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Einrichtung mit einer Verstärkerröhre mit geradliniger Kurzschlusskennlinie.
Um nichtlineare Verzerrungen zu vermeiden, werden für Verstärkerzwecke häufig Röhren mit streng geradlinigen Kennlinien oder Kennlinienabschnitten verlangt. Die üblichen im Kurzschluss aufgenommenen Anodenstrom-Gitterspannungs-Kennlinien weisen jedoch stets eine merkliche Krümmung auf, so dass auch von den entsprechenden Arbeitskennlinienabschnitten nur verhältnismässig kurze ausgesteuert werden dürfen, falls die Verzerrungen klein gehalten werden müssen.
Die Erfindung bezweckt bereits einen merklichen, über mehrere Volt der Gitterspannung sich erstreckenden Teil der Kurzschlusskennlinie zu linearisieren.
Erfindungsgemäss werden zur Vermeidung einer Kennlinienkrümmung bei einer Mehrgitterröhre die Kathode hinsichtlich ihrer Stromergiebigkeit und die Elektrodenabstände so bemessen, dass zwischen einem positiv vorgespannten Gitter, welches von der Kathode aus gesehen hinter dem Steuergitter liegt, und einem folgenden Gitter mit niedrigerem, insbesondere negativem Potential, eine ElektronenRaumladung solcher Stärke auftritt, dass im Kurzschluss eine über einen Gitterspannungsbereich von mehreren Volt lineare Anodenstrom-Gitterspannungs-Kennlinie entsteht.
Die hiebei in Betracht kommenden Verhältnisse sollen an Hand der Zeichnung dem Verständnis näher gebracht werden. Fig. 1 zeigt schematisch eine Röhre R mit einer Kathode K, drei Gittern Ci bis Ga und einer Anode A. Das Gitter ( ? i soll als Steuerelektrode benutzt werden, der die zu verstärkenden Spannungen aufgedrückt werden. Das Gitter ( ? wird an eine konstante positive Spannung gelegt, etwa 100 Volt, während die Anode A eine positive Spannung von beispielsweise 200 Volt erhalten möge. Das dritte Gitter Gg bekommt eine negative Vorspannung, deren Wert so lange verändert wird, bis die gewünschte Linearisierung der Kennlinie eingetreten ist ; im allgemeinen wird es sich um negative Spannungen von wenigen Volt handeln.
Wenn man mit einer so geschalteten Röhre eine Kennlinie aufnimmt, welche die Abhängigkeit des Anodenstromes Ja von der Spannung M des ersten Gitters bei konstanten Spannungen der übrigen Elektroden veranschaulicht, und dabei mit stark negativen Werten von Mi beginnt, so beobachtet man folgende Erscheinung (vgl. Fig. 2) :
Solange die negative Vorspannung des ersten Gitters sehr gross ist, werden nur wenige Elektronen zum Entladungsvorgang zugelassen.
Diese werden von der positiven Spannung des Gitters G, beschleunigt und, wenngleich am Gitter G, eine gewisse Verlangsamung eintritt, so ist die Stromdichte doch noch so gering, dass sich vor 6's keine Raumladungsstauungen ausbilden können ; es werden vielmehr sämtliche durch G, hindurchfliegenden Elektronen zur Anode gelangen. Die Kennlinie weist den üblichen gekrümmten Verlauf auf und würde diesen bis zu den höchst zulässigen Stromstärken beibehalten (Kurve I), falls nicht besondere Vorkehrungen, z.
B. der unten erwähnte grosse Abstand zwischen den Gittern Gz und Gg, getroffen werden, so dass sich im Raum zwischen den Elektroden G und Go, also jedenfalls zwischen dem Steuergitter G'i und der Anode A, Raumladungsstauungen ausbilden. Hat man dies jedoch getan und ferner die festen Spannungen der Gitter G'z und 6*3 geeignet gewählt, wie an Hand der Fig. 3a noch erklärt werden soll, so entsteht mit steigendem Strom, etwa von dem Punkt P ab, vor dem Gitter G3 eine immer stärker werdende Raumladung Q (Fig. 1).
