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Einrichtung zur Verhinderung des tlbersprechens bei Yerstärkerschaltungen mit einer
Anzahl von Elektronenröhren.
Die Erfindung bezieht sich auf Verstärkerschaltungen mit Elektronenröhrenverstärkern und bezweckt, das Übersprechen über die in Reihe geschalteten Glühfaden der Röhren zu verhindern.
Die Elektronenröhren der Schaltung sind in bekannter Weise mit ihren Glühfäden in Reihe an eine gemeinsame Stromquelle angeschaltet, wobei der Abgabestromkreis jeder Röhre zwischen der Platte und einer Klemme des Fadens geschaltet ist. Wenn die Röhren derart miteinander verbunden sind, so bewirken die durch die Sprechströme an den Endklemmen eines Glühfadens auftretenden Potential- änderungen auch Spannungsänderungen an den Nachbarröhren und wenn die Sprechstromkreise, die mit den Röhren verbunden sind, voneinander unabhängig sind, verursachen diese Potentialschwankungen störendes Überspreehen, besonders dann, wenn die Gitterstromkreise mit einer gemeinsamen konstanten Potentialquelle verbunden sind. Es ist nun.
Zweck dieser Erfindung, diese Pberspreeheinwirkung zu verhindern oder zu unterdrücken.
Ein besonderes Kennzeichen der Erfindung besteht in der Einschaltung des Abgabestromkreises jeder Röhre zwischen Platte und einem Punkte, der zwischen den Endklemmen des Fadens liegt. Bei einer besonderen Ausführung der Erfindung werden Impedanzelemente, vorzugsweise zwei Kondensatoren, in Reihe an die Glühfadenklemmen jeder Röhre angelegt und der Abgabestromkreis mit einem Punkte zwischen diesen Impedanzen verbunden. Ein anderes Kennzeichen der Erfindung, wodurch der vorhin angeführte Zweck vollständiger erfüllt wird, besteht in der Verbindung des früher erwähnten Zwischenpunktes des Fadens mit einem Punkte zwischen den Enden einer Induktanz. die im Plattenstromkreise zwischen Stromquelle und Platte geschaltet ist.
Fig. 1 zeigt schematisch eine gewöhnliche Anordnung von Stromkreisen für die Elektronenröhren von Telephonübertragem. Fig. 2 zeigt schematisch eine Abänderung der in Fig. 1 gezeigten Stromkreise. Fig. 3 zeigt ein Schema einer Ausführungsform dieser Erfindung in Verbindung mit den Übertragern. Fig. 4 zeigt ein Schema einer Abänderung der Anordnung nach Fig. 3. Fig. a und 6 sind schematische Darstellungen von Abänderungen bestimmter Teile der Stromkreise in Fig. 4.
Die Ursache des Cbersprechens bei den üblichen Anordnungen der Übertrrgerstromkreise soll an Hand der Fig. 1 und 2 erklärt werden. In Fig. sind 1, 2 und 3 Elektronenröhren, deren Glühfäden la. 2a und. ja in Reihe geschaltet sind, wobei Heizstrom von der Batterie A aus über eine Drosselspule 7. die durch einen Kontakt 8 kurzgeschlossen werden kann, geliefert wird.
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und den Primärwicklungen der Abgabetransformatoren geschaltet sind, um zu verhindern, dass Strom von der Batterie B über die Transformatoren fliesst.
Die Gitter der Röhren, die in Wirklichkeit zwischen Glühkathode und Anode angeordnet sind, werden mit Bezug auf die Glühfäden durch besondere Batterie 0, die zwischen Glüfaden und Gitter eingeschaltet sind, auf einem negativen Potential erhalten.
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Die Stromkreisanordnung nach Fig. 2 unterscheidet sich von der in Fig. 1 hauptsächlich darin, dass die Potentiale für die verschiedenen Gitter von einer gemeinsamen Batterie 0'abgeleitet werden, wobei jedes Gitter zu einer besonderen Klemme an dieser Batterie führt, so dass jedes mit Bezug auf den Glühfaden das gewünschte negative Potential erhält.
In jeder Elektronenröhre (Fig. 1 und 2) drückt die Batterie B ein im wesentlichen konstantes Potential zwischen Faden und Platte auf, so dass Gleichstrom durch den Raum in der Röhre fliesst, dessen Wert konstant ist, solange das Potential am Gitter mit Bezug auf den Faden unverändert bleibt. Sobald aber eine Störung dieses Potentials eintritt, wie z. B. durch ankommende Sprechströme, so wird der zwischen Platte und Faden bestehende Raumstrom in Übereinstimmung mit diesen Potentialveränderungen variieren. Der Gesamtraumstrom jeder Röhre, d. h. der Strom, der zwischen Platte und Faden fliesst, kann als aus zwei Komponenten bestehend angesehen werden ; Die erste Komponente ist der dauernde und konstante Strom aus der Batterie B und die zweite ist der Sprechwechselstrom.
Da die erste Komponente konstant ist und daher keine Störungen erzeugen kann, so kommt sie für den vorliegenden Fall nicht in Betracht. Die zweite Komponente, der Sprechstrom, fliesst über zwei parallele Stromweg ausserhalb der Röhre. Weitaus der grössere Teil dieses Stromes fliesst vom Faden der Röhre, zur Platte derselben über die Primärwicklung des zugehörigen Abgabetransformators ; dieser Strom wird
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Faden über den Fadenstromkreis, Erde, Batterie B und die zur Röhre gehörige Drosselspule 11 zur Platte, welcher Strom als Verluststrom bezeichnet wirj.
Der Spreehstrom'der Röhre 2 verursacht beim Durchgehen durch den Faden 2a darin einen Spannungsabfall und schafft so eine Potentialdifferenz zwischen den Fadenklemme 9 und 9a, welche Potentialdifferenz in Übereinstimmung mit den Veränderungen der Spreehströme sich ändert. Dies hat folgenden Einfluss auf die Nachbarrohren. Im Falle der Kontakt 8 geschlossen, also die Drossel-
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dem Sprechstrome alterniert ; dieser Strom verursacht also in den Fäden la iiiid einen-entsprechend wechselnden Spannungsabfall.
Das Gitter jeder Röhre hat, wenn es wie in Fig. l mit einer Klemme des Fadens verbunden ist. normal ein bestimmtes Potential gegen den Faden, das durch den Spannungsabfall im Faden ; der vom
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besonderen konstanten Potentialquelle wie in Fig. 2 verbunden sind, da in diesem Falle das Gitterpotential in den Röhren 1 und-3 ungestört bleibt, wogegen das Potential des Fadens variiert.
Wenn der Kontakt 8 geöffnet und die Spule 7 in den Fadenstromkreis eingeschaltet wird, kann die durch den Sprechstrom zwischen den Klemmen des Fadens 2a verursachte wechselnde Potentialdifferenz keinen entsprechenden Wechselstrom im Fadenstromkreis hervorrufen, da die Drosselwirkung der Drosselspule 7 dies nicht zulässt. Dies verursacht Potentialsehwaniilmgen de. s Fadens ku in bezug
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über die Batterie C mit einer Klemme des Fadens la, verbunden ist, da bei dieser Schaltung das Gitterpotential zusammen mit dem des Fadens fällt und steigt