<Desc/Clms Page number 1>
Elektronenröhre zum Verstärken von Spannungen sehr hoher Frequenz
Die Erfindung betrifft eine Elektronenröhre zum Verstärken von Spannungen sehr hoher Frequenz.
Wie bekannt, ist die Anoden-Steuergitterkapazität bei den heute üblichen Hochfrequenz-Pentoden sehr klein, im allgemeinen unter 0,01 pF, 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 bis 200-fach) sein, welcher Umstand in den Be- reichen mittlerer Frequenz (ungefähr 0,5 MHz) in Radioapparaten nutzbar gemacht wird.
Es ist weiters bekannt, dass bei sehr hohen Frequenzen. insbesondere über 20 MHz-die kleine Ano- den-Gitterkapazität zum Entkoppeln der an das Gitter bzw. an die Anode der Röhre angeschlossenen Schwingungskreise nicht ausreicht. Es wurde festgestellt, dass den obigen Erscheinungen teils der Umstand zugrunde liegt, dass bei sehr hohen Frequenzen der grössere Teil der Abstimmkapazität des Schwingungskreises durch die Eingangs- und Ausgangskapazit11t der Verstärkerröhre gebildet wird, da nur auf diese Weise genügend grosse Schwingungskreiswiderstände erreichbar sind. Insbesondere trifft dies für zwischenfrequente Breitbandverstärker von Fernseh-Empfangsapparaten zu.
Ferner wurde festgestellt, dass eine weitere Ursache der genannten Schwierigkeiten darin besteht, dass die Induktivität der Zuführungen der dem Steuergitter bzw. der Anode benachbarten "geerdeten" Elektroden sowie der Kathode, des Abschirmgitters, des Bremsgitters und der Abschirmarmaturen, bei sehr hohen Frequenzen bereits eine nicht vernachlässigbare Impedanz bedeutet, so dass die verschiedenen Kapazitäten des Steuergitters bzw. der Anode zur Kathode, zum Bremsgitter und zu den Abschirmarmaturen bzw. zum Abschirmgitter eine wesentlich festere Kopplung der Schwingungskreise verursachen als die Anoden-Steuergitterkapazität bei mässig hohen Frequenzen. Deshalb ist bereits das erste Abstimmen der sogenannten verstimmten Stufen der zwischenfrequenten Breitbandverstärker, wie sie in Fernsehempfangsapparaten verwendet werden, umständlich und zeitraubend.
Ferner muss das Abstimmen im Falle eines Röhrenwechsels wiederholt werden, da sowohl gemäss den Hinweisen in der Fachliteratur als auch gemäss der Erfahrung der Patentinhaberin 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 festgestellt, dass der Wert der Kapazität durch die gegenseitige Anordnung der Elektrodenzuführungen entscheidend beeinflusst wird.
Gegenstand der Erfindung ist eine Elektronenröhre zum Verstärken von Spannungen sehr hoher Frequenz, mit einer mittelbar beheizten Kathode mit mindestens zwei Anschlüssen, einer Anode und mindestens zwei Gitterelektroden sowie mit Abschirmarmaturen, vorzugsweise eine Elektronenröhre mit drei Gittern, bei der die Zuführungen der Elektroden so angeordnet sind, dass durch ihre gegenseitige Lage innerhalb der Röhre und bzw. 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.
Durch diese Elektronenröhre können die obigen Nachteile vermieden werden, wobei mit ihr also die Verstärkung von Spannungen sehr hoher Frequenz (über 5 MHz) einfach durchgeführt werden kann und wobei mit der gleichen Sicherheit geregelt werden kann, wie dies bei den heute üblichen Hochfrequenz-Pentoden bei mässig hohen Frequenzen (unter 5 MHz) möglich ist.
<Desc/Clms Page number 2>
Die Erfindung besteht hiebei im wesentlichen darin, 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 Kathodenzufühmng anderseits, in der Röh- re so angeordnet sind, dass infolge der gegenseitigen Lage der Zuführungen und bzw. 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 Gruppe kleiner als 0, 2 pF, ist, wobei die Zuführungen des Schirmgitters und der Anode derart angeordnet sind, dass ihre gegenseitige Kapazität kleiner als 0,2 pF ist.
Die Erfindung wird in ihren Einzelheiten an Hand der Figuren der Zeichnung erklart.
Fig. 1 zeigt eine Elektronenröhre nach der Erfindung mit den zwei Gruppen der Zuführungen zu den Elektroden, die Fig. 2 bis 4 zeigen drei verschiedene Anordnungen der Elektrodenzuführungen der erfindungsgemässen Röhre.
