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Die Erfindung bezieht sieh auf Elektronenröhren für Funksender und-empfänger und andere Zwecke, insbesondere auf Pentodenröhren und Schaltungsanordnungen für deren Verwendung.
Pentodenröhren weisen eine Kathode oder einen Glühfaden, drei Gitter und eine Anode auf.
Das der Kathode benachbarte Gitter dient als Steuergitter, das Zwisehengitter, dem eine positive Spannung aufgedrückt wird, dient als Schirmgitter und das dritte Gitter wird auf niedriger Spannung gehalten, um zu verhindern, dass die von der Anode ausgesendeten sekundären Elektronen zu dem hochgespannten Schirmgitter zurückkehren, wodurch die Wirksamkeit der Röhre vermindert werden würde.
Es sind Dreigitterröhren bekannt, bei welchen das der Anode nächste Gitter für andere Zwecke als die, denen ein Sperrgitter dient, z. B. als Modulations-oder Steuergitter, verwendet wird. Bei solchen Röhren wurden in die Zuleitung zum dritten Gitter Widerstände, z. B. eine Transformatorwicklung oder ein Gitterableitungswiderstand, eingeschaltet. Die Erfindung bezieht sich nicht auf solche Dreigitterröhren, sondern betrifft lediglich die Art der im vorstehenden definierten Pentodenröhren, bei welchen das dritte Gitter einzig und allein als Sperrgitter dem Zwecke dient, die Rückkehr der von der Anode ausgesendeten sekundären Elektronen zu dem Schirmgitter zu verhindern.
Bisher war bei dieser Art der Pentodenröhren, auf welche sich die Erfindung bezieht, das dritte Gitter (im folgenden Sperrgitter bezeichnet) direkt mit der Kathode verbunden, um dieses ständig auf dem Kathodenpotential zu halten. Es ist auch bekannt, das Sperrgitter mit einem Punkt der Anodenbatterie zu verbinden. Bei Dreigitterröhren wurde auch vorgeschlagen, das der Anode zunächst liegende Gitter mit einem Ende der Sekundärwicklung eines Transformators zu verbinden, dessen Primärwicklung den Anodenstrom führt, wodurch eine Phasenverschiebung von 180 zwisehen den Spannungssehwankungen dieses Gitters und der Anode erzielt wird.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, das Aufdrücken einer Vorspannung auf das Sperrgitter zu erleichtern.
Gemäss der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung für eine Pentodenröhre mit einer Kathode, die von einem Steuergitter, einem Schirmgitter, einem Sperrgitter und einer Anode umgeben ist, vorgesehen, bei welcher das Sperrgitter mit der Kathode, dem Steuergitter, dem Schirmgitter oder der Anode nicht direkt verbunden ist, sondern mit einer dieser Elektroden durch einen Widerstand (welcher Ausdruck eine primäre Quelle einer E. M. K. nicht einschliesst) in solcher Weise in Verbindung steht, dass ein Spannungsabfall in dem Widerstand bei Erregung der Röhre selbsttätig hervorgerufen wird, der die einzige Vorspannung des Sperrgitters in bezug auf die Elektrode, mit der es verbunden ist, darstellt.
In manchen Fällen ist es erwünscht, dem Sperrgitter eine Vorspannung zu erteilen. Wenn ein weitmaschiges Sperrgitter vorgesehen ist, ist es zweckmässig, diesem ein niedriges Potential aufzudrücken, so dass es genügend wirksam ist, die Sekundäremission von der Anode zu verhindern. Anderseits kann ein engmaschiges Sperrgitter ein höheres Potential erhalten, ohne dass dessen Wirksamkeit beeinträchtigt wird, und eb ist tatsächlich ein höheres Potential erwünscht, um zu erreichen, dass die Impedanz der Röhre
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Wenn das Sperrgitter eine positive Vorspannung erhält, so muss darauf geachtet werden, dass das
Potential des Sperrgitters niedriger ist als das niedrigste jeweilige Potential, das von der Anode erreicht wird, da sonst das Sperrgitter seinem Zweck, den Rückfluss des sekundären Elektronenstromes zu verhindern, nicht dienen kann.
