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Verstärkerschaltung mit regelbarer Verstärkung.
Es sind Schirmgitterröhren bekannt, bei denen zwischen dem Schirmgitter und der Anode ein weiteres Gitter angeordnet ist, das im allgemeinen Kathodenpotential erhält. Es ist ferner bekannt,
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gitter genannt) eine regelbare Spannung zu erteilen, mit dem Zweck der Verbreiterung der Resonanzkurven bei Ortsempfang. Erhält nämlich das Fanggitter eine negative Vorspannung, so tritt in dem Raum zwischen Schirmgitter und Fanggitter eine Bremswirkung auf, die zum Aufbau einer Raumladung vor dem Fanggitter führt, Da der Durchgriff der Anode durch das Fanggitter verhältnismässig gross ist, rufen dann kleine Spannungsschwankungen an der Anode bereits erhebliche Anodenstromänderungen hervor, so dass der Wechselstromwiderstand- ;"- kleine Werte annimmt.
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Mit dem Aufbau einer Raumladung vor dem Fanggitter ist eine Änderung der Stromverzweigung zwischen Schirmgitter und Anode verknüpft. Bei einer Fanggitterspannung Null fliesst der Hauptanteil des durch die Steuergitterspannung eingestellten Elektronenstromes zur Anode und nur ein kleiner Bruchteil zum Schirmgitter. Je weiter die Fanggitterspannung ins Negative rückt, desto mehr Elektronen werden vor dem Fanggitter zur Umkehr gezwungen, so dass der Schirmgitterstrom auf Kosten des Anodenstromes zunimmt. Wird nun der gesamte Elektronenstrom durch das Steuergitter verändert, so entfällt entsprechend dem vorher Gesagten von dieser Änderung nur ein Teil auf den Anodenstrom,
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abhängig ist von der Einstellung der Fanggitterspannung.
Da nun die Verstärkung im wesentlichen durch diese Steilheit gegeben ist, ergäbe sich eine sehr einfache Methode der Verstärkungsregelung, wenn nicht der weiter oben beschriebene Nachteil des kleiner werdenden Innenwiderstandes mit der Änderung der Fanggitterspannung verbunden wäre. Dieser Nachteil wird erfindungsgemäss wie folgt vermieden :
Es wird eine Viergitterröhre in der Weise verwendet, dass drei Gitter die bisherigen Funktionen von Steuergitter, Schirmgitter und Fanggitter übernehmen und dass das vierte Gitter als ein weiteres Schirmgitter zwischen Fanggitter und Anode liegt. Man kann nun das System : Raumladung vor dem Fanggitter, Fanggitter, zweites Schirmgitter, Anode, wiederum. als eine normale Schirmgitterröhre betrachten.
Der Durchgriff der Anodenspannung auf die vor dem Fanggitter aufgebaute Raumladung kann durch das zweite Schirmgitter sehr klein gemacht werden, so dass die Gefahr eines zu kleinen Innenwiderstandes vermieden wird.
Das geschilderte Prinzip erfordert die Verwendung von mindestens vier Gittern, jedoch ändert sieh durch Einführung weiterer Gitter an dem geschilderten Prinzip nichts, so z. B. Ausbildung des einen oder anderen Gitters als Mehrfachgitter, Einbau eines Raumladegitters zur Erhöhung der Steilheit usw.
Die Kennlinie einer nach dem geschilderten Prinzip arbeitenden Röhre zeigt Fig. la. Als Abszisse ist die Spannung des Steuergitter eg1, als Ordinate der Anodenstrom ia aufgetragen. Die Spannung des Fanggitters eg3 ist als Parameter eingeführt. Rückt die Spannung eg3 ins Negative, so nimmt die
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Regelspannungen bedingt grosse Hochfrequenzverstärkungen und Verwendung einer zusätzlichen Gleichstromverstärkerstufe, wenn man nicht von der Anodenspannungsänderung eines auf den Verstärker folgenden Anodengleichrichters Gebrauch macht. Im letzteren Falle sind aber besondere Kunstsehaltungen zur Erreichung des richtigen Ruhepotentials der Verstärkersteuergitter erforderlich.
Mit Rücksicht darauf, dass kleinste Verstärkungen dann erforderlich sind, wenn dem Steuergitter der zu regelnden Verstärkerstufe die grössten Wechselspannungen zugeführt werden, kann es von Vorteil sein, für diesen Fall eine Vergrösserung des Aussteuerbereiches herbeizuführen. Dies kann in einfacher Weise dadurch
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steuerbereich wird vergrössert. Jn diesem Falle erfolgt also die Einstellung der Steilheit durch die Hilfsgitterspannung et dite Einstellung des Arbeitspunktes durch die Steuergitterspannung e, und die Einstellung des Aussteuerbereiches durch die"mitlaufende"Schirmgitterspannung.
In zahlreichen Fällen ist es erwünscht, eme selbsttätige Regelung der Verstärkung zu erzielen,
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G den Hilfsgittern Gg zugeführt. In den Zuleitungen zu den parallel geschalteten Schirmgittern 0"und G4 liegen die Widerstände Rs und R4 zwecks Vergrösserung des Aussteuerbereiches.
In der Fig. 5 ist dieselbe Schaltung insofern erweitert, als auch die Vorspannung der beiden Steuer- gitter < ? i von dem Widerstand abgenommen wird.
Auch fiir niederfrequente Zwecke bietet das beschriebene Prinzip Anwendungsmögliehkeiten.