Die Elektronenröhre 5 gemäss Fig. 1 weist eine vorteilhaft indirekt geheizte Kathode 6 mit zwei Zuführungen 7 und 8, ferner eine Anode 9, ein Steuergitter 10, ein Hilfsgitter 11, ein Bremsgitter 12 und einen Schirm 13 auf. Die eine Gruppe der Zuführungen zu den Elektroden bilden die Zuführungen zu den Gittern 10 und 11 und die Kathodenzuführung 7, die zweite Gruppe die Zuführungen zur Anode 9, dem Gitter 12, dem Schirm 13 und die Kathodenzuführung 8. An die Röhre sind zwei Schwingungskreise angeschlossen u. zw. an die die Anode enthaltende Gruppe der Schwingungskreis" 14, an die das Steuergitter enthaltende Gruppe der Schwingungskreis 15. Die "warmen" Punkte bilden in den einzelnen Gruppen das Steuergitter bzw. die Anode.
Den einen "kalten" Punkt 16 in der einen Gruppe bilden das Gitter 11 und die Kathodenzuführung 7, den andern "kalten" Punkt 17 das Gitter 12, der Schirm 13 und die Kathodenzuführung 8. Dass die Steuergitter-Anodenkapazität sehr klein sein muss, ist seit langem bekannt, die Er- findung beruht aber auf der Erkenntnis, dass bei der Verstärkung von Spannungen sehr hoher Frequenz (über 5 MHz) ausserdem die Kapazität zwischen dem Steuergitter 10 und dem"kalten"Punkt 17, ferner die Ka- pazitätzwischen derAnode9und dem"kalten"Punktl6 kleiner alsO. ZpF sein muss.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung in der Form der Anordnung de : Elektrodenzuführungen der Elektronenröhre gemäss Fig. 1. Im angenommenen Beispiel weist die Röhre neun Elektrodenzuführungen
EMI2.1
sind zwecks Verringerung der Schirmgitter-Anodenkapazität, unter den Wert von 0,2 pF, diese zwei Zuführungen, abweichend von der bisher üblichen Weise, nicht nebeneinander angeordnet, sondern es liegt die Zuführung des Bremsgitters R zwischen denselben. So ist die Kapazität zwischen der Anode und dem dem "kalten" Punkt der andern Elektrodengruppe zugeordneten Schirmgitter kleiner als 0,2 pF.
Ein zweites Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 3. In den Fig. 2 bis 4 bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile. Bei der fern abliegenden Anordnung der Zuführung des Gitters R von der Zuführung der Anode ist auch der Abstand der gemeinsamen Zuführung des Bremsgitters R und des Schirmes S (in Fig. 3
EMI2.2
den kleiner als 0,2 pF ist. Wie oben bereits erwähnt, bilden das Bremsgitter und der Schirm die "kalten" Punkte der das Steuergitter nicht enthaltenden Elektrodengruppe.
Beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 4 sind die Zuführungen derart angeordnet, dass nicht nur der Abstand der Zuführungen des Schirmgitters von der Anodenzuführung und der gemeinsamen Zuführung des Bremsgitters und der Abschirmarmatur von der Zuführung des Steuergitters so gross ist, dass sich zwischen denselben eine Kapazität unter 0,2 pF ergibt, sondern es sind ausserdem die beiden Kathodenzuführungen derart angeordnet, dass der Abstand der Kathodenzuführung in der die Steuergitterzuführung enthaltenden Zuführungsgruppe von der Anodenzuführung und der Abstand der Kathodenzuführung in der die Anodenzuführung enthaltenden Zuführungsgruppe von der Zuführung des Steuergitters so gross ist, dass die Kapazität zwischen denselben kleiner als 0,2 pF sind.
Die Erfindung kann auch in Form anderer Ausführungen verwirklicht werden. Die Elektronenröhre braucht nicht drei Gitter aufzuweisen, sie kann auch eine Tetrode mit zwei Gittern sein, bei welchen die Elektrodenzuführungen ebenfalls in zwei Gruppen gemäss der Erfindung zugeteilt sind. Auch sind andere erfindungsgemässe Anordnungen der Zuführungen möglich als jene der Fig. 2-4.
Im Falle sehr kleiner Wellenlängen, also sehr hoher Frequenzen, kann die verringerte Kapazität wesentlich unter 0,2 pF liegen und auch 0, 1 pF, ja sogar 0, 05 pF betragen.
