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Schaltung zur Neutralisation von Sehirmgitterrühren.
Die Erfindung betrifft Massnahmen zur Neutralisation der in Schirmgitterröhren vorhandenen Restkapazität zwischen Steuerelektrode und Anode und ist insbesondere für Kurzwellenschaltungen bestimmt.
Durch die Anwesenheit des Schirmgitters wird die zwischen Anode und Steuerelektrode wirksame Kapazität wesentlich herabgesetzt. Die noch verbleibende Restkapazität kann mit den bei Dreielektrodenröhren üblichen Massnahmen neutralisiert werden, solange die Voraussetzung erfüllt ist, dass das Schirmgitter wechselspannungsmässig Kathodenpotential besitzt. Diese Voraussetzung kann als praktisch erfüllt gelten bei nicht zu grossen Röhrenkapazitäten, bei langen Wellen und bei Verwendung eines hinreichend grossen Blockkondensators zwischen Schirmgitter und Kathode. Bei kürzeren Wellen und namentlich bei Schirmgitterröhren grosser Leistung trifft die erwähnte Voraussetzung nicht mehr zu.
Notwendigerweise haben die Verbindungsleitungen zwischen den Elektroden und den Durchführungsstellen durch das Vakuumgefäss (mit Ausnahme der Anoden in wassergekühlten Röhren) eine gewisse Länge und infolgedessen einen induktiven Widerstand, der bei kurzen Wellen gegenüber dem kapazitiven Widerstand der entsprechenden Zwischenelektrodenkapazitäten nicht mehr vernachlässigt werden kann.
Selbst wenn man annimmt, dass die zwischen Schirmgitter und Kathode eingeschaltete Kapazität verlustfrei und unendlich gross ist, wäre es nicht mehr möglich, das Schirmgitter dadurch auf Kathodenpotential zu bringen. Das bedeutet aber, dass im Falle einer auftretenden Anodenwechselspannung dem Schirmgitter eine Wechselspannung gleicher Frequenz mit einer Phasenverschiebung um 180 aufge- drückt wird, deren Amplitude durch die Spannungsteilung bestimmt ist, welche zwischen der Schirmgitter-Anoden-Kapazität CSA und der Induktivität LSK der Zuleitung von der Kathode zum Schirmgitter besteht.
Das Schirmgitter wirkt also gegenüber der Steuerelektrode wie eine weitere Anode, die zwar Wechselspannungen geringerer Amplitude führt, aber infolge der beträchtlichen Kapazität zwischen dem Schirmgitter und der Steuerelektrode (Osa) mit letzterem ziemlich eng gekoppelt ist.
Da die Wechselspannungen an der Anode und am Schirmgitter gegeneinander um 180 phasenverschoben sind, kann durch geeignete Dimensionierung der zwischen dem Schirmgitter und der Kathode liegenden Induktivität LSK eine völlige Neutralisation für eine ganz bestimmte Welle erreicht werden.
Eine derartige Neutralisation ist aber für die Praxis unzureichend, da sie bei jedem Wellenwechsel verlorengeht und erst durch mühsame Nachstellung für jeden einzelnen Fall wiederhergestellt werden müsste.
Es ist bekannt, den störenden Einfluss der Restkapazität zwischen Schirmgitter und Anode dadurch zu beseitigen, dass man das Schirmgitter und die Kathode durch eine Brückenschaltung zu Äquipotentialpunkten macht. Hiemit kann aber auch keine wellenunabhängige Neutralisation erzielt werden, da zwar der Anschlusspunkt des Schirmgitters für alle Wellen auf Kathodenpotential gebracht werden kann, nicht aber das Schirmgitter selbst, da zwischen diesem und dem Anschlusspunkt die als Induktivität wirkende Zuleitung liegt.
Erfindungsgemäss wird zur Erzielung einer Wellenunabhängigkeit der Entkopplung des Eingangskreises vom Ausgangskreis im Neutrozweig der Brückenschaltung eine Nachbildung der sämtlichen in der Röhre vorhandenen Kapazitäten (gegebenenfalls unter Vernachlässigung der Anoden-Kathoden-
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und Schirmgitter-Kathoden-Kapazität) und zumindest der Zuleitungsinduktivitäten des Schirmgitters und des Steuergitters vorgesehen.
Hiedurch wird erreicht, dass das Brückengleichgewicht und deshalb auch die Entkopplung des Eingangskreises vom Ausgangskreis bei allen Frequenzen erhalten bleibt, obwohl das Schirmgitter Hochfrequenzspannungen führt.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens sind in der Zeichnung dargestellt.
