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Die gebräuchlichen Rückkopplungsschaltungen wirken in der Weise, dass von der Anodenwechselspannung ein Teil in richtiger Phasenlage auf das Steuergitter gegeben wird. Bei der Rückkopplung zwecks Entdämpfung addiert sieh die rückgekoppelte Spannung zur Steuerspannung. Es können Verstärkungszahl und Selektion einer Hoehfrequenzverstärkerstufe bedeutend erhöht werden, wenn der Anodenkreis künstlich entdämpft wird. Dann steigt der Kreiswiderstand und der Innenwiderstand des Rohres wird durch den der Entdämpfung entsprechenden negativen Widerstand kompensiert.
Eine solche Rückkopplung ist aber nur bei einer nachgeschalteten Gleichrichterstufe zweckmässig, d. h. wenn im Anodenkreis des nachfolgenden Rohres keine abgestimmte Hochfrequenzimpedanz mehr vorhanden
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Nebenwirkungen, wie ungewollten Kapazitäten, Querkopplungen auftreten, die zu parasitären Schwingungen führen. Insbesondere bei einer Hochfrequenzverstärkung mit Schirmgitterröhren, die hohen Innenwiderstand besitzen, ist eine Rückkopplung daher praktisch nicht möglich. Erfindungsgemäss wird der grosse Vorteil der Anodenkreisentdämpfllng erreicht, ohne dass eine Rückwirkung auf das Steuergitter eintritt.
Gegenstand der Erfindung bildet eine Schaltung zur Verstärkung von Schwingungen unter Verwendung von Entladungsröhren mit einer Kathode, Anode und drei oder mehr Gitterelektroden, wobei eine Rückkopplung zwar zwischen Elektroden desselben Rohres, aber derart vorgenommen wird, dass eine Beeinflussung des Steuergitter dabei nicht stattfindet.
Es ist bereits bekannt, eine Rückkopplung von Wechselspannungen aus einem Belastungskreis nicht nur auf die Eingangselektrode, sondern gleichzeitig noch auf eine davon verschiedene Elektrode vorzunehmen : dabei wird aber der Erfindungsgedanke, das mit dem Eingangskreis verbundene Steuergitter von den Rückkopplungsspannungen freizuhalten, nicht benutzt.
Die Erfindung wird an Hand verschiedener Ausführungsbeispiele erläutert :
Bei Verwendung eines Rohres R mit drei Gittern 1, 2, 3 zwischen Kathode K und Anode A (vgl.
Fig. 1), von denen das mittlere Gitter 2 ein Schirmgitter ist, wird dem ersten Gitter I die ankommende Steuerwechselspannung aufgedrückt, während auf das dritte Gitter. 3 vom \nodenkreis LI, Cl her eine Rückkopplungsspannung gegeben wird. Durch die Rückkopplung auf das dritte Gitter wird der Anodenkreis 7, Cl entdämpft. Durch das Schirmgitter 2 wird die Rückwirkung der Anodenspannung auf das Steuergitter 1 verhindert. Bringt man die einzelnen Schwingkreise L, C bzw. Lu ('1 noch in gegeneinander abgeschirmten Kästen an, die in den Figuren in Form dicker Linien S angedeutet sind, so hat man auf diese Art und Weise eine praktisch vollkommene Entkopplung der beiden Schwingkreise gegeneinander erzielt.
Da das dritte Gitter. 3 in Gegenphase zur Anode A gesteuert wird, arbeitet es in Phase mit dem ersten Gitter 1. Durch die zur Anode A gegenphasige Steuerung des dritten Gitters. 3 wird die Rückwirkung der Anodenspannung auf das Steuergitter 1 noch weiter als es bereits durch das Schirmgitter 2 geschehen ist, heruntergedrückt.
Besondere Vorteile bietet die Verwendung eines Rohres mit Kathode, vier Gittern und einer Anode. Eine solche Röhre soll so geschaltet sein, dass das erste Gitter des Rohres als Steuergitter, das zweite als Abschirmgitter dient und das dritte Gitter die eigentliche Nutzelektrode ist. Das vierte Gitter ist dann das Hilfsgitter, auf welches die Rückkopplungsspannung gegeben wird und die äussere Anode dient als Hilfselektrode. Das vierte Gitter erhält dann eine im allgemeinen negative Gittervorspannung
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und wird von der dritten Elektrode her durch Rückkopplung gesteuert. Wenn im nachstehenden von der dritten, vierten usw.
Elektrode die Rede ist, so ist dabei die Zählrichtung von der Kathode aus gemeint
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geht und der Summenstrom der dritten und fünften Elektrode infolge des kleinen Durehgriffs nach der Kathode zu praktisch konstant ist. Dieser Steuervorgang besitzt also eine negative Steilheit. Der Strom der dritten Elektrode nimmt bei positiver werdender Spannung der vierten Elektrode ab. Bei einem solchen Steuervorgang ergibt sich. im Gegensatz zu den heute gebräuchlichen Rückkopplungsschaltungen,
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gegenphasig zur Anodenspannung zu sein braucht (hier dritte Elektrode). Dadurch ergibt sich eine besonders einfache Art der Durchführung der Rückkopplung.
Die Fig. 2 zeigt die Verwendung einer solchen Röhre R, in einer Hochfrequenzverstärkerschaltung mit Entdämpfung des Anodenschwingkreises L1, C1. Die ankommende Steuerweehselspannung wird auf das erste Gitter 1 nächst der Kathode K gegeben. Das zweite Gitter 2 ist das Sehirmgitter. Im
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Sehwingungskreis Lt. Cj. Vom dritten Gitter. 1 wird die Rückkopplungsspannung dem vierten Gitter 4 gleichphasig zua'eführt. Die Vorspannung des vierten Gitters 4 wird über einen Ableitwiderstand P zugeführt. Das dritte Gitter und das Ende des Ableitwiderstandes P sind durch einen blockkondensator C1 verbunden.
