 in Reihe angeschlossen, deren gemeinsamer Punkt durch einen Blockierungskondensator Z mit Erde verbunden ist ; die Induktanz V des Gitterkreises ist mit dem Ausgangskreis eines nicht gezeichneten Steuersenders verbunden. B ist eine Vor- spannungsbatterie mit einem Kondensator Zl im Nebenschluss.
Soweit ist die eben beschriebene Anordnung identisch mit der Fig. 1 des britischen Patentes
Nr. 241289 bzw. des österreichischen Patentes Nr. 104950. Erfindungsgemäss sind nun in je einen Brücken- arm Induktanzen P. Z, P2, P3 und P4 eingeschaltet. Dl ist ein in den Gitteranm eingeschalteter Dreh- kondensator, M eine Drossel und S ein Widerstand.
Der Eingangskreis (V, Rl, R2 und der dazugehörige Brückenteil) ist auf die Grundfrequenz
EMI2.1
EMI2.2
EMI2.3
Punkten 4 und G bei der Ausgangsfrequenz bilden.
In Fällen, wo die Frequenzen klein sind, kann man von einem besonderen Kondensator. M absehen, da man die erforderliche induktive Reaktanz zwischen den Punkten 4 und G durch Einstellung des
Elementes P4 erhalten kann. In gleicher Weise kann man, wo sehr hohe Frequenzen in Frage kommen, von den besonderen Induktanzen Pl, P2, P3, P4 absehen, indem die notwendigen induktiven Werte (die bei sehr hohen Frequenzen ausserordentlich klein sind) durch geeignete Anordnungen der verschiedenen Leitungen und die Einstellung erhalten werden kann, um die gewünschte induktive Reaktanz zwischen den Punkten 4 und G zu erhalten, die vermittels des Kondensators Dl erhalten wird.
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Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 2 sind zwei Röhren vorgesehen. Die Elektroden der zweiten Röhre sind mit A', G'und F'bezeichnet ; ferner sind die Gitterdrossel M, der Widerstand 8 und der
EMI3.1
Wie bei der ersten Ausführungsform kann man bei niedrigen Frequenzen die Kondensatoren Dl und D2 und bei sehr hohen Frequenzen die Spulen P. !, P2, P3, P4 weglassen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Frequenzwandleranordnung mittels Elektronenröhren, bei welcher Rückwirkung des auf eine Harmonische der Eingangskreisfrequenz abgestimmten Ausgangskreises auf den Eingangskreis durch Doppelbrückenschaltung vermieden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der äussere Brückenzweig, der durch die Rohrenkapazitäten-Gitteranode bzw. durch die Kompensationskapazitäten gebildet wird, nicht nur durch Kapazitäten, sondern durch Kapazität, Selbstinduktion und Widerstand in Serie gebildet wird.