Gemäss einem Merkmal der Erfindung stellt sich die Vorspannung des Sperrgitters selbsttätig den Schwankungen der Anodenspannung entsprechend ein. Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, das Sperrgitter mit einem Punkt niedrigen Potentials, der von der Kathode unabhängig ist, zu verbinden, beispielsweise mit dem Kathodenheizdraht einer indirekt geheizten Kathode, so dass das Potential des Sperrgitters konstant bleibt, unabhängig von der der Kathode gegebenen Vorspannung.
Das Sperrgitter kann entweder mit dem Mittelpunkt des Kathodenheizdrahtes innerhalb der Röhre oder mit einem Ende des Heizdrahtes verbunden werden. Durch Verbindung des Sperrgitters mit dem Kathodenheizdraht werden verschiedene Vorteile erreicht, insbesondere wenn es sich um Pentodenröhren mit variablem Durchgriff handelt.
Ausführungsbeispiele gemäss der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Fig. 1-5 zeigen schematisch verschiedene Schaltungen der Widerstände zur selbsttätigen Aufladung des Sperrgitters mit jeder beliebigen Vorspannung. Fig. 6 zeigt eine Anordnung, bei der sich die Vorspannung des Sperrgitters in Übereinstimmung mit den Schwankungen der Anodenspannung einstellt. Fig. 7 zeigt schematisch im Querschnitt die Anordnung der Elektroden in einer Pentodenröhre gemäss der Erfindung, die für Hochfrequenzverstärkung geeignet ist. Fig. 8-12 zeigen verschiedene Schaltungen zur Verbindung des Sperrgitters mit dem Kathodenheizdraht einer Elektronenröhre mit indirekt geheizter Kathode.
Fig. 13 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform einer Pentodenröhre gemäss der Erfindung.
Nach Fig. 1 enthält die Röhre 101 den Heizdraht 102, das Steuergitter 103, das Schirmgitter 104
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welches ebenfalls als Drahtnetz oder in Gitterform ausgebildet ist. In die Zuleitung zum Heizdraht ist ein Widerstand 107, eingeschaltet und das Sperrgitter 106 ist an die Zuleitung auf der vom Heizdraht abgekehrten Seite des Widerstandes 107 angeschlossen. Wenn die Zuleitung a mit dem positiven Pol der Stromquelle in Verbindung steht, erhält das Gitter 106 im Verhältnis zur Kathode eine positive Vorspannung, deren Grösse durch die Grösse des Widerstandes 107 geregelt wird. Wenn hingegen die Zuleitung a mit dem negativen Pol der Stromquelle verbunden ist, wird dem Sperrgitter 106 eine negative Vorspannung aufgedrückt.
Nach Fig. 2 ist der Vorspannungswiderstand für das Sperrgitter mit 108 bezeichnet und zwischen dem Sperrgitter und einer der Zuleitungen zum Heizfaden eingeschaltet. Gegebenenfalls kann der Widerstand mit dem Mittelpunkt des Fadens verbunden werden oder bei Verwendung einer indirekt geheizten
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Gemäss der Schaltung nach Fig. 6 stellt sich die Vorspannung des Sperrgitters in Übereinstimmung mit den Schwankungen der Anodenspannung selbsttätig ein. Zu diesem Zweck ist das Sperrgitter 106 mit der Anode 105 über einen Widerstand 111 verbunden, der so gross gewählt wird, dass das Potential des Sperrgitters wesentlich niedriger ist als das der Anode, um zu verhindern, dass die sekundären Elektronen, die von der Anode ausgesendet werden, zum Schirmgitter zurückkehren. Bei Auftreten eines Spannungsabfalles an der Anode wird die Spannung des Sperrgitters selbsttätig vermindert, so dass sie jederzeit niedriger ist als die Anodenspannung. Bei der in dieser Figur dargestellten Anordnung kann ein Widerstand von ungefähr 5000 Ohm verwendet werden.
