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Schaltanordnung für Radiogeräte.
Radioempfangsgeräte zum Betrieb aus dem Starkstromnetz für Gleich-oder Wechselstrom erfordern in den bisher bekannten Konstruktionen eine Reihe von Einrichtungen, welche mit der Emp- fangsschaltung an sieh nichts zu tun haben und den Bau und Betrieb solcher Apparate umständlich und kostspielig gestalten. Dies gilt insbesondere für Universalempfänger, die wahlweise mit beiden Stromarten betrieben werden sollen.
Diese benötigen für Wechselstromnetzanschluss einen Transformator zur Heizung der Röhren und gewöhnlich auch zur Stromversorgung des Gleichrichters zwecks Erzeugung der erforderlichen Anodengleichspannung ; bei Gleichstromnetzanschluss bereitet die Heizstromversorgung der Röhren grosse Schwierigkeiten und lässt sich trotz umständlicher Hilfsmittel nur sehr unwirtschaftlich durchführen. So stellen bisher Universalapparate für jede Stromart sehr unvollkommene, kostspielige Kompromisslösungen dar und sind zudem mit dem besonders gewichtigen Nachteil behaftet, dass für sie eine komplizierte mechanische Umschaltung zur Umstellung des Betriebes von einer Stromart auf die andere unentbehrlich ist.
Hiedurch kommen die allen solchen Umschalteinrichtungen anhaftenden Mängel zu den früher genannten Nachteilen hinzu, wodurch die bisher bekannten Universalapparate keine Bedeutung erlangen konnten.
Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltanordnung, durch welche im Aufbau äusserst sparsame und für beide Stromarten störungsfreie mit gleicher Wirksamkeit und Wirtschaftlichkeit arbeitende Universalempfänger konstruiert werden können, die alle vorgenannten Nachteile vermeiden. Sie bedienen sich im allgemeinen direkt vom Netz geheizter Röhren.
Die erfindungsgemässe Schaltanordnung macht erstmalig jedwede mechanische Umschaltenrichtung für mit ihr ausgestattete Universalempfänger überflüssig ; der bei früheren Apparaten sehr unangenehm empfundene Nachteil, dass nämlich Irrtümer bei Umschaltung und Netzanschluss zu Kurzschüssen oder Zerstörung von Apparatteilen führten, kann also bei Anwendung der erfindungsgemässen Schaltanordnung überhaupt nicht mehr bestehen, was für diese einen ausserordentlichen Vorteil, insbesondere bei Bedienung durch Laien, bedeutet, denn der Anschluss an beide Stromarten erfolgt ohne jede Vorbereitung oder Veränderung.
Ferner enthalten die gemäss der Erfindung gebauten Apparate ausser den zum Aufbau der eigentlichen Empfangsschaltung erforderlicheneinzelteilen nur sehr wenige zusätzliche Bestandteile. Es entfällt im allgemeinen insbesondere der bei allen Wechselstromempfängern bisher notwendige Netztransformator.
Die erfindungsgemässe Schaltanordnung besteht im wesentlichen darin, dass für wahlweisen Betrieb mit Gleich-oder Wechselstrom zwischen jenen Teilen der Anoden-und Gitterkreise des Gerätes, welche ohne Zufuhr von-Eingangsenergie praktisch lediglich Gleichspannungsuntersehiede gegeneinander aufweisen und den Netzleitungen sowohl eine Verbindung über Widerstände, die ganz oder teilweise durch innere Röhrenwiderstände gebildet sein können, als auch gleichzeitig eine Verbindung über einen Spannungsteiler vorgesehen ist, wobei je ein Widerstand mit einem Zweig des Spannungsteilers parallel geschaltet ist.
Für ein störungsfreies Arbeiten der mit voller Netzspannung geheizten Röhren ist es nämlich notwendig, diejenigen Teile der Gitter-und Anodenkreise, die ohne Zufuhr von Eingangsenergie (z. B. bei unbesprochenem Gerät) keine Wechselspannungen gegeneinander aufweisen, auf einem solchen Weehselpotential zu halten, dass die Weehselspannungskomponente des Heizstromes bzw.
bei Wechselstromheizung die Heizspannung selbst halbiert wird,
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Als solche lediglich Gleiehspannungsunterschiede gegeneinander aufweisende Teile kommen be- züglich des Gitterkreises in Betracht das Gitterkopplungsglied oder die Eingangsimpedanz, der Kathodenwiderstand samt Überbrückungskondensator, falls die Röhre als Verstärker mit negativer Vorspannung arbeitet, das Gitter und die Kathode der Rohre und hinsichtlich des Anodenkreises die Anodenimpedanz oder das Anodenkopplungsglied, die Anode der Röhre selbst und gegebenenfalls zusätzliche Siebketten für die Anodenspannung der betreffenden Rohre.