<Desc/Clms Page number 3>
Zwecks Verringerung der Kapazität zwischen den Elektroden können neben der entsprechenden Anordnung der Elektrodenzuführungen selbst zwischen denselben noch abschirmende Armaturen vorgesehen werden, die ebenfalls zur Verringerung der gegenseitigen Kapazität beitragen. Zum selben Zweck können ferner weitere Mittel angewendet werden, z. B. kann zum Verringern der Schirmgitter-Anodenkapazität das zwischen denselben liegende Bremsgitter mit einer dichteren Wicklung, also mit kleineren Maschen als bisher üblich, gefertigt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektronenröhre zum Verstärken von Spannungen sehr hoher Frequenz, mit einer mittelbar beheizten Kathode mit mindestens zwei Anschlüssen, einer Anode und mindestens zwei Gitterelektroden sowie mit Abschirmarmaturen, vorzugsweise eine Elektrone11l'öhre mit drei Gittern, bei der die Zuführungen der Elektroden so angeordnet sind, dass durch ihre gegenseitige Lage innerhalb der Röhre und bzw.
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, dadurch gekennzeichnet, 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 bzw. 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 Gruppe kleiner als 0, 2 pF, ist, wobei die Zuführungen des Schirmgitters und der Anode derart angeordnet sind, dass ihre gegenseitige Kapazität kleiner als 0, 2 pF ist.
<Desc / Clms Page number 1>
Electron tube for amplifying voltages of very high frequency
The invention relates to an electron tube for amplifying voltages of very high frequency.
As is known, the anode control grid capacitance in the high-frequency pentodes customary today is very small, generally below 0.01 pF, so that the coupling of the oscillation circuits connected to the grid or to the anode is very loose. Therefore, the voltage gain that can be achieved with a tube can be very large (100 to 200 times) without the risk of self-excitation, which fact can be used in radio sets in the medium frequency range (approx. 0.5 MHz).
It is also known that at very high frequencies. in particular above 20 MHz - the small anode grid capacitance is insufficient for decoupling the oscillation circuits connected to the grid or to the anode of the tube. It was found that the above phenomena are partly based on the fact that at very high frequencies the greater part of the tuning capacity of the oscillating circuit is formed by the input and output capacitance of the amplifier tube, since this is the only way to achieve sufficiently large oscillating circuit resistances. This is particularly true for intermediate-frequency broadband amplifiers of television receivers.
It was also found that another cause of the difficulties mentioned is that the inductance of the leads of the "grounded" electrodes adjacent to the control grid or the anode, as well as the cathode, the shielding grid, the braking grid and the shielding fittings, already have an effect at very high frequencies Non-negligible impedance means that the different capacities of the control grid or the anode to the cathode, to the brake grid and to the shielding fittings or to the shielding grid cause a much stronger coupling of the oscillating circuits than the anode control grid capacitance at moderately high frequencies. Therefore, the first tuning of the so-called detuned stages of the intermediate-frequency broadband amplifiers, as used in television receivers, is cumbersome and time-consuming.
In addition, the tuning must be repeated in the event of a tube change, since both according to the information in the specialist literature and according to the experience of the patent holder, the tuning of the individual oscillation circuits is not independent of one another, so that when a tube is changed, the transfer curve is due to the spread of the coupling of the individual tubes determining inductances and capacitances changes. It was also found that the value of the capacitance is decisively influenced by the mutual arrangement of the electrode leads.
The invention relates to an electron tube for amplifying voltages of very high frequency, with an indirectly heated cathode with at least two connections, an anode and at least two grid electrodes and with shielding fittings, preferably an electron tube with three grids, in which the leads of the electrodes are arranged in this way that due to their mutual position within the tube and / or by attaching shielding elements between them, in addition to the very small mutual capacitance between the leads of the control grid and the anode, the capacity between the leads of some of the other electrodes is also small.
With this electron tube, the above disadvantages can be avoided, with it thus the amplification of voltages of very high frequency (over 5 MHz) can be carried out easily and with the same level of security as is the case with today's high-frequency pentodes moderately high frequencies (below 5 MHz) is possible.
<Desc / Clms Page number 2>
The invention consists essentially in that the leads to the one cathode connection, to the control grid and to the second grid (screen grid) on the one hand and the leads to the other electrodes and the shielding elements along with the second cathode supply on the other hand are arranged in the tube that due to the mutual position of the feeds and / or due to the presence of shielding elements between the feeds, the capacity between the feeds of the control grid or
of the anode, which, as stated above, belong to different conceptually defined groups, and the leads of the electrodes of the respective other group is less than 0.2 pF, the leads of the screen grid and the anode being arranged in such a way that their mutual capacitance is smaller than 0.2 pF.
The invention is explained in detail with reference to the figures of the drawing.
Fig. 1 shows an electron tube according to the invention with the two groups of leads to the electrodes, Figs. 2 to 4 show three different arrangements of the electrode leads of the tube according to the invention.
The electron tube 5 according to FIG. 1 has an advantageously indirectly heated cathode 6 with two leads 7 and 8, furthermore an anode 9, a control grid 10, an auxiliary grid 11, a braking grid 12 and a screen 13. One group of the leads to the electrodes form the leads to the grids 10 and 11 and the cathode lead 7, the second group the leads to the anode 9, the grid 12, the screen 13 and the cathode lead 8. Two oscillation circuits are connected to the tube u. between the group containing the anode, the oscillation circuit "14", and the group containing the control grid, the oscillation circuit 15. The "warm" points in the individual groups form the control grid or the anode.
One "cold" point 16 in one group is formed by the grid 11 and the cathode feed 7, the other "cold" point 17 is formed by the grid 12, the screen 13 and the cathode feed 8. The control grid anode capacitance must be very small known for a long time, but the invention is based on the knowledge that when amplifying voltages of very high frequency (over 5 MHz), the capacitance between the control grid 10 and the "cold" point 17, and also the capacitance between the anode 9 and the "cold" point 16 smaller than O. ZpF must be.
FIG. 2 shows an embodiment of the invention in the form of the arrangement de: electrode leads of the electron tube according to FIG. 1. In the example assumed, the tube has nine electrode leads
EMI2.1
For the purpose of reducing the screen grid anode capacitance below the value of 0.2 pF, these two feeds, unlike the usual way, are not arranged next to each other, but the feed of the braking grid R lies between them. The capacitance between the anode and the screen grid associated with the "cold" point of the other electrode group is less than 0.2 pF.
A second exemplary embodiment is shown in FIG. 3. In FIGS. 2 to 4, the same reference symbols denote the same parts. In the case of the remote arrangement of the supply of the grid R from the supply of the anode, the distance between the common supply of the braking grid R and the screen S (in FIG. 3
EMI2.2
which is less than 0.2 pF. As already mentioned above, the braking grid and the screen form the "cold" points of the electrode group which does not contain the control grid.
In the embodiment according to FIG. 4, the feeds are arranged in such a way that not only the distance between the feeds of the screen grid from the anode feed and the common feed of the braking grid and the shielding fitting from the feed of the control grid is so great that there is a capacity below 0 between them , 2 pF results, but the two cathode feeds are also arranged such that the distance between the cathode feed in the feed group containing the control grid feed and the anode feed and the distance between the cathode feed in the feed group containing the anode feed and the feed of the control grid is so great that the capacitance between them are less than 0.2 pF.
The invention can also be implemented in other embodiments. The electron tube does not need to have three grids, it can also be a tetrode with two grids, in which the electrode leads are also divided into two groups according to the invention. Other arrangements of the feeds according to the invention are also possible than those of FIGS. 2-4.
In the case of very small wavelengths, that is to say very high frequencies, the reduced capacitance can be significantly below 0.2 pF and also 0.1 pF, even 0.05 pF.
<Desc / Clms Page number 3>
In order to reduce the capacitance between the electrodes, in addition to the corresponding arrangement of the electrode leads themselves, shielding fittings can also be provided between them, which also contribute to reducing the mutual capacitance. Further means can also be used for the same purpose, e.g. B. to reduce the screen grid anode capacitance, the brake grid lying between the same can be made with a denser winding, that is, with smaller meshes than previously usual.
PATENT CLAIMS:
1. Electron tube for amplifying voltages of very high frequency, with an indirectly heated cathode with at least two connections, an anode and at least two grid electrodes and with shielding fittings, preferably an electron tube with three grids, in which the leads of the electrodes are arranged in this way, that due to their mutual position within the tube and resp.
or by attaching shielding elements between them, besides the very small mutual capacitance between the feeds of the control grid and the anode, the capacitance between the feeds of some of the other electrodes is also small, characterized in that the feeds to one cathode connection, to the control grid and to the second Grids (screen grids) on the one hand and the leads to the other electrodes and the shielding elements as well. the second cathode feed on the other hand, are arranged in the tube in such a way that, due to the mutual position of the feeds and / or the presence of shielding elements between the feeds, the capacitance between the feeds of the control grid or
of the anode, which, as stated above, belong to different conceptually defined groups, and the leads of the electrodes of the respective other group is less than 0.2 pF, the leads of the screen grid and the anode being arranged in such a way that their mutual capacitance is smaller than 0.2 pF.