Es wird dann bei einem Strom von 6 Milliampere am Sperrgitter eine Spannung erzeugt, die um 30 Volt niedriger ist als die der Anode.
Fig. 7 zeigt schematisch einen Schnitt durch die Elektroden einer Röhre, die zur Verwendung als Hochfrequenzpentodenröhre geeignet ist. Nach dieser Darstellung besitzt die Röhre ein zylindrisehes Elektrodensystem, welches eine indirekt geheizte Kathode 2, ein Steuergitter 3, ein Schirmgitter 5 und eine Anode 4 (welche durchlocht sein kann) aufweist. Zwischen dem Schirmgitter 5 und der Anode 4 befindet sich das Sperrgitter 13, und ausserhalb der Anode ist eine weitere Elektrode 6 angeordnet, die
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zum Durchführen der Zuleitungen zur Anode versehen sind. Es kann natürlich auch nur ein solches ringförmiges Organ 12, beispielsweise am oberen Ende, vorgesehen sein. Die Elektroden können durch Glimmerscheiben oder andere Isolationskörper abgestützt und in Abstand gehalten werden.
Um die Kapazität zwischen dem Steuergitter und der Anode auf ein Minimum herabzusetzen, werden die Zuleitungen zu diesen beiden Elektroden an entgegengesetzten Enden der Röhre ausgeführt ; wie dargestellt, tritt die Zuleitung zum Steuergitter am oberen Ende der Röhre bei der Anschlussklemme 9 aus. Gemäss der vorliegenden Erfindung wird die Vorspannung für das Sperrgitter 1. 3 und die äussere Schirmelektrode 6 von dem Widerstand 20 abgenommen, der zwischen diesen Elektroden und der Kathode 2, in ähnlicher Weise wie in Fig. 4 schematisch dargestellt, eingeschaltet ist. Der Widerstand ist als veränderlich dargestellt, und seine Grösse kann durch Einstellen der Stellschraube 21 eingestellt werden.
Der Widerstand wird durch einen Kondensator überbrückt, der spiralförmig um den Körper des Widerstandes gewunden sein kann.
Die Fig. 8-12 zeigen verschiedene Schaltungen, die es ermöglichen, dem Sperrgitter eine niedrige
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Elektronenröhre angeschlossen wird.
Nach Fig. 8 besitzt die Elektronenröhre einen Kolben 101, eine durch den Heizdraht 100 geheizte Kathode 102 und drei Gitter 103, 104 und 106, u. zw. das Steuergitter, das Schirmgitter und das Sperrgitter. 105 ist die Anode. Gemäss dieser Figur ist das Sperrgitter mit dem Mittelpunkt des Heizdrahtes 100 der Kathode verbunden. Diese Verbindung kann leicht innerhalb der Röhre zu dem ungefähren elektrischen Mittelpunkt des Heizdrahtes hergestellt werden.
Der Anschluss an den Mittelpunkt des Heizdrahtes kann leicht durchgeführt werden, wenn ein V-förmiger oder M-förmiger Heizdraht verwendet wird. Bei Anschluss an den Mittelpunkt des Heizdrahtes ist tatsächlich eine Verbindung mit einem neutralen Punkt hergestellt. Auf diese Weise kann das durch die Modulation bei Heizung mit Wechselstrom etwa auftretende Summen vermindert oder ausgeschaltet werden. Ferner wird, da die Kathode im Verhältnis zum Heizdraht gewöhnlich eine positive Vorspannung hat, dem Sperrgitter auf diese Weise eine negative Vorspannung gegeben.
Wenn sich beim Anschluss an den Mittelpunkt des Heizdrahtes innerhalb der Röhre Schwierigkeiten ergeben, so kann die Verbindung zum Mittelpunkt eines Widerstandes hergestellt werden, der die Zuleitungen zum Heizdraht überbrückt. Dieser Widerstand kann im Sockel der Röhre untergebracht werden. Eine entsprechende Ausführungsform ist in Fig. 9 dargestellt, in der das Sperrgitter 106 mit dem Stromkreis des Kathodenheizdrahtes über ein Potentiometer J. M verbunden ist. Die seitlichen Schenkel des Potentiometers können, wenn dies erwünscht ist, vorgesehen sein, sind aber nicht wesentlich.