Die Gitterimpedanz und die Anodenimpedanz sind je nach der Verwendung der Röhre verschieden.
Ist die Rjhre als Hochfrequenzverstärker geschaltet, so ist die Gitterimpedanz gewöhnlich ein abgestimmter Sehwingungskreis, in Sonderfällen eine Induktivität oder ein Ohm3cher Widerstand ; die Anodenimpedanz ist in diesem Falle entweder ebenfalls ein Schwingungskreis (Sperrkreis), ein Hochfrequenztransformator mit abgestimmter oder unabgestimmter Sekundärwicklung, ein Autotransformator, eine Hochfrequenzdrossel oder in Ausnahmefällen ein Ohmscher Widerstand.
Dient die Rohre als Niederfrequenzverstärker, so ist die Gitterimpedanz die Sekundärwicklung eines Niederfrequenztransformators, eine Niederfrequenzdrossel, ein Kopplungswiderstand oder ein Gitterableitwiderstand. Im Anodenkreis der Röhre liegt in diesem Falle die Primärwicklung eines Niederfrequenztransformators, eine Niederfrequenzdrossel oder ein Ohmscher Kopplungswiderstand.
Bildet die Rohre die Endstufe eines Gerätes, so liegt im Anodenkreis der Lautsprecher, entweder direkt oder über einen Ausgangstransformator bzw. über eine Niederfrequenzdrossel und Kondensatoren.
Verwendet man die Röhre als Demodulator in Audion-oder Riehtverstärkerschaltung, so liegt im Gitterkreis gewöhnlich ein Schwingungskreis mit bzw. ohne Gitterkondensator und Ableitwiderstand, im Anodenkreis eine Impedanz für Niederfrequenz und eine Ableitkapazität für Hochfrequenz.
Die genannten Teile der Anoden-und Gitterkreise werden für die vorerwähnte Symmetrierung an den ungefähren Mittelpunkt eines Spannungsteilers über die Heizleitungen angelegt werden. Diese an sich für Rühren mit niedrigen Heizspannungen bekannte Massnahme genügt aber für sich allein bei direkt netzgeheizten Röhren bei gleichzeitiger Entnahme der Anodenspannung aus dem Netz noch nicht, um ein Universalgerät zu schaffen, das ohne Umschaltung sowohl für Gleichstrom-als auch für Wechselstrombetrieb geeignet ist.
Hiezu ist vielmehr nötig, dass die erwähnten Teile der Anoden-und Gitterkreise ausser über den Spannungsteiler auch noch über in den Anodenspannungszuleitungen liegende Widerstände mit den Heizleitungen, also mit dem Netz, in Verbindung gebracht werden, derart, dass je ein Zweig des Spannungsteilers und ein Widerstand parallel geschaltet werden.
In Sonderfällen hat es sich als ausreichend erwiesen, je einen Zweig des Spannungsteilers mit je einem der in den Anodenzuleitungen liegenden Widerstände zu vereinigen, wobei auch bei entsprechender Wahl der Widerstandswerte eine regelbare Einstellung überflüssig werden kann.
Um in den in den Anodenzuleitungen liegenden Widerständen einen möglichst kleinen Gleichspannungsabfall bei hohem Wechselstromwiderstand zu erhalten, wird man sie vorteilhaft als Drosselspulen mit Eisenkern ausbilden ; diese Widerstände können derart angeordnet werden, dass sie nebenbei gleichzeitig in Verbindung mit Überbrückungskondensatoren zur Glättung des Anodenstromes dienen.
Um trotz Unsymmetrien in der Schaltung den Punkt kleinster Netzstörungen am Spannungsteiler einstellen zu können, ist dieser vornehmlich regelbar ausgebildet ; da der Regelbereich im Vergleich zur angelegten Spannung nur klein zu sein braucht, so wird man mit Vorteil das Potentiometer als Kombination mehrerer fixer Widerstände und eines solchen mit einstellbarem Abgriff ausführen. Da das Potentiometer nur Wechselspannungen zu übertragen hat, kann es zum Zwecke der Herabsetzung des Leistungsverbrauches sowie zum Erhalt der richtigen Phase der abgenommenen Spannung erfindungsgemäss ganz oder zum Teil-in Kombination mit Ohmschen Widerständen-aus Kapazitäten aufgebaut sein.
