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Sebaltungsallordnung für thcrmiomsche Rohren.
Die Erfindung bezieht sich auf thermionische Röhrenverstärker und insbesondere auf die Ver- stärkung von niederen Frequenzen und Gleichströmen.
Bei Verstärkern der obgenannten Art ist es gewöhnlich wünschenswert, dass sieh zwischen der
Anode der einen Röhre und dem Gitter der nächsten darauffolgenden Röhre kein Kapazitätselement befindet, da sonst eine Phasenverschiebung sowie eine Abtrennung der unteren Frequenz stattfindet.
Weiters, wenn die Anordnung für einen sogenannten Gleiehstromverstärker dient, ist es klar, dass der
Weg von der Anode der einen Röhre zum Gitter der nächsten leitend sein muss, wogegen, wenn in dem in zwei Röhren koppelnden Stromkreis ein Kopplungskondensator sein würde, der Weg nicht leitend wäre. Wenn die Anode einer Röhre direkt mit dem Gitter der nachfolgenden Röhre verbunden ist, ergibt sich die Schwierigkeit in der Anordnung, dass das Potential auf der Anode hochpositiv sein soll, während das Potential auf dem Gitter im allgemeinen mit Bezug auf die Kathoden negativ sein muss.
Um dies zu erreichen, wurden bisher verschiedene Methoden vorgeschlagen, in deren einer eine separate Gittervorspannbatterie vorgesehen wurde, von der Anzapfpunkte mit den Gittern der ver- schiedenen Röhren verbunden wurden, wodurch die richtige Gittervorspannung erreicht wurde. Der
Nachteil dieser Anordnung besteht darin, dass die Spannung der Gittervorspannungsbatterie sich unab- hängig von der Anodenbatterie ändert und es daher mit Schwierigkeiten verbunden war, den Betrieb der Röhren zu dem richtigen Punkt der Röhrencharakteristik aufrechtzuerhalten.
Ein Zweck der Erfindung besteht demnach darin, einen Verstärker vorzusehen, der die obigen Mängel nicht aufweist.
Gemäss einem Merkmal der vorliegenden Erfindung ist im Kathoden-Gitterstromkreis von einer oder mehreren Röhren ein Widerstand auf solche Weise eingeschaltet, dass der Anodenstrom einiger oder aller Röhren einen Spannungsabfall über diesen Widerstand schafft und diese Spannung auf das
Gitter bzw. auf die Gitter aufgedrückt wird zu dem Zwecke, um an dieselben ein negatives Potential zu legen.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung wird das notwendige Gittervorspannpotential aus dem Spannungsabfall in einem im Kathoden-Heizfaden-Stromkreis einer oder mehrerer Röhren befindlichen Widerstand erreicht.
Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung an Hand der Zeichnung hervor, in welcher Fig. 1 eine bekannte Anordnung darstellt, die sich zur klaren Veranschaulichung der Erfindung eignet. In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das auf einen Dreistufenverstärker angewendet ist. Fig. 3 zeigt einen gleichen Verstärker, bei dem die Gittervorspannung durch eine andere Anwendungsart der Erfindung erzielt wird. Fig. 4 stellt ein alternatives Schaltbild für die Verbindungen dar.
Fig. 1 stellt einen Dreiröhrenverstärker dar, der drei Röhern V1, V2 und Va in Kaskadenschaltung enthält. Die Ausgangsleistung aus der Röhre V1 ist mit dem Gitter der Röhre V2 Über einen Widerstand P1 verbunden, während der Anodenstromkreis der Röhre V1 einen hohen Widerstand enthält. Widerstände P2 und R, die so wie Pi und Fi ausgeführt sind, sind im Ausgangsstromkreis der Röhre V2 vorgesehen. Gleiche Widerstände Pa und Ra sind ebenso für die Röhre Va vorgesehen.
Die Gittervorspannung wird den Röhren V1, V2 bzw. Va Über Widerstände Ql, Q2 und Q3, die mit Batterie & : verbunden sind, zugeführt. B ist eine Hochspannungsbatterie, die den Raumentladestrom liefert.
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P2, P3 etwas grösser sind als die mittlere Hochspannung auf den drei Röhren beim Betrieb, wodurch die Röhren ihre richtige Gittervorspannung erhalten.
Es ist jedoch ein Nachteil dieser Anordnung, dass es praktisch schwierig ist, die Batterien gegenseitig genügend konstant zu halten, damit die Röhren auf den richtigen Betriebspunkten bleiben können.
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während B unverändert bleibt. Dadurch wird die Gittervorspannung der Röhre um 5'7 Volt geändert. was weit über das normale statthafte Mass hinausgeht.
Diese Schwierigkeit wird durch das in Fig. 2 dargestellte Erfindungsbeispiel beseitigt. Die RöhrenVi, V2 und V3 besitzen in ihren Anoden-Kathoden-Stromkreisen Widerstände R1, R2 und R3 in der bekannten Art der widerstandsgekoppelten Verstärker und die Widerstände Pl, P2 koppeln die Anodenstromkreise von V und V2 mit den Gittern von V2 bzw. Vs. Die Ausgangsleistung wird zwischen der Anode und Kathode von Vs mittels Widerstand Pg entnommen. Die Gitter der Röhren V2 und Vs sowie irgend-, welche darauffolgende Röhren (nicht dargestellt) sind über Widerstände Qi, Qa und Qg mit der Minusseite der Stromquelle B verbunden.