Betrachtet man den Potentialverlauf zwischen 6*3 und A, so findet man, dass sich am Ort der dichtesten Stelle von Q ein Potentialminimum gebildet hat, das jedoch für den beabsichtigten Zweck nicht den Wert
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Null zu erreichen braucht. 0 Ist dies aber der Fall, so spricht man von einer virtuellen Kathode. Diese Raumladung hat nun zur Folge, dass die Kennlinie von dem Punkt P ab der Kurve II folgt und bei richtiger Wahl der Spannung des Gitters ssg eine einwandfreie Gerade ist. Die Wirkung ist so zu erklären, dass die Raumladung Q einen Teil der durch ssj ; hindurchtretenden Elektronen zur Umkehr zwingt und daher einen langsameren Anstieg des Anodenstromes Ja mit abnehmender negativer Spannung Mi veranlasst.
Die im Vergleich zum raumladungsfreien Fall zur Umkehr gezwungenen Stromanteile sind in Fig. 2 schraffiert angedeutet.
Die verwendete Röhre kann zwischen dem dritten Gitter und der Anode auch noch weitere Elektroden, z. B. ein Schirmgitter oder auch noch ein dahinter liegendes Bremsgitter aufweisen. Dies ist sogar zweckmässig, weil man dann einen hohen Innenwiderstand erzielt und auch beim Anschliessen hoher Belastungswiderstände an die Anode die Arbeitskennlinie von der statischen Kennlinie nicht merklich abweicht und geradlinig bleibt, weil dann auch ein grosser Belastungswiderstand noch klein gegen den Innenwiderstand der Röhre ist.
Eine Möglichkeit zur Durchführung der Erfindung besteht darin, einen verhältnismässig grossen Abstand d zwischen den Gittern sss und G3 vorzusehen, damit dort die angestrebte Stauung stattfinden kann. Für die üblichen Stromstärken, d. h. eine Kathodenbelastung von etwa 0,25 mA je Millimeter Kathodenlänge soll der genannte Elektrodenabstand d mehrere Millimeter betragen.
Es ist ferner zweckmässig, den Durchgriff durch das Gitter, vor welchem die Elektronenstauung stattfindet, also G's, im Falle des hier betrachteten Beispiels verhältnismässig klein zu machen (Durchgriff von etwa 10% und darunter), damit die Elektronenstauung nicht einerseits durch eine zu starke Inhomogenität des Feldes oder anderseits durch eine zu starke Einwirkung der positiven Spannung der dahinter liegenden Elektroden erschwert wird.
In den Fig. 3a und b ist das durch Messung gewonnene Kennlinienfeld einer Viergitterröhre und die verwendete Röhre mit den Betriebsspannungen dargestellt. Wie man sieht, verläuft die Kennlinie bei Spannungen des dritten Gitters zwischen-2 und-3, 5 Volt über einen grossen Teil des negativen Bereiches von Mi vollkommen geradlinig.
Wie Fig. 4 zeigt, gibt es für eine bestimmte Stromdichte (s. unten) ein Optimum des erwähnten Abstandes d in Fig. 1. Bei der in Fig. 4 zugrunde gelegten Röhre mit der Typenbezeichnung AR 100 beträgt dieser Abstand etwa 3 mm, während die Abstände 1 mm und 5 mm bei etwa gleich grossem Kathodenstrom keine geradlinige Kennlinie mehr ergeben. Die Kennlinie JK zeigt zum Vergleich , den Kathodenstrom, dessen Grösse durch die Spannungen am ersten und zweiten Gitter (Fig. 1) nach dem Raumladungsgesetz gegeben ist. Diese Kennlinie für JK ist auch dann gekrümmt, wenn die Kennlinie des Anodenstromes Ja gerade ist.
Zur Erzielung der die Linearisierung der Kennlinie bewirkenden Raumladung zwischen einem positiv vorgespannten Gitter, welches von der Kathode aus gesehen hinter dem Steuergitter liegt, und einem folgenden Gitter mit niedrigerem Potential empfiehlt es sich, die Röhre derart auszubilden, dass die Stromdichte grösser als normal, d. h. grösser als in den zur Zeit gebräuchlichen Hexoden ist, und dieser Stromdichte den Abstand der Gitter, zwischen denen sich die Raumladung ausbildet, anzupassen.