In der Zeichnung ist die Schaltanordnung gemäss der Erfindung veranschaulicht, u. zw. in Fig. 1 rein schematisch und in Fig. 2 an einem praktischen Ausführungsbeispiel. Fig. 3 gibt eine mögliche Ausbildung des Spannungsteilers.
Mit 1, l'ist das Netz bezeichnet, welches Wechselstrom oder technischen Gleichstrom, also Gleichstrom mit überlagertem Wechselstrom, führt. 2 stellt die direkt aus dem Netz geheizte Röhre dar, wobei nur ganz ausnahmsweise in Sonderfällen Widerstände 16 (Fig. 2) zwischengeschaltet sein können, ohne damit die Wirkungsweise der Schaltanordnung grundsätzlich zu ändern. Die früher ausführlich angegebenen, lediglich Gleichspannungsunterschiede gegeneinander aufweisenden Teile der Anoden-und
Gitterkreise sind schematisch bei 4 und 3 veranschaulicht.
In die Zuleitungen 15, 15'des Anodenkreises sind Widerstände 6, 7 bzw. 6 a,'1 a eingeschaltet, deren Zusammenwirken mit dem Spannungsteiler 5 die für die Erfindung wesentlichen,-neuen technischen Effekte ergibt. Im speziellen Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind die Widerstände 6 a und 7 a als Drosseln mit Eisenkern ausgebildet, sie können jedoch auch durch Ohmsche Widerstände, die selbst wieder durch innere Röhrenwiderstände gebildet sein können, ersetzt sein. Ein Teil des Kreises ist aber dabei auf jeden Fall, wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, durch den inneren Widerstand des Gleichrichters 9 (Fig. 1) bzw. 9 a (Fig. 2) gebildet.
Die in Fig. 1 gezeichneten
Widerstände 6 und 7 können gleichzeitig als Längsglieder einer Siebkette zur Glättung des Anodenstromes dienen ; diese Siebketten sind in Fig. 1 durch eine eingliedrige doppelte Kette mit Wechselstromwider-
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ständen 21, 22 und Kondensatoren 8, 11 schematisch angedeutet. Die Wechselstromwiderstände 21, 22 können durch Induktivitäten, Ohmsehe Widerstände oder Kombinationen von beiden gebildet sein.
Der Gleichrichter 9 a im Ausführungsbeispiel Fig. 2 ist durch eine ebenfalls aus dem Netz geheizte Zweielektrodenröhre gebildet ; in der gleichen Figur sind die Überbrückungskondensatoren mit 10, 11, 12 und 13 bezeichnet, während 14 einen Abriegelungskondensator für die Anodengleichspannung darstellt.
Bei aus Kapazitäten aufgebautem Spannungsteiler kann der besondere Kondensator 14 entbehrlich sein.
Das Schaltungsprinzip ist nur für eine Empfängerröhre erklärt und gezeichnet, gilt aber ebenso für Apparate mit beliebiger Röhrenzahl ; in diesem Falle sind 1 und l'die Heizleitungen aller Röhren, 20 die negative und 20 a die positive Sammelleitung der Gleiehstromkreise.
In Fig. 3 ist die Ausbildung eines kombinierten Spannungsteilers mit festen Widerständen 18 und einem regelbaren, z. B. als Potentiometer ausgebildeten Widerstand 17 veranschaulicht.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schaltanordnung für Radiogeräte, insbesondere für netzbetriebene Empfangsapparate, dadurch gekennzeichnet, dass für wahlweisen Betrieb mit Gleich-oder Wechselstrom (Universalemp- fänger) mit im allgemeinen mit voller Netzspannung geheizten Röhren zwischen jenen Teilen der Anodenund Gitterkreise des Gerätes, welche ohne Zufuhr von Eingangsenergie praktisch lediglich Gleichspannungsunterschiede gegeneinander aufweisen, und den Netzleitungen sowohl eine Verbindung über Widerstände, die ganz oder teilweise durch innere Röhrenwiderstände gebildet sein können, als auch gleichzeitig eine Verbindung über einen Spannungsteiler vorgesehen ist, wobei je ein Widerstand und ein Zweig des Spannungsteilers parallel geschaltet sind, zum Zwecke,
dass der Anschluss der genannten Teile der Anoden-und Gitterkreise an den für Wechselstrom elektrischen Mittelpunkt der Heizfäden (Netz) bei gleichzeitiger Entnahme der Anodenspannungen aus dem Netz ermöglicht wird.