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Schaltung für die Verstärkung von Hochfrequenzschwingungen.
Die Erfindung bezieht sich auf Schaltungen für die Verstärkung von Hoehfrequenzschwingungen, bei denen thermionische Röhren mit mehr als einem Gitter, z. B. Schutzgitterröhren, verwendet werden.
Bekanntlich kann bei thermionischen Röhren mit mehr als einem Gitter eine Rückwirkung des
Anodenkreises auf den Steuergitterkreis und der übrigen Gitterkreise auf den Steuergitterkreis auftreten.
Diese Rückwirkung ist die Folge der Kapazitäten, welche die verschiedenen Elektroden der thermionischen Röhre in bezug aufeinander haben. Sie macht sich um so mehr bemerkbar, je grösser die Frequenz der zu verstärkenden Hochfrequenzsehwingungen ist, und kann schliesslich so gross werden, dass die Schaltung zu schwingen anfängt. Wenn die Anoden-Steuergitterkapazität sehr gering gemacht wird, wie es z. B. bei Schutzgitterröhren der Fall ist, so wird die durch diese Kapazität verursachte Rückwirkung des Anodenkreises auf den Steuergitterkreis vernachlässigbar klein.
Dennoch wird auch bei Schutzgitterröhren, falls die Frequenz der zu verstärkenden Wechselspannungen sehr hoch ist, immer eine gewisse Rückwirkung der Anode auf den Steuergitterkreis auftreten, u. zw. durch die Anoden-Schutzgitterkapazität und die Schutzgitter-Steuergitterkapazität. Freilich wäre dies unmöglich, wenn das Schutzgitter hochfrequent mit der Kathode kurzgeschlossen wäre.
Die zur Verbindung des Schutzgitters mit der Kathode erforderlichen Verbindungsdrähte, die zum Teil innerhalb und zum Teil ausserhalb der Röhren- hülle liegen, haben aber eine gewisse Selbstinduktion, so dass zwischen dem Schutzgitter und der Kathode immer eine hochfrequente Wechselspannung entstehen wird, die in dem Masse, als die Frequenz höher und die Impedanz im Anodenkreis grösser wird, mehr und mehr über die Scbutzgitter-Steuergitterkapazität auf den Steuergitterkreis einwirkt.
Ausser durch die Schutzgitter-Steuergitterkapazität sind der Schutz-und der Steuergitterkreis noch durch die gegenseitige Selbstinduktion des Schutzgitters und des Steuergitter miteinander gekoppelt, wodurch gleichfalls eine Rückwirkung des erstgenannten auf den letztgenannten Kreis herbeigeführt wird.
Nicht nur bei Schutzgitterröhren, sondern auch bei sonstigen Mehrgitterröhren sind sowohl elektrostatische als auch induktive Kopplungen anderer Elektroden mit dem Steuergitter vorhanden. Die Erfindung bezweckt, nunmehr Mittel zu schaffen, durch welche die die Folge der erwähnten Ursachen darstellende Rückwirkung bei Mehrgitterröhren beseitigt wird.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch erzielt, dass das von der Anode abgekehrte Ende der Impedanz in dem Anodenkreis hochfrequent mit einem nicht als Steuergitter verwendeten Gitter derart verbunden wird, dass der Teil dieser Verbindung, der der Verbindung des genannten Gitters mit der Kathode gemeinsam ist, eine für Hochfrequenzströme geringe Impedanz hat.
In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine Schaltung für die Verstärkung von Hochfrequenzsehwingungen, bei der eine Schutzgitterröhre benutzt wird.
Die Schutzgitterröhre enthält eine Anode A, ein Schutzgitter S, ein Steuergitter G und eine Kathode K. Letztere kann sowohl direkt als auch indirekt geheizt sein. Der Übersichtlichkeit halber sind in Fig. 1 sämtliche Gleichspannungsquellen fortgelassen, da ausschliesslich Hochfrequenzströme betrachtet werden. In dem Anodenkreis der Sehutzgitterröhre ist eine Impedanz Za enthalten, die z. B. aus einer Selbstinduktion La und einem Kondensator C* besteht, die zusammen einen Resonanzkreis bilden. Im
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Steuergitterkreis liegt eine z.
B. aus einer Selbstinduktion L ;, und einem Kondensator C* bestellende Impedanz Z". Ferner ist in der Figur die Anoden-Schutzgitterkapazität Cas und die Schutzgitter-
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gestellten Fall, in dem'Z aus einem Resonanzkreis besteht, kann der durch die Kapazität Cs und die SelbstinduktionLs fliessende Strom gross werden und sogar den Anodenstrom der Röhre an Grösse übertreffen. Wenn die Frequenz der zu verstärkenden Wechselspannungen gross und der Verbindungsdraht, z. B. bei Schutzgittersenderöhren, lang ist, wird der Spannungsabfall, den der Strom über die Selbstinduktion Ls des Verbindungsdrahtes herbeiführt, ebenfalls gross werden.