Der Ableitwiderstand ist in der Fig. 2 als Potentiometer angedeutet und das vierte Gitter an den veränderbaren Abgriff angeschlossen. Auf diese Weise ist es möglich. die Rückkopplung eventuell
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man zweckmässig an dem gesamten Kopplungswiderstand P ab und führt sie direkt dem Gitter der nächsten Rohre zu. Die fünfte Elektrode muss bei dieser Schaltung auf einem konstanten Gleichpotential liegen, d. h. sie ist hocMrequenzmässig mit der Kathode verbunden.
Ein weiteres Beispiel, ähnlich der vorher beschriebenen Röhre zeigt die Fig. : !. Das Rohr A* mit den vier Gittern 1, 2, 3, 4 wird hier zur Hochfrequenzverstärknng vom ersten auf das dritte Gitter und
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gleichzeitig noch zwischen der dritten und der vierten Elektrode : 1 eine Rückkopplung besteht. Die ankommende Hoehfrequenzwechselspannung wird dem der Kathode K zunächstliegenden Gitter 1
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die Vorspannung E4 des vierten Gitters praktisch auf Null gelegt werden.
Ein weiteres Beispiel ist in Fig. 4 dargestellt. Es handelt sieh um eine aperiodische Hochfrequenz- verstärkung mit hoher Verstärkungszahl. Das Hauptproblem einer aperiodischen Hochfrequenzver- stärkung besteht darin, dass die Kopplungswiderstände einen Betrag von etwa 5000 Ohm nicht überschreiten dürfen, da sonst die Anordnungskapazitäten, die einen Nebenschluss zu den Kopplungswider-
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oder der Innenwiderstand des Verstärkerrohres negativ sein, ferner muss in letzterem Falle der negative Widerstand dieselbe Grössenordnung haben wie der Kopplungswiderstand. Ein solcher negativer Widerstand wird nun im vorliegenden Falle mittels der Rückkopplung erreicht.
Diese Rückkopplung ist jetzt möglich geworden, da dem vierten Gitter eine Wechselspannung in derselben Phase, wie sie das dritte Gitter besitzt, zugeführt zu werden braucht. Eine Phasenumkehr ist nämlich bei reiner Widerstandskopplung, wie sie für die aperiodische Hochfrequenzverstärkung notwendig ist, nicht möglich. Dem ersten Gitter wird wieder eine Eingangsweehselspannung zugeführt. In der Figur sind vor dem ersten Gitter 1 bereits mehrere Schwingkreise I, II, III angeordnet, um eine
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und vierte Gitter 3, 4 sind durch die bekannte Widerstands-und Kondensatorkopplung miteinander verbunden.
Dem vierten Gitter 4 wird die volle Wechselspannung des dritten Gitters- ? zugeführt, um
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durch eine genügend starke Rückkopplung einen möglichst wirksamen negativen Widerstand zu erhalten.
Man kann dann, ähnlich wie früher, auch mit den Kopplungswiderständen kleinere Werte erreichen.
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vorgespannt, die fünfte Elektrode A ist auf einem konstanten positiven Potential und hoehfrequenz- mässig mit der Kathode K kurzgeschlossen, Die Nutzspannung, die man jetzt etwa dem nächsten Rohr zuführt, kann man an demselben Punkt abgreifen, an dem das vierte Gitter angeschlossen ist.
Bei der Konstruktion der zur Verwendung gelangenden Verstärkerröhren ist zu berücksichtigen. dass in den meisten Fällen die netzfrequenz dem äusseren Stromkreis der Entladungsstreeke zwischen Kathode und drittem Gitter entnommen wird. Es ist daher zweckmässigerweise dieses Gitter zur Aufnahme grösserer Leistungen geeignet zu dimensionieren, beispielsweise als Hochkantsteggitter oder als geschwärztes Gitter bzw. als Gitter mit vorstehenden Wärmeableitfläehen auszubilden.
Ausserdem ist es noch wichtig, das Gitter so zu dimensionieren, dass es den Strom nach der weiter aussen liegenden fünften Elektrode möglichst wenig abfängt, um eine intensive Steuerung mit dem vierten Gitter zu ermöglichen.
Dazu ist es erforderlich, dass die Drähte des dritten Gitters einen möglichst geringen Teil (in der Praxis weniger als ein Fünftel) der durch dieses Gitter gelegt zu denkenden Fläche abdecken. Für den Fall eines schraubenlinienförmig gewickelten Gitters soll demnach der Durchmesser des Gitterdrahtes weniger als ein Fünftel der Steigung betragen. PATENT-ANSPRACHE :
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wendung von Entladungsröhren mit Kathode.
Anode und drei oder mehr Gitterelektroden, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungen des Eingangskreises eines Entladungsgefässes und die dem Ausgangskreis entnommenen Rückkopplungsschwingungen verschiedenen Gitterelektroden desselben Entladungsgefässes zugeführt werden und zur Aufhebung der Rückwirkung der Wechselspannungen des Ausgangskreises auf den Eingangskreis zwischen diesen Gitterelektroden ein Schirmgitter vorgesehen ist.
2. Schaltung nach Auspruch 1, gekennzeichnet durch Anwendung einer Dreigitterröhre, deren mittleres Gitter als Absehirmgitter ausgebildet ist und deren Eingangskreis an das der Kathode und der Rüekkopplungskreis an das der Anode zunächstliegende Gitter angeschlossen sind.