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Schaltung zum Verstärken von Spannungen sehr hoher Frequenz
Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltung zum Verstärken von Spannungen sehr hoher Frequenz mit Hilfe von Elektronenröhren mit zwei Kathodenzuführungen, wie sie beispielsweise aus den franz. Patentschriften Nr. 865. 580 und Nr. 865. 777 bekannt sind.
Wie bekannt, ist bei den heute üblichen Pentoden zur Hochfrequenzverstärkung die Anoden-Steuergitter-Kapazität auf einen sehr kleinen Wert, im allgemeinen unter 0, 01 pF verringert, so dass die Kopplung der an das Gitter bzw. an die Anode angeschlossenen Schwingungskreise sehr lose ist. Deshalb kann die mit einer Röhre erreichbare Spannungsverstärkung ohne Gefahr der Eigenerregung sehr gross (100-200-fach) sein, welcher Umstand in den Zwischenfrequenzstufen (ungefähr 0, 5 MHz) von Radioapparaten nutzbar gemacht wird.
Es ist auch bekannt, dass bei sehr hohen Frequen- zen, insbesondere bei solchen über 20 MHz, die kleine Gitter-Anodenkapazität zum Trennen der an das Gitter bzw. an die Anode geschalteten Schwingungskreise nicht ausreicht.
Es wurde gefunden, dass der Grund dieser Erscheinungen darin zu suchen ist, dass bei sehr hohen Frequenzen der grössere Teil der Abstimmkapazitäten der Schwingungskreise durch die Eingangs- und Ausgangskapazitäten der Verstärkerröhre gebildet wird, da nur auf diese Weise genügend grosse Schwingungskreiswiderstände erreicht werden können. Insbesondere trifft dies für den Breitband-Zwischenfrequenzverstärker von Fernsehempfängern zu.
Als eine weitere Ursache wurde festgestellt, dass die Induktivität der Zuführungen der dem Steuergitter bzw. der Anode benachbarten geerdeten Elektroden, wie die Kathode, Schirmgitter, Bremsgitter, Abschirmarmatur, bei sehr hohen Frequenzen bereits eine ansehnliche Impedanz bildet, so dass die Kapazitäten des Steuergitters bzw. der Anode zur Kathode, zum Bremsgitter und zu den Abschirmarmaturen bzw. zum Abschirmgitter eine wesentlich festere Kopplung der Schwingungskreise ergeben, als die Anoden-Steuergitterkapazität bei mässig hohen Frequenzen.
Demzufolge ist bereits das erste Abstimmen der sogenannten verstimmten Stufen, wie sie in den Breitband-Zwischenfrequenz- verstärkern von Fernsehempfänger üblich sind, sehr umständlich, schwierig und zeitraubend und muss im Falle eines Röhrenwechsels wiederholt werden, da sowohl gemäss den Hinweisen in der Fachliteratur als auch gemäss eigener Erfahrung das Abstimmen der einzelnen Schwingungskreise voneinander nicht unabhängig ist, so dass bei einem Röhrenwechsel die Übertragungskurve zufolge der Streuung der die Kopplung der einzelnen Röhren bestimmenden Induktivitäten und Kapazitäten sich ändert.
Es wurde ferner beobachtet, dass es in bezug auf die Trennung des Gitterkreises und des Anodenkreises von wesentlicher Bedeutung ist, die Wege der hochfrequenten Ströme nach Möglichkeit vorzuschreiben. Im Falle einer Röhre mit zwei Kathodenzuführungen bedeutet dies bekanntlich, dass man den hochfrequenten Strom des Steuergitterkreises zwingen muss, dass sein grösster Teil durch die in diesem Kreis liegende Kathodenzuführung fliesst, wobei für den hochfrequenten Strom des Anodenkreises dasselbe in bezug auf die in diesem Kreis liegende Kathodenzuführung gilt.
Zweck der Erfindung ist also die Schaffung einer Schaltung mit Elektronenröhren mit zwei Kathodenzuführungen, mit welcher die obigen Nachteile behoben werden können und welche demnach zum Verstärken von Spannungen sehr hoher Frequenz (über 5 MHz) in derselben einfachen Weise geeignet ist, wie dies bei mässig hohen Frequenzen (unter 5 MHz) auch bisher möglich war.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zum Verstärken von Spannungen sehr hoher Frequenz, bei welcher mehrere Mehrgitterverstärkerröhren mit jeweils einer Anode, einer mit einer ersten und einer zweiten Zuführung versehenen Kathode, einem Steuergitter, einem Schirmgitter und einem Bremsgitter sowie Schwingungskreise vorgesehen sind, über die die Röhren derart in Reihe geschaltet sind, dass jeweils die Anode einer ersten Röhre mit dem Steuergitter der auf sie folgenden zweiten Röhre über einen Schwingungskreis verbunden ist, dessen kaltes Ende mit dem Bremsgitter der ersten Röhre direkt und mit deren zweiter Kathodenzuführung über einen Kondensator
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sowie mit dem Steuergitter der zweiten Röhre über einen Kondensator und mit deren erster Kathodenzuführung über einen weiteren Kondensator verbunden ist.
Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, dass von den kalten Punkten
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jeweils der eine direkt, der andere aber über einen ohm'schen Trennwiderstand derart geerdet ist, dass bei jeder der Röhren die eine Kathodenzuführung direkt und die andere über den Trennwiderstand geerdet ist.
Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der anliegenden Zeichnung erläutert. Die Zeichnung zeigt als Ausführungsbeispiel die Schaltung nach der Erfindung in ihrer Anwendung in der Zwischenfrequenzverstärkerstufe eines Fernsehempfängers.
Die Bezugszeichen 1, 2, 3 und 4 bezeichnen die vier Verstärkerröhren der Stufe, die vorteilhaft als Pentoden gebaut sind. Jede der Pentoden weist zwei Kathodenzuführungen auf. Man kann beliebige Pentoden mit zwei Kathodenzuführungen verwenden, vorzugsweise wird man jedoch Pentoden verwenden, bei der die Zuführungen der Elektroden so angeordnet sind, dass durch ihre gegenseitige Lage innerhalb der Röhre und/oder durch Anbringung von Abschirmorganen zwischen ihnen ausser der sehr kleinen gegenseitigen Kapazität zwischen den Zuführungen des Steuergitters und der Anode auch die Kapazität zwischen den Zuführungen einiger der andern Elektroden klein ist.
Bei einer solchen Röhre ist zweckmässig die Anordnung so getroffen, dass die Zuführungen zu dem einen Kathodenanschluss, zum Steuergitter und zum zweiten Gitter (Schirmgitter) einerseits und die Zuführungen zu den übrigen Elektroden und den Abschirmorganen nebst der zweiten Kathodenzuführung anderseits, in der Röhre so angeordnet sind, dass infolge der gegenseitigen Lage der Zuführungen und/oder durch Vorhandensein von Abschirmorganen zwischen den Zuführungen die Kapazität zwischen den Zuführungen des Steuergitters bzw.
der Anode, die, wie vorstehend ausgeführt, verschiedenen gedanklich festgelegten Gruppen angehören, und den Zuführungen der Elektroden der jeweils andern Gruppen klein, vorzugsweise kleiner als 0, 2 pF, ist, wobei die Zuführungen des Schirmgitters und der Anode durch Anordnung mindestens einer andern Elektrodenzuführung zwischen denselben derart angeordnet sind, dass ihre gegenseitige Kapazität klein, vorzugsweise kleiner als 0, 2 pF, ist.
Die Gleichrichterröhre der Stufe ist mit 5 bezeichnet ; 6, 7, 8 und 9 sind die einzelnen
Schwingungskreise und die diesen zugeordneten
Kopplungselemente. Die Elektroden der Pentoden sind so geschaltet, dass jedem Steuergitter je ein Schwingungskreis und jeder Anode je ein anderer Schwingungskreis zugeordnet ist, wobei der Anodenkreis einer Röhre identisch ist mit dem Gitterkreis der nachfolgenden Röhre.
Das Schirmgitter und die eine Kathodenzu- führung ist an den kalten Punkt des Schwingungskreises des Steuergitters angeschlossen, wobei an die andere Kathodenzuführung der kalte Punkt des an die Anode angeschlossenen Schwingungskreises, das Bremsgitter und die in der Röhre vorgesehenen Abschirmarmaturen angeschlossen sind.
Diese kalten Punkte sind mit den Bezugszeichen 10, 11, 12, 13 und 14 versehen. Die Kathodenzuführungen und das Schirmgitter sind über Kondensatoren angeschlossen. Im Sinne der Erfindung erfolgt zwecks Trennung der Schwingungskreise des Steuergitters und des Anodenkreises höchstens das hochfrequente Erden der einen Kathodenzuführung unmittel- bar, wobei die andere Kathodenzuführung unbedingt über einen Trennwiderstand (15, 16) geerdet ist.
Die Grösse des Widerstandes 15, 16 liegt bei z. B. 50 MHz und einer Bandbreite von 6 MHz und Anwendung einer Pentode, wie sie oben beschrieben wurde, z. B. einer Pentode der Type EF 80 T, zweckmässig zwischen 200 und 700 Ohm. Es können in andern Fällen auch Widerstände anderer Grösse Verwendung finden.
Die an die hochfrequenten warmen Punkte angeschlossenen Bestandteile, also der Schwingungskreis des Steuergitters und seine Kopplungselemente, sowie der Schwingungskreis der Anode und die zugehörigen Kopplungselemente sind abzuschirmen und die Abschirmarmaturen an die entsprechende Kathodenzuführung anzuschliessen.
Werden in der Schaltung automatisch gesteuerte Röhren angewendet, so ist es mit Rücksicht auf den Umstand, dass der Anodenstrom über eine besondere Kathodenzuführung zur Kathode in die im Steuergitterkreis liegende Kathodenzuführung zurückfliesst, zweckmässig, den Wert des bei solchen Schaltungen allgemein verwendeten, mit dem Kondensator in Reihe liegenden, hochfrequent nicht überbrückten Widerstandes (in der Zeichnung nicht dargestellt) in an sich bekannter Weise entsprechend dem Verhältnis des Kathodenstroms zum Hilfsgitterstrom zu erhöhen. So kann z. B. in der dargestellten Ausführungsform im Falle der Anwendung einer Röhre EF 80 T der Wert des Widerstandes von den üblichen 35 Ohm z. B. auf das Fünffache, also auf atwa 165 Ohm erhöht werden.
In der Schaltanordnung nach der Erfindung kann ausser einer Pentode der oben beschriebenen Art auch eine beliebige andere Pentode Verwendung finden, vorausgesetzt, dass sie zwei
Kathodenzuführungen aufweist. Auch die oben- angeführten Widerstandswerte bedeuten keine Einschränkung.
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