Die Stromdichte in der Röhre beträgt beispielsweise etwa 0,7 mA je Millimeter Kathodenlänge gegenüber bisher etwa 0,25 mA je Millimeter Kathodenlänge. Die Stromdichte in der Röhre ist der Kathodenbelastung verhältnisgleich, weshalb man die Kathodenbelastung als Mass nennen kann.
Es ist hier von der Stromdichte und nicht von der Stromstärke die Rede, weil z. B. bei doppelter Länge der Kathode die Stromstärke doppelt so gross sein muss, um dieselbe Wirkung hinsichtlich der Linearität zu erreichen. Bei doppelter Länge der Kathode wird lediglich die Steilheit doppelt so gross.
Das Steuergitter ist auch dann, wenn die Röhre mit einer grösser als normal gewählten Stromdichte arbeitet, gleichmässig ausgebildet. Es handelt sich also nicht um ein Exponentialgitter. Eine Exponentialkennlinie verläuft nämlich am unteren Ende so flach, dass man bei einem Versuch zur Linearisierung mittels Raumladung so wenig steile Kennlinien erzielt, dass für ! 7i = 0 ein minimaler
Anodenstrom fliesst und mit dieser Kennlinie keine Verstärkung mehr zu erreichen ist.
Die vorhin erwähnte Wahl einer grossen Stromdichte hat den Vorteil, dass man den Abstand zwischen dem zweiten Gitter ss und dritten Gitter G, nicht aussergewöhnlich gross zu machen braucht, wodurch das System zu umfangreich würde.
Bevor die mit grösserer Stromdichte arbeitende Röhre näher erklärt wird, sollen zum leichteren
Verständnis im folgenden zunächst einige Erklärungen gegeben werden, damit der Unterschied der gesamten Erfindung gegenüber dem Stand der Technik klarer wird.
Bei der Erfindung handelt es sich um eine Röhre, bei der eine Stromverteilung stattfindet.
Bisher wurden Röhren mit Stromverteilung meist in der Weise angewendet, dass die Stromverteilung am dritten, hinter dem positiv vorgespannten Gitter liegenden Gitter durch eine Regelspannung oder eine Oszillatorspannung gesteuert wurde. Dies trifft z. B. auf die Hexoden zu. Das Hauptziel bei der
Entwicklung der Hexoden im Hinblick auf ihre übliche Verwendung als Misch-und Regelröhre ging darauf hinaus, eine Stauung der Elektronen vor dem dritten Gitter aus folgenden Gründen zu ver- meiden.
Eine Elektronenstauung bewirkt nämlich :
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1. eine Vergrösserung der Elektronenlaufzeiten, wodurch leicht infolge Umkehr der Elektronen ein Gitterstrom auf dem ersten Gitter entsteht,
2. das Auftreten von Pendelungen der Elektronen und damit von Barkhausen-Kurz-Schwingungen, wodurch ein Rauschen verursacht wird, 3. eine ungünstiger Stromverteilung, was eine Verringerung der Steilheit mit sich bringt,
4. eine Verringerung des Innenwiderstandes und damit eine Verschlechterung des Verhältnisses des bei normalen Verstärkern üblichen Aussenwiderstandes zum Innenwiderstand.
Aus diesen Gründen wurde'z. B. die neue bekannte Hexode AH 1 (mit Exponentialgitter) so ausgebildet, dass keine Raumladung zwischen dem ersten Schirmgitter und dem darauffolgenden Gitter auftritt, was durch eine Verkleinerung des Abstandes zwischen diesen Gittern auf zirka 1 mm erreicht wurde. Bei der früheren Röhre RENS 1234 war der Abstand nämlich gleich 3 mm und infolgedessen eine geringe Raumladung vorhanden ; sie hatte als Misch-oder Regelrohre die oben erwähnten unangenehmen Eigenschaften und für die Verwendung als Verstärkerröhre noch keine geradlinige Kennlinie.