Anstatt das Sperrgitter mit einem neutralen Punkt des Heizdrahtes zu verbinden, kann die Verbindung auch in der Röhre oder im äusseren Stromkreis mit einem Schenkel des Heizdrahtes hergestellt werden. Diese Art des Anschlusses ist völlig entsprechend für Heizdrähte, die von einer Gleichstromquelle gespeist werden, und es können auch zufriedenstellende Resultate erzielt werden, wenn die Heizdrähte mit Wechselstrom gespeist werden. Sollte jedoch ein Modulationsbrummton bei dieser Verbindung mit Wechselstromspeisung auftreten, so kann dieser Brummton durch Einschalten eines Filters zwischen Heizdraht und Sperrgitter ausgeschaltet werden.
Nach Fig. 10 ist das Sperrgitter 106 mit dem Kathodenheizdraht über einen fixen oder auch variablen Widerstand 1, 32 verbunden. Vorzugsweise wird hiezu ein induktiver Widerstand verwendet, und gegebenenfalls kann ein Überbrüekungskondensator zwischen Kathode und Erde geschaltet werden.
Die Fig. 11 und 12 zeigen zwei weitere abgeänderte Ausführungsformen, in denen das Sperrgitter mit dem Gestell des Empfängers verbunden ist, welches als Erdung dient. Da der Mittelpunkt der Wicklung des Netztransformators für die Heizung ebenfalls gewöhnlich geerdet ist, besteht die Verbindung tatsächlich zwischen dem Sperrgitter und einem Punkt, der dem elektrischen Mittelpunkt des Kathoden-
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heizdrahtes entspricht. In Fig. 11 ist sie als direkte Verbindung dargestellt ; in der abgeänderten Ausführungsform dieser Anordnung nach Fig. 12 jedoch ist ein Widerstand 135 in der Leitung vom Sperrgitter zur Erde eingeschaltet. Die Kathode erhält in der üblichen Weise über den Widerstand 133, zu dem der Kondensator 134 parallel liegt, eine positive Vorspannung.
Die im Zusammenhang mit den Fig. 11 und 12 beschriebenen Verbindungen können leicht hergestellt werden, indem man am Sockel einer Normalröhre einen Federkontakt vorsieht, an welchem das Sperrgitter angeschaltet ist. Der Kontakt ist so angeordnet, dass er mit dem Metall des Empfängers oder mit einer l\1etallabschirmung in Eingriff kommt, wenn die Röhre in ihre Fassung eingesetzt wird, so dass die Verbindung hergestellt wird.
Die Schaltungsanordnungen, die in den Fig. 8-12 dargestellt sind, sind zur Verwendung mit indirekt beheizten Pentodenröhren mit veränderlichem Durchgriff besonders geeignet, da sich ergibt, dass das Sperrgitter immer auf ungefähr demselben Potential unterhalb des Anodenpotentials gehalten wird, unabhängig von der Vorspannung, die dem Steuergitter aufgedrückt wird. Diese Vorspannung wird gewöhnlich durch Aufdrücken einer positiven Vorspannung auf die Kathode erzeugt, so dass, wenn das Sperrgitter mit der Kathode verbunden ist, wie dies bei der üblichen Konstruktion geschieht, dem Sperrgitter ein höheres Potential erteilt wird und dadurch seine Wirksamkeit, den Verlust der sekundären Elektronen im Schirmgitterstromkreis zu verhindern, vermindert wird. Dieser Vorteil kann auch durch
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Kathodenpotentials nicht ändert, erzielt werden.