Als Beispiel diene eine Brückenmessung, bei der die genaue Einstellung des Bruckengleichgewichtes unter Zuhilfenahme eines Verstärkers erfolgt. Die starken Amplitudenunterschiede in Nullpunktsnähe und bei stark gestörtem Brückengleichgewicht erfordern im allgemeinen Nachregelung der Messbereiche
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des Gleichrichters können diese Schwierigkeiten leicht vermieden werden. Eine entsprechende Schaltung zeigt Fig. 6.
Die zu messende Wechselspannung er, wird dem Steuergitter Cj der Röhre zugeführt. Die verstärkte Wechselspannung wird über einen Transformator T einem Gleichrichter Gl zugeführt, welcher
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PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schaltung zur Regelung der Verstärkung einer Verstärkeranordnung unter Verwendung einer mindestens vier Gitterelektroden besitzenden Röhre, dadurch gekennzeichnet, dass ausser dem von den zu verstärkenden Strömen gesteuerten Steuergitter, vorzugsweise im Raum zwischen Steuergitter und Anode gelegen, ein weiteres (oder meherere), negativ vorgespanntes (vorgespannte) Hilfsgitter vorgesehen ist (sind), die Verstärkungsregelung durch Veränderung der negativen Vorspannung desselben (derselben) erfolgt und, anodenseitig sowohl vor dem auf negativem Potential gehaltenen Steuergitter wie dem auf negativem Potential'gehaltenen Verstärkungsregelungsgitter ein auf positivem, vorzugsweise konstantem Potential gehaltenes Schutzgitter angeordnet ist.
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Amplifier circuit with adjustable gain.
There are known screen grid tubes in which a further grid is arranged between the screen grid and the anode, which is generally given cathode potential. It is also known
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called grid) to provide an adjustable voltage with the purpose of broadening the resonance curves for local reception. If the safety grid receives a negative bias, a braking effect occurs in the space between the screen grid and the safety grid, which leads to the build-up of a space charge in front of the safety grid considerable changes in the anode current are already evident, so that the alternating current resistance assumes small values.
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A change in the current branching between the screen and the anode is associated with the build-up of a space charge in front of the catching grid. With a grid voltage of zero, the main part of the electron current set by the control grid voltage flows to the anode and only a small fraction to the screen grid. The further the grid voltage moves into the negative, the more electrons are forced to reverse in front of the grid, so that the screen grid current increases at the expense of the anode current. If the entire electron flow through the control grid is changed, only a part of this change is due to the anode current, in accordance with what has been said above,
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depends on the setting of the safety gate tension.
Since the gain is essentially given by this steepness, a very simple method of gain control would result if the above-described disadvantage of the decreasing internal resistance were not associated with the change in the safety grid voltage. According to the invention, this disadvantage is avoided as follows:
A four-grid tube is used in such a way that three grids take over the previous functions of control grid, screen grid and catching grid and that the fourth grid is another screen grid between the catching grid and anode. You can now use the system: space charge in front of the catch grid, catch grid, second screen grid, anode, in turn. consider it a normal screen grid tube.
The penetration of the anode voltage on the space charge built up in front of the catching grid can be made very small by the second screen grid, so that the risk of an internal resistance that is too low is avoided.
The principle described requires the use of at least four grids, but the introduction of additional grids does not change anything in the principle described, e.g. B. Design of one or the other grille as a multiple grille, installation of a space loading grille to increase the slope, etc.
The characteristic of a tube operating according to the principle described is shown in FIG. The voltage of the control grid eg1 is plotted as the abscissa and the anode current ia as the ordinate. The tension of the safety gate eg3 is introduced as a parameter. If the voltage eg3 goes negative, the
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Control voltages require large high-frequency amplifications and the use of an additional direct current amplifier stage if one does not make use of the change in anode voltage of an anode rectifier following the amplifier. In the latter case, however, special artificial arrangements are required to achieve the correct rest potential of the amplifier control grid.
In view of the fact that the smallest amplifications are required when the greatest AC voltages are fed to the control grid of the amplifier stage to be regulated, it can be advantageous to increase the control range in this case. This can be done in a simple manner
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tax area is enlarged. In this case, the slope is set by the auxiliary grid voltage and the operating point is set by the control grid voltage e, and the control range is set by the "accompanying" screen grid voltage.
In many cases it is desirable to achieve an automatic gain control,
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G fed to the auxiliary grids Gg. The resistors Rs and R4 are located in the supply lines to the screen grids 0 ″ and G4 connected in parallel in order to enlarge the control range.
In FIG. 5, the same circuit has been expanded to the extent that the bias voltage of the two control grids <? i is taken from the resistor.
The principle described can also be used for low-frequency purposes.
Take a bridge measurement as an example, in which the exact setting of the bridge equilibrium is carried out with the aid of an amplifier. The large differences in amplitude near the zero point and when the bridge equilibrium is severely disturbed generally require readjustment of the measuring ranges
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of the rectifier, these difficulties can easily be avoided. A corresponding circuit is shown in FIG. 6.
The alternating voltage er to be measured is fed to the control grid Cj of the tube. The amplified AC voltage is fed via a transformer T to a rectifier Gl, which
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PATENT CLAIMS:
1. A circuit for controlling the gain of an amplifier arrangement using a tube having at least four grid electrodes, characterized in that in addition to the control grid controlled by the currents to be amplified, preferably located in the space between the control grid and anode, another (or more) negatively biased one (biased) auxiliary grid is (are) provided, the gain control is carried out by changing the negative bias voltage of the same (the same) and, on the anode side both in front of the control grid kept at negative potential and the gain control grid kept at negative potential, a protective grid kept at positive, preferably constant potential is arranged.