Bei der Entwicklung dieser Röhren hat man also übersehen, dass bei bewusster Anwendung einer bestimmten Raumladung der besondere Vorteil einer geradlinigen Kennlinie auftritt, welche für bestimmte Fälle, z. B. Antennenverstärker, so wichtig ist, dass man die oben angeführten Effekte in Kauf nehmen kann. Dabei brauchen diese Effekte, da die Röhre ja nicht als Misch- oder Regelröhre, sondern als reine Verstärkerröhre betrieben werden soll, nicht unbedingt von Nachteil zu sein.
Es war an sich bekannt, die Röhre RENS 1234 in der Weise zu schalten, dass das dritte Gitter eine feste Vorspannung erhält. Der Zweck dieser Verwendung war jedoch der, dass man in einer Stufe, in der man an sich nur eine Penthode verwenden konnte, zwecks einheitlicher Röhrenbestückung eine Hexode einsetzte. Diese bekannte Schaltungsweise führt jedoch keineswegs zu einer geraden Kennlinie, da, wie oben gesagt, die Röhre RENS 1234 eine Exponentialkennliniè besass. Ferner ist bei dieser Röhre die Raumladung noch verhältnismässig gering, so dass auch aus diesem Grunde eine lineare Kennlinie mit dieser Röhre nicht zu erreichen war. Für die Röhre AH 1 treffen diese Gründe in verstärktem Masse zu, da sie ebenfalls eine Exponentialkennlinie besitzt und das Auftreten einer Raumladung absichtlich unterdrückt ist.
Wenn man die Röhre RENS 1234 mit einem gleichmässigen Gitter bauen würde und dem dritten Gitter eine feste negative Vorspannung geben würde, so würde man bei richtig gewählter Vorspannung dieses Gitters schon eine geradlinigere Kennlinie erzielen als dies bei Trioden und Penthoden der Fall ist. Allerdings würde das Ziel der linearen Kennlinie noch nicht soweit erreicht, wie dies erfindungsgemäss möglich ist, wenn die Röhre zur Erzielung einer genügenden Raumladung ausgebildet ist.
Die Erfindung bezieht sich, wie gesagt, auch auf geeignet bemessene und betriebene Dreigitterröhren. Der Unterschied solcher erfindungsgemäss bemessenen und betriebenen Röhren gegen- über den bekannten Penthoden liegt in folgendem : Bei den Hochfrequenzpenthoden ist der Strom, bezogen auf die Kathodenlänge und die übrigen Röhrenabmessungen zu klein, um merkliche Raumladungen vor dem Bremsgitter zu bewirken, denn der Kathodenstrom beträgt nur 10 mA. Infolgedessen ist die Raumladung so gering, dass eine lineare Kennlinie nicht zu erreichen ist. Bei Endpenthoden ist bei normalen Betriebsbedingungen ebenfalls eine so geringe Raumladung vorhanden, dass ein Einfluss auf den Kennlinienverlauf praktisch nicht vorhanden ist. Das liegt im wesentlichen an der dabei üblichen grossen Steigung des dritten Gitters. Wenn man z.
B. die Vorspannung des Bremsgitters von 0 bis-100 Volt ändern wollte, so würde fast keine Änderung des Anodenstromes und also fast keine Drehung der Kennlinie auftreten. Dieser geringe Einfluss der Bremsgitterspannung zeigt bereits die Abwesenheit von Raumladungen ; denn eine vorhandene Raumladung lässt sich durch die Spannung benachbarter Gitter immer leicht beeinflussen.
Voraussetzung für die Linearisierung ist, wie gesagt, bei der Erfindung eine merklich starke Raumladung zwischen dem zweiten und dritten Gitter. Die Elektronenraumladung kann man auf folgende Weise vergrössern :
1. durch Vergrösserung des Abstandes zwischen dem zweiten und dritten Gitter, was anfangs angegeben wurde,
2. durch Erhöhung der Stromdichte, z. B. durch Vergrösserung des von der Kathode ausgehenden, das zweite Gitter passierenden Stromes. Dies ist die zweite Ausführungsform der Erfindung,
3. durch Verkleinerung der Geschwindigkeit der Elektronen (s. unten).
Diese Mittel kann man beliebig miteinander kombinieren.
