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Schaltung für Elektronenröhren zur Abnahme einer negativen Gittervorspannung aus einer für Anoden-und Gittervorspannung gemeinsamen Stromquelle.
Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Abnahme einer negativen Gittervorspannung aus einer für die Anoden-und Gitterspannung gemeinsamen Stromquelle. Der Unterschied gegenüber den bisher bekannten Anordnungen besteht darin, dass in die negative Zuleitung der Stromquelle zur Kathode eine Entladungsröhre mit bei wechselnder Belastung praktisch konstantem Spannungsabfall eingeschaltet ist und die Gittervorspannung an dieser Entladungsstrecke abgenommen wird.
Bisher wurde zu diesem Zweck ein ohmscher Widerstand in die Zuleitung eingeschaltet. Diese
Anordnung besitzt jedoch den Nachteil, dass der Spannungsabfall am Widerstand abhängig ist von den
Anodenströmen, die den ohmschen Widerstand durchfliessen. Die Abhängigkeit der Spannungsabfälle und damit der Gitterspannungen hat Änderungen der Anodenströme zur Folge, die wiederum Änderungen der Gitterspannungen bewirken usw. Bei der Abnahme mehrerer Gitterspannungen ergeben sich, wie leicht einzusehen ist, ganz verwickelte Verhältnisse. Durch die oben angegebene Einschaltung einer
Entladungsstrecke ergibt sich jedoch ein konstanter Spannungsabfall, da dieselbe infolge ihrer physika- lischen Eigenschaft praktisch denselben Spannungsabfall besitzt, unabhängig vom Belastungsstrom, der sie durchfliesst.
Ausser der Spannungsunabhängigkeit bei Anodenstromänderungen werden aber auch noch weitere Vorteile erzielt, die für das richtige Arbeiten von Elektronenröhren von Bedeutung sind.
Ein beträchtlicher ohmscher Widerstand im Anodenkreis stellt für die Modulationen der Sprechströme einen hohen Widerstand dar und verringert infolgedessen die Empfindlichkeit bzw. Verstärkerwirkung der Elektronenröhren. Es muss daher zum ohmschen Widerstand ein Kondensator parallelgeschaltet werden, der für die Modulationsfrequenzen einen Weg geringeren Widerstandes bildet. Dieser besitzt jedoch den Nachteil, dass die verschiedenen Frequenzen in verschiedenem Masse durchgelassen und dadurch namentlich die tiefen Modulationsfrequenzen verzerrt werden. Bei mehreren Anodenkreisen in Parallel- schaltung bildet ausserdem ein in Serie mit den Kathoden geschalteter ohmscher Widerstand einen
Kopplungswiderstand zwischen den verschiedenen Anodenkreisen, wodurch die Verstärkerröhren leicht in Schwingungen geraten.
Diese Gefahr wird noch dadurch vergrössert, dass dem Kopplungswiderstand Gitterspannungen entnommen werden.
Wird jedoch erfindungsgemäss eine Entladungsstrecke eingeschaltet, so bildet dieselbe für die
Modulationsfrequenzen der Sprache einen äusserst geringen Widerstand, der ausserdem noch praktisch frequenzunabhängig ist, insbesondere bei tiefen Frequenzen. Dank dieses geringen Wechselstromwider- standes sind weder die geschilderte Beeinträchtigung der Empfindlichkeit bzw. Verstärkerwirkung der Elektronenröhren, noch die Folgen einer Kopplung zu befürchten, wobei ausserdem infolge der Frequenzunabhängigkeit des Widerstandes keine Verzerrungen auftreten.
Weitere Vorteile der erfindungsgemässen Anordnung gegenüber den bekannten ergeben sich noch daraus, dass der Entladungsstrecke kein Strom, sondern nur Spannung entnommen wird. Aus diesem
Grunde ist es möglich, den Spannungsabfall an der Entladungsstrecke durch ein in bekannter Weise parallelgeschaltetes Potentiometer in konstante Spannungen zu unterteilen. Bei der bekannten Ein- schaltung eines Potentiometers direkt in den Anodenstromkreis hängt dagegen der Spannungsabfall in den einzelnen Potentiometerabsehnitten von den jeweiligen Anodenströmen ab.
Ausserdem kann gemäss der weiteren Erfindung die die Spannung konstant haltende Wirkung der in die negative Leitung
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eingeschalteten Entladungsstrecke durch eine gleiche Entladungsstrecke in Parallelschaltung mit den Anodenkreisen vervielfacht werden, wie später noch erläutert wird.
Als Entladungsstrecken für die erfindungsgemässe Anordnung können mit verdünntem Gas, z. B. neongefüllte Röhren mit zwei oder mehreren kalten oder geheizten oder teilweise geheizten Elektroden
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Niederfrequenzen bei Belastungsänderungen erfolgt.
Der Erfindungsgegenstand sei an Hand einiger Ausführungsbeispiele, die in den Figuren dargestellt sind, näher erläutert. Die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 zeigt nur die Verwendung einer einzigen Entladungsstrecke zur Erzeugung eines Spannungsabfalls, während die Anordnungen der Fig. 2 und 3 die angegebene Weiterbildung der in Fig. 1 dargestellten Anordnung zeigen, die darin besteht, dass zu den Anodenkreisen eine weitere Entladungsstrecke parallelgeschaltet ist.
Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 liegt zwischen den Klemmen 1 und 2 eine beliebige Stromquelle, die die Anoden-und Gitterspannungen für die Elektronenröhren liefert. Die Anodenkreise sind zwischen den Klemmen 3 und 4 angeschlossen. An den Klemmen 7 und 8 werden die Gittervorspannungen abgenommen. In die negative Leitung zwischen der Klemme 2 und der Klemme 4 ist eine Entladungsröhre 5 eingeschaltet, an der erfindungsgemäss die Gittervorspannungen abgenommen werden.
Zur Unterteilung der Gittervorspannungen ist das Potentiometer 6 vorhanden, dessen Anzapfungen mit den Klemmen 7 und 8 verbunden sind. Die Kondensatoren 9 und 10 ermöglichen das Abfliessen der Ladungs-bzw. Entladungsstrome der angeschlossenen Gitter und der an ihnen liegenden Transformatorenspulen. Durch den Kondensator 11 wird der Wechselstromwiderstand der Anodenkreise verringert.
Die Grösse des Spannungsabfalles in der Entladungsstrecke 5 hängt in der Hauptsache von ihrem konstruktiven Aufbau ab. Änderungen der Belastungen der Anodenkreise ändern diesen Spannungsabfall infolge der physikalischen Eigenschaften der Entladungsstrecke kaum, so dass innerhalb praktischer Grenzen eine konstante Spannung an ihr herrscht. Infolgedessen ändern sich auch die an dem Potentiometer 6 mit Hilfe der Klemmen 7 und 8 abgenommenen Vorspannungen praktisch nicht. Da das Potentiometer 6 nur Spannung zu liefern braucht und keinen Strom, wird sein Widerstand verhältnismässig hoch gewählt. Es ist selbstverständlich, dass das Potentiometer 6 wegfallen kann, wenn die benötigte Gittervorspannung gleich der Betriebsspannung der Entladungsstrecke 5 ist.
Anderseits ist es aber auch möglich, mehrere Entladungsstrecken hintereinanderzuschalten und an den Verbindungspunkten derselben die benötigten Gittervorspannungen abzunehmen. Bei dieser Anordnung werden dann zweckmässiger- weise die Entladungsstrecken in einem gemeinsamen Gasraum untergebracht, wie dies auch bei dem noch zu erläuternden Schaltungsbeispiel der Fig. 3 der Fall ist.
Die Anordnung der Fig. 1 ist bei der in der Fig. 2 dargestellten Schaltung dadurch vervollständigt, dass parallel zu den Anodenkreisen eine weitere Entladungsstrecke 16 liegt. Die Parallelschaltung von Entladungsstrecken zu Anodenkreisen ist an und für sich schon vorgeschlagen worden. Bei der erfindunggemässen Anordnung zur Entnahme von Gitterspannungen bietet dieselbe jedoch besondere Vorteile, da durch diese zweite Entladungsstrecke eine Vervielfachung der Gitterspannungskonstanz erzielt wird.
Zur Erläuterung dieser Tatsache ist es notwendig, auf die gesamten Stromkreise einzugehen, und es wurde daher in der Figur auch noch eine Drosselspule 14 nebst einem Kondensator 15 eingezeichnet. An den Klemmen 3 und 4, an denen die Anodenspannungen abgenommen werden, herrscht eine von den Belastungen unabhängige Spannung durch das Entladungsrohr 16. Durch den Widerstand der Drossel 14 wird der Strom bestimmt, der aus der bei 1 und 2 angeschlossenen Stromquelle fliesst.
Wird der an 3 und 4 angeschlossene Verbraucherkreis entlastet, so fliesst der grösste Teil des Stromüberschusses parallel zum
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Belastung der Anodenkreise ein annähernd konstanter Strom zugeführt, denn durch die Entladungsröhre 5 fliesst die Summe der Ströme durch die Entladungsstrecke 16 und durch die an 3 und 4 angeschlossenen Verbraucherkreise. Es wird also sozusagen für die Entladungsstrecke 5, die parallel zu den Gitterkreisen liegt, eine Vorstabilisierung erreicht. Durch die Kombination der beiden Röhren wirkt ausserdem die parallel zum Gitterkreis liegende Entladungsröhre wie ein Wechselstrol1lwiderstand ganz geringer Ohmzahl, der nur erzielt werden könnte, wenn man ohmsehe Widerstände verwenden würde mit ausserordentlich hohen Stromstärken.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Anordnung sind die Entladungsstrecken 5 und 16 der Fig. 2 in einem gemeinsamen Gasraum untergebracht. Die Elektroden sind mit entsprechenden, aussen an der Röhre angebrachten Anschlüssen versehen. Die Kathode der Entladungsstrecke 16 ist mit der Anode der Röhre 5 vereinigt, so dass die mittlere Elektrode gleichzeitig mit den beiden andern Elektroden zusammenarbeitet.
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