Selbstverständlich können die Widerstände in verschiedener anderer Weise geschaltet werden, ohne dass dadurch vom Wesen der Erfindung abgewichen wird. Die Widerstände können ferner variabel oder fix sein. Widerstände können auch durch eine äquivalente Einrichtung erstzezt werden, beispielsweise durch Drosselspulen oder Induktanzen.
In Fig. 7 ist eine Röhrenkonstruktion dargestellt, in der das Sperrgitter 13 mit der äusseren Schirmelektrode 6 verbunden ist. Diese Elektroden könnten jedoch voneinander isoliert und an Punkte verse, hiedener Spannungen angeschlossen sein. Eine derartig abgeänderte Ausführungsform ist in Fig. 13 dargestellt, die eine für die Verwendung als Hochfrequenzpentodenröhre geeignete Röhre zeigt.
Nach dieser Darstellung besitzt die Röhre 1 ein zylindrisches Elektrodensystem, das eine indirekt geheizte Kathode 2, ein Steuergitter 3 und eine Anode 4 aufweist. Zwischen dem Steuergitter und der Anode ist das Schirmgitter 5, das an eine Quelle konstanten positiven Potentials angeschlossen werden kann und in bekannter Weise arbeitet, und das Sperrgitter 17 angeordnet. Ausserhalb der Anode ist eine andere Sehirmelektrode 6 angeordnet, die in Gitterform dargestellt ist. Die Elektroden werden von geeigneten Stützdrähten durch die Fussquetschung 7 getragen, wobei die Einführungsdrähte an Kontaktstifte am Röhrensoekel 8 angeschlossen sind. Die Einführung für das Steuergitter ist an dem Pol 9 oben am Rohr angeschlossen.
In der Zeichnung ist das Sperrgitter 17 mit dem Mittelpunkt M des z. B. in Form von Schleifen verlaufenden Kathodenheizdrahtes 20 verbunden.
Die äussere Schirmelektrode 6 ist mit einem Punkt niedrigen Potentials elektrisch verbunden, u. zw. wird dies in den dargestellten Beispielen durch Anschliessen dieses Gitters an die Kathode innerhalb der Röhre bewirkt. Wie in der Zeichnung dargestellt ist, kann diese Verbindung durch Anschweissen des Stützdrahtes für das obere Ende der Kathode an die Abstützung der äusseren Schirmelektrode leicht hergestellt werden.
Um eine vollständigere Abschirmung zu erreichen, ist eine Metallseheibe 12 an einem oder beiden Enden des Elektrodensystems vorgesehen, die elektrisch mit der äusseren Schirmelektrode verbunden ist. Diese Scheiben können massiv oder gitterförmig ausgebildet sein, sind jedoch so angeordnet, dass eine elektrische Verbindung mit dem inneren Schirmgitter oder Sperrgitter nicht entsteht. Dies kann dadurch erreicht werden, dass man in der Mitte der Scheibe eine Öffnung vorsieht, deren Durchmesser grösser ist als der Durchmesser des Sperrgitters.
Die Elektroden werden vorzugsweise durch eine Glimmerscheibe 11 in Abstand gehalten, die gelocht ist, um die Durchführung der Stützen der Elektroden zu gestatten und dabei die oberen Enden der verschiedenen Elektroden in richtigem Abstand zu halten. Die Glimmerscheibe wird durch einen
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in der Glimmerscheibe durchsetzen, befestigt werden. Die Elektroden können in ähnlicher Weise an ihren unteren Enden in Abstand gehalten werden, wenn jedoch keine Scheibe 12 an dem unteren Ende vorgesehen ist, kann die Glimmerscheibe kleiner gehalten und in der Kappe 15 an dem unteren Ende des Sperrgitters untergebracht werden. Diese Glimmerseheibe ist mit 16 bezeichnet.
Wenn die Glimmerscheibe 11 unterhalb der Metallscheibe angeordnet ist, kann die Öffnung in der Mitte der Metallscheibe kleiner bemaeht werden, da die Metallseheibe von den oberen Enden der Gitterelektroden durch die Glimmerscheibe isoliert ist. Bei dieser Ausführungsform ist es jedoch not-
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