Es wurde bereits erwähnt, dass der Durchgriff durch das dritte Gitter nicht zu gross sein soll und dass die Spannung der Anode bzw. eines etwaigen vierten Gitters auf die Raumladung einen Einfluss ausübt.
Wie anfangs angegeben, ist zur Erzielung der geraden Kennlinie auch die Spannung des dritten Gitters massgebend. Man kann diesen Einfluss folgendermassen ausdrücken :
Für eine bestimmte Stromdichte (gegeben durch die Abmessungen der Röhre und durch die Schirmgitterspannung und die eingestellte Vorspannung des ersten Gitters) müssen die Abstände zwischen dem zweiten und dritten Gitter und die Steigungen der Windungen des dritten Gitters so gross und die Vorspannung des dritten Gitters so stark negativ sein, dass eine merkliche Stauung der
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Elektronen vor dem dritten Gitter eintritt und die Stromverteilung zwischen dem zweiten Gitter einerseits und dem vierten Gitter und der Anode anderseits von der Stromdichte (gesteuert durch das erste Gitter) in bestimmter Weise abhängig wird.
In Fig. 5, welche die Verhältnisse genauer darstellt als Fig. 2, ist dies näher veranschaulicht.
Der durch das Gitter à in Fig. 3b zum Gitter G4 und zur Anode fliessende Strom hat normalerweise den Verlauf der ausgezogenen Kurve Ja+J4. Infolge der erfindungsgemäss bemessenen Raumladung zwischen G2 und Ga wird ein Teil der Elektronen zur Umkehr gezwungen und gelangt zum Gitter G2.
Der Strom J2 zum Gitter G2 nimmt deshalb, wie gestrichelt gezeichnet, bei geringerer negativer Gitter- vorspannung-Ci und dementsprechend stärkeren von der Kathode ausgesandten Strömen zu und der Strom Ja-j-J dementsprechend ab, so dass diese letztere gestrichelte Kennlinie Ja+J4, also die Steuerspannungs-Anodenstromkennlinie, geradlinig wird.
Von Interesse ist noch, warum man bei den bekannten Hexoden eine Erhöhung der Stromdichte und eine Verkleinerung der Elektronengesehwindigkeit nicht erreichen kann. Man kann den Strom vergrössern, indem man die Spannung von ssi positiv macht. Dadurch kommt man aber in das Gitterstromgebiet, was meistens nicht erwünscht ist. Man könnte den Strom weiterhin dadurch steigern, dass man die Spannung des ersten Schirmgitters vergrössert. Dadurch erhält man grössere Elektronengeschwindigkeiten und dadurch wieder kleinere Raumladungen. Dieser Weg der Stromvergrösserung führt also nicht zum Ziel. Bei einer Erniedrigung der Spannung des ersten Schirmgitters G2 erhält man kleinere Elektronengeschwindigkeiten, aber zugleich kleinere Ströme und damit wird durch diese Massnahme der gewünschte Zweck noch nicht erreicht.
Also ist bei normalen Röhren mit negativer Vorspannung des ersten Gitters die erforderliche Raumladung nicht zu erzielen, da diese Röhren nicht zur Erreichung dieses Zieles bemessen sind. Auch durch Änderung der Spannung am dritten Gitter kann praktisch die Stromdichte nicht genügend stark geändert werden. Dass also diese vorgenannten Massnahmen bei bisher bekannten Hexoden nicht ausreichen, kann man auch leicht durch Messung an diesen Röhren feststellen.
Bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung werden die Abstände und Steigungen des ersten und zweiten Gitters so bemessen, dass bei normalen Betriebsspannungen am zweiten Gitter (Grössenordnung 100 Volt) ein wesentlich grösserer Strom bei der Gitterspannung Null des ersten Gitters von der Kathode ausgeht, als es bei den heutigen Hexoden der Fall ist. Bei den normalen bisher gebauten Hexoden betrug dieser Strom etwa 10 mA, während er bei einer gemäss der Erfindung aufgebauten Röhre 20 mA beträgt. Die Mittel zur Erhöhung des Stromes sind an sich bekannt. Ein solches Mittel besteht darin, dass das erste Gitter nahe an die Kathode gelegt wird.