Die Folge dieser zwischen dem Schutzgitter und der Kathode bestehenden Spannung ist eine Rückwirkung des Schutzgitters über die Schutzgitter-Steuergitterkapazität Csg auf den Steuergitterkreis. Bei steigender Frequenz der zu verstärkenden Weehselspannungen macht sieh diese Rückwirkung mehr und mehr bemerkbar, so dass schliesslich die Verstärkerschaltung eine Neigung zur Selbsterregung hat.
Diese Gefahr ist bei der in Fig. 2 dargestellten erfindungsgemässen Schaltung vermieden. In dieser Figur ist das von der Anode abgekehrte Ende der Impedanz Z im Anodenkreis nicht unmittelbar hochfrequent mit der Kathode K, sondern mit einer Klemme P verbunden. Diese ausserhalb der Röhrenhiille liegende Klemme ist derart angeordnet, dass zwischen ihr und dem Schutzgitter nur eine sehr kurze Verbindung besteht. Es ist ersichtlich, dass bei der in Fig. 2 dargestellten Schaltung die durch den Verbindungsdraht von der Klemme P, also von dem Schutzgitter, zu der Kathode K fliessenden Wechselströme viel kleiner sind, da dieser Verbindungsdraht nicht mehr einen Teil des Resonanzkreises ?"bildet, was bei der in Fig. 1 dargestellten Schaltung wohl der Fall war.
Der hindurchfliessende Strom wird der Summe des Anodenweehselstromes und des Sehutzgitterwechselstromes entsprechen.. Wenn der Resonanzkreis Z" auf die Frequenz der zu verstärkenden Wechselspannungen abgestimmt ist, so wird der Anodenstrom mit den dem Steuergitter aufgedruckten Wechselspannungen in Phase sein. Dies gilt auch für den Schutzgitterwechselstrom. Der Spannungsabfall über die Selbstinduktion L, des Verbindungsdrahtes der Klemme P mit der Kathode K, der, wie bereits gesagt, viel kleiner als bei der Schaltung nach Fig. 1 ist, hat ausserdem noch eine solche Phase, dass die dadurch verursachte Rückwirkung über die Schutzgitter-
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Bisher wurde von der zwischen Steuer-und Schutzgitter infolge der gegenseitigen Selbstinduktion dieser beiden auftretenden Kopplung abgesehen. Auch diese Kopplung wird sich aber bei genügend hoher Frequenz der durch die Röhre zu verstärkenden Wechselspannungen bemerkbar machen und die Neigung zur Selbsterregung von Verstärkerschaltungen erhöhen können.
Durch Anwendung der in Fig. 3 dargestellten Schaltung ist es möglich, auch diese Rückwirkung
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geschlossen, so dass die durch die Anode-Schutzgitterkapazität fliessenden Ströme in den links und rechts von dem Punkte R liegenden Teilen des Schutzgitters ein entgegengesetztes Magnetfeld verursachen, durch das die induzierende Wirkung des Schutzgitters auf das Steuergitter nahezu behoben wird.
Dadurch, dass der Punkt R nicht genau in der Mitte des Schutzgitters, sondern abseits davon angeordnet wird, ist es möglich, die mittlere Spannung des Schutzgitters in bezug auf das Steuergitter konstant zu halten, wodurch auch die elektrostatische Rückwirkung durch die Kapazität Gy, geringer wird.
Wenn nämlich in jedem Punkte des Schutzgitters dieselbe Stromstärke herrschen wurde, müsste der Punkt R genau in der Mitte des Gitters angeordnet sein. Diese Voraussetzung trifft jedoch nicht zu,
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in dem links von R gelegenen Teil. Dementsprechend muss der Punkt R ausserhalb der Mitte liegen, damit die Induktionswirkung auf das Steuergitter aufgehoben wird.
Obwohl in der Beschreibung und in der Zeichnung die Anwendung der Erfindung auf Schutzgitter-
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gitterröhren, z. B. Penthoden, anwenden lässt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schaltung für die Verstärkung von Hochfrequenzsehwingungen, bei der thermionische Röhren mit zwei oder mehreren Gittern verwendet werden und bei der im Anodenkreis eine Impedanz enthalten ist. dadurch gekennzeichnet, dass das von der Anode abgekehrte Ende dieser Impedanz hoehfrequent mit einem Gitter, unter Ausschluss des Steuergitters, auf dem kürzesten Wege verbunden ist.