Die Kathoden bzw. Kathodenheizdrähte werden natiirlich von
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der Wert der Widerstände Ql, Q, und Qg vergrössert und die Spannung von B entsprechend erhöht wird.
Als praktisches Beispiel können die Widerstände R je 40.000 Ohm, die Widerstände Ql, Q2 und Ca 250.000 Ohm und die Widerstände Pi, P2 und Ps 100.000 Ohm haben. Diese Werte gelten für Röhren mit einer Anodenheizfadenimpedanz von der Grössenordnung von 20.000 Ohm.
Die Anodenstrom-und Gittervorspannungsquellen B und B2 werden nun in eine Quelle B, die gleich ist der Summe von B1 und B2, vereint. Die Quelle B ist über dem Erdboden beweglich und ein Potentiometer P, das fixe oder veränderliche Anzapfungen haben kann, liegt zu ihr im Nebenschluss. Eine An- zapfstelle am Potentiometer P ist mit den Kathoden verbunden. P ist jetzt die einzige Quelle. die sieh ändern kann, und diese Änderung muss sie als ein Ganzes machen ; demnach wird irgendeine Änderung in derselben keine direkte Wirkung auf die Gittervorspannung haben. Es ist zu bemerken, dass der Widerstand des Potentiometers im Vergleiche zu den andern vorhandenen Widerständen niedrig sein soll, z. B. ungefähr 1000 Ohm.
Infolge des Widerstandsgebildes werden die Spannungen der Gitter, wenn sie anfangs mit Bezug auf die Kathoden auf dem Nullpotential sind, auf Null bleiben, welchen Wert B immer haben mag, ausgenommen eines kleinen Fehlers infolge der Änderung im Spannungsabfall an
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von 10% oder weniger als unwichtig befunden.
In Fig. 3 ist ein Erfindungsbeispiel dargestellt, in welchem das Vorspannungspotential für die Röhren durch den Kathodenheizstrom und unabhängig von demselben vorgesehen wird. Es ist ohne weiteres zu ersehen, dass diese Gittervorspannungsquelle ein grosses Beständigkeitsvermögen besitzt und demnach einen Zweck der Erfindung erfüllt. Aus der Zeichnung ist zu ersehen, dass ein Widerstand R4 in Reihe mit der Kathodenheizquelle eingeschaltet ist. die eine Batterie oder irgendeine andere Form einer Gleichstromquelle sein kann. Diese Quelle wird auf geeignete Weise angeschlossen, so dass die Kathoden auf ein positives Potential mit Bezug auf die negative Seite der Hochspannungsquelle erhoben werden.
Der Wert dieses Spannungsabfalles soll so sein, dass er den Spannungsabfall in Q1 und Q2 infolge der Anodenstromquelle ausgleicht und die richtige negative Vorspannung an die Gitter anlegt.
Eine weitere Art der praktischen Ausführung der Erfindung ist in Fig. 4 veranschaulicht, in
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Pol der Anodenstromquelle zu den Kathoden erstreckt. Die Gitterwiderstände sind mit entsprechenden Punkten am Widerstand R4 verbunden, so dass der Spannungsabfall in demselben infolge des Anodenstromes das notwendige Vorspannungspotential für die Gitter der Röhren herstellt. Es wird dem Fachmann klar sein, dass es unter gewissen Umständen vorteilhaft sein kann, grosse Kondensatoren in Nebenschluss mit Widerständen zu legen, die für zwei oder mehr Stromkreise gemeinsam sind. Diese Mass- nahme kann auch auf andere Ausführungsarten der Erfindung angewendet werden.
Es ist zu ersehen, dass dort, wo eine Röhre in Nebenschluss zu einem Widerstand oder in Nebenschluss zu zwei oder mehreren in Reihe geschalteten Widerständen verbunden ist, die Kombination in Wirklichkeit wie ein Potentiometer fungiert und die Belastung der Röhre (die im allgemeinen als 1tiller"- Effekt bekannt ist und in der Natur einer Kapazität liegt) wird in Nebenschluss mit einem Teil des Potentio-
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meters verbunden. Wenn ein Frequenzband in Frage kommt, wie z. B. in einem Fernsehsystem oder in einem Audionfrequenzverstärker, dann wird das Potentiometer das Bestreben haben, zwischen verschiedenen Frequenzen zu unterscheiden, was eine Herabsetzung oder "Abtrennung" der höheren Frequenzen zur Folge hat.
Diese unerwünschte Wirkung kann dadurch vermieden werden, dass ein Nebenschluss an jenem Teil des Potentiometers, der keine Röhrenbelastung im Nebenschluss hat, angeschlossen wird. Im Falle die zwei Teile des Potentiometers im gleichen Widerstand sind, soll diese Hilfskapazität gleich sein der wirksamen Kapazität der Röhre. Andernfalls soll das Verhältnis dieser Kapazitäten zueinander umgekehrt sein wie das Verhältnis der Widerstände, die sie in Nebenschluss schalten.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Widerstandsgekoppelter Rohrenverstärker, bei welchem das Gitter einer Röhre mit einem Punkt im Anodenstromkreis der vorhergehenden Röhre leitend verbunden ist, welcher auf einem höheren positiven Potential als die Kathode ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Widerstand derart im Gitterstromkreis liegt, dass der Anodenstrom oder Kathodenheizstrom oder beide durch ihn fliessen, wodurch ein gegenüber der Anode der vorhergehenden Röhre negatives Potential auf das Gitter angelegt wird, um ohne besondere Gitterbatterie am Gitter dem vorgenannten positiven Potential entgegenzuwirken.