Ein weiteres Mittel zur Erhöhung der Stromdichte besteht darin, dass dem Steuergitter eine ovale Form gegeben wird, so dass der von der Kathode ausgehende Strom auf kleine Sektoren beschränkt wird, so dass sich die Stromdichte gegenüber dem Fall der Verwendung kreisrunder Gitter erhöht.
Der Unterschied der erfindungsgemäss aufgebauten Röhre, welche die Typenbezeichnung AH 100 erhalten hat, besteht also darin, dass sie kein Exponentialgitter besitzt, und dass der Kathodenstrom wesentlich grösser ist als bisher. Bei dieser Röhre beträgt der Abstand zwischen dem zweiten und dritten
Gitter etwa 3 mm. Durch diese Massnahme wurde erreicht, dass zwischen-0, 6 Volt und-2, 8 Volt am dritten Gitter der Klirrfaktor für eine Wechselspannung von l Volt auf dem ersten Gitter und bei
Kurzschlussbetrieb (RA-Ri) unterhalb von 1% blieb. Unter den gleichen Bedingungen ergibt sich bei normalen Penthoden ein Klirrfaktor von zirka 10%.
Die Abmessungen der Röhre AR 100 sind folgende :
Länge der emittierenden Kathode 30 mm (Systemlänge)
Kathode : 1, 8 mm 0
1. Gitter 2, 6x 4, 35 mm oval
Steigung 0,45 mm
Draht 0,07 mm 0
2. Gitter 4, 5x7, 5 mm oval
Steigung 0, 5 mm
Draht 0,07 mm 0
3. Gitter 11 mm 0
Steigung 0, 52 mm
Draht 0,1 mm 0 4. Gitter 15mm 0
Steigung 0, 45 mm
Draht 0,1 mm 0
Anode 21 mm 0
Von Interesse ist noch, wie man feststellt, ob eine Röhre eine Raumladung besitzt oder nicht.
Dies soll an Hand der Fig. 6 und 7 erklärt werden. Der Kathodenstrom JK in Fig. 6 besitzt immer eine gekrümmte Kennlinie gemäss dem bekannten Raumladungsgesetz. Der Anodenstrom Ja und der
Schirmgitterstrom J2 stellt bei normalen Röhren ohne Raumladung einen von der Spannung Pi angenähert unabhängigen Bruchteil des Kathodenstroms JK dar. Diese Ströme stehen also in einem
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von U1 unabhängigen Verhältnis zueinander, wenn keine Raumladung vorhanden ist. Fig. 7 zeigt dagegen, dass ein solches festes Verhältnis bei einer Röhre mit der erfindungsgemäss bemessenen Raumladung nicht mehr besteht. Der Kathodenstrom JK hat nach wie vor den gekrümmten Kennlinienverlauf, während der Anodenstrom Ja durch die erfindungsgemässe Bemessung und Betrieb eine geradlinige Kennlinie besitzt.
Der Schirmgitterstrom J2 verläuft dementsprechend stärker gekrümmt und das Verhältnis des Schirmgitterstromes zum Anodenstrom ändert sich stark mit U1 derart, dass es mit nach Null hin sich änderndem U1 stark zunimmt.
Die Erfindung ist beispielsweise besonders gut in allen Fällen anwendbar, in denen dem Steuergitter einer Röhre ein Frequenzgemisch zugeführt wird. Dieser Fall liegt z. B. bei Antennênverstärkern und Fernsprèchverstärkern und periodischen Eingangsröhren von Empfängern vor. Bei solchen Verstärkern ist es sehr wichtig, dass keine gegenseitige Modulation der einzelnen Frequenzen und damit neue Frequenzen entstehen (Kreuzmodulation).
Ein weiteres Anwendungsgebiet ist die Messtechnik. Durch die unvermeidbaren Änderungen des Kontaktpotentials zwischen Gitter und Kathode ändert sich nämlich bei geeichten Messverstärkern mit der Zeit die Steilheit und Verstärkung der Röhre, da die erstere bei Raumladungskennlinien proportional der Wurzel aus der Steuerspannung ist. Diese Ursache der Steilheitsänderung fällt wegen der über einen gewissen Bereich der Spannung des ersten Gitters konstanten Steilheit bei der erfindunggemäss bemessenen und betriebenen Röhre fort.
Eine weitere Anwendungsmöglichkeit besteht in der letzten Niederfrequenzverstärkerstufe vor einer Gegentaktendstufe, da nur im Falle einer Einfachendstufe die Verzerrungen der Vorstufe teilweise ausgeglichen werden.
Bei den bisher beschriebenen Anwendungsbeispielen der Erfindung war nur beabsichtigt, die Röhre mit einer einzigen Schwingung zum Zwecke der Verstärkung zu steuern, da es auf die zum Steuergitter gehörige gerade Kennlinie ankam.
Gemäss einem weiteren Anwendungsbeispiel der erfindungsgemässen Röhre wird eine derartige Röhre zur Modulation von Schwingungen angewendet, indem die eine Schwingung dem Steuergitter und die andere Schwingung dem von der Kathode aus gesehen hinter der Raumladung befindlichen Verteilungsgitter zugeführt wird.
In Fig. 8 ist ein Schaltungsbeispiel für eine derartige Anwendung auf eine Hexode dargestellt, welche gemäss der Erfindung bemessen und betrieben ist. Die eine Schwingung wird dem Gitter GI und die andere dem Gitter ssg zugeführt. Zwischen dem positiv vorgespannten Gitter G und dem Gitter G3 befindet sich infolge der Bemessung der Röhre und insbesondere der richtig gewählten Vorspannung-pis am Gitter Gs eine Raumladung Q, welche bewirkt, dass die Kennlinie des Gitters ( geradlinig wird.
Das Gitter G4 dient zur Erhöhung des Innenwiderstandes der Röhre.
Zur Erzielung einer verzerrungsfreien Modulation sind folgende beiden Bedingungen erforderlich.
Erstens muss die Steilheit der Kennlinie des ersten Gitters bei konstanter Spannung am dritten Gitter für verschiedene Spannungen am ersten Gitter konstant sein, d. h. das erste Gitter muss eine gerade Kennlinie besitzen. Diese Eigenschaft haben die Röhren, die nach der Erfindung bemessen und betrieben sind. Zweitens muss die Steilheit der Kennlinie des ersten Gitters linear abhängig von der Spannung am dritten Gitter sein. Bei gleichen Spannungsänderungen am dritten Gitter muss sich also die Steilheit der Kennlinie des ersten Gitters in gleichem Masse ändern. Dies bedeutet, dass in der fächerförmigen Kennlinienschar des ersten Gitters die verschiedenen Kennlinien für die verschiedenen Spannungen am dritten Gitter gleiche Abstände voneinander bei einer bestimmten Spannung am ersten Gitter haben müssen (gleiche Spannungsunterschiede am dritten Gitter vorausgesetzt).
Messungen haben gezeigt, dass bei der erfindungsgemäss bemessenen und betriebenen Röhre nicht nur die Bedingung 1, sondern auch die Bedingung 2 erfüllt ist. Dies geht aus der Fig. 9 hervor, welche die Abhängigkeit der Steilheit Sg, der Kennlinien des Gitters G'i in Abhängigkeit von der Span-
EMI5.1
Man sieht, dass die Steilheitskennlinien für verschiedene Spannungen U1 am Gitter Gj weitgehend linear sind.
Fig. 10 zeigt zum Vergleich die entsprechenden Kennlinien für die Röhre CH 1, bei denen man von einer Geradlinigkeit nicht sprechen kann.
Aber auch aus anderen Gründen ist die Anwendung einer Röhre mit gerader Kennlinie am Steuergitter zur Modulation sehr vorteilhaft. Dies gilt z. B. für die Mischstufe von Superhet-Empfängern mit geringer Eingangsselektion, insbesondere einem Einbereichsuperhet. Bei diesem ist es sehr wichtig, dass das Eingangsgitter eine gerade Kennlinie besitzt, weil sonst durch gegenseitige Modulation der auf das Eingangsgitter gelangenden Frequenzen Pfeifstörungen entstehen.
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