Bei der Anordnung gemäss Fig. la handelt es sich um eine Stufe mit einer Schirmgitterröhre V,
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spannung wird in an sich bekannter Weise über eine Hochfrequenzdrossel D zugeführt und der Anodenschwingungskreis LC*iCs durch eine Blockkapazität B gleichspannungsmässig entlastet. Die hochfrequente Steuerspannung wird über die Klemmen 0 und 1 dem Gitterkreis zugeführt. Die Schirmgitterspannung wird von einer Spannungsquelle ESG geliefert. Die Induktivitäten der zu den einzelnen Elektroden führenden Leitungen einschliesslich der innerhalb des Vakuumgefässes befindlichen Anschlussleitungen sind als konzentrierte Induktivitäten LG, Ls und LI angedeutet.
Die erfindungsgemässe Nachbildung stellt gewissermassen eine spiegelbildliche Ergänzung der Röhre V samt deren Zuleitungen dar. Die zur Nachbildung der mit der Röhre verbundenen Induktivitäten dienenden Induktivitäten sind durch einen zusätzlichen Index N gekennzeichnet fLE-, Ljys und L, während die kapazitiven Nachbildungen mit NrIr (Gitter-Kathoden-Kapazität), NGA (GitterAnoden-Kapazität), Nsc (Schirmgitter-Steuergitter-Kapazität) und NsA (Schirmgitter-Anoden-Kapazität) bezeichnet sind.
Die Kondensatoren NI, (Kathoden-Anoden-Kapazität) und N (Schirmgitter- Kathoden-Kapazität) können unter Umständen, falls es sich nämlich um an sich kleine Kapazitäten und um nicht allzu kurze Wellen handelt, entfallen.
Die Fig. 1b stellt lediglich eine Umzeichnung der in Fig. la enthaltenen Schaltung dar, wobei die Röhre in ihre einzelnen Elemente aufgelöst zu denken. ist. Die Bezugszeichen stimmen mit denen in Fig. la überein, und. hinsichtlich der Symbole für die einzelnen Elektroden der Röhre wird auf die in der Zeichnung enthaltene Erläuterung verwiesen. Die Spule L und der Kondensator B sind in Fig. 1b nicht besonders dargestellt.
Für die Nachbildung der durch die Röhre gebildeten Kapazitäten und Induktivitäten eignet sich in besonderem Masse eine Konstruktion, die einer Röhre auch äusserlich ähnlich ist. Bisher wurden der- artige Rohrenphantome"lediglich benutzt, um in Senderstufen, welche mehr als eine Röhre enthalten,
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Phantom ersetzt wurde, so dass der Sender dann mit weniger Röhren arbeitet. Bei der Erfindung wird von einer Nachbildung jedoch in anderm Sinne Gebrauch gemacht, nämlich um eine wellenunabhängige Neutralisation einer Senderröhre zu erhalten.
Es empfiehlt sich unter Umständen, in die zur Zufuhrung der Wechselspannung an einzelne Elektroden dienenden Leitungen Kondensatoren einzuschalten und den resultierenden Scheinwiderstand ohmisch oder kapazitiv zu machen, so dass die durch Spannungsteilung der Anodenwechselspannung entstehende Rückkopplung vermieden bzw. in eine Gegenkopplung umgewandelt wird. Diese Zusatzkapazitäten müssen natürlich ebenfalls im Neutrozweig nachgebildet werden, damit das Brückengleichgewicht erhalten bleibt.
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Gegentaktschaltung. Die für die zweite Röhre gültigen Bezugszeichen sind durch einen senkrechten Strich gekennzeichnet. Eine weitere Erklärung dieses Schaltbildes dürfte sich erübrigen.
Es ist bekannt, dass die zur Neutralisation notwendigen Spannungen entweder dem Gitter oder dem Anodenkreise der betreffenden Stufe entnommen werden können. Während in Fig. la und b die Neutralisation von der Anodenseite her erfolgte (der Gitterkreis liegt in der Brückendiagonale), stellen die Fig. 3a und b eine Schaltung dar, bei welcher die Neutralisation in an sich bekannter Weise vom Gitter aus vorgenommen wird (dann liegt der Anodenkreis in der Brüekendiagonale). Der Eingangskreis der Stufe enthält die Induktivität Li sowie die Kondensatoren 01 und O2 ; die übrigen Schaltelemente stimmen mit den in den vorhergehenden Figuren gebrauchten überein.
In Fig. 3b wurde eine Umzeichnung der in Fig. 3a angegebenen Schaltungen vorgenommen, um die spiegelbildliche Nachbildung augenfälliger zu machen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schaltung zur Neutralisation von Schirmgitterröhren, insbesondere für Kurzwellenbetrieb, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung einer Wellenunabhängigkeit der Entkopplung des Eingangskreises vom Ausgangskreis im Neutrozweig der Brückenschaltung eine Nachbildung der sämtlichen in der Röhre vorhandenen Kapazitäten (gegebenenfalls unter Vernachlässigung der Anoden-Kathoden-und Schirmgitter-Kathoden-Kapazität) und zumindest der Zuleitungsinduktivitäten des Schirmgitters und des Steuergitters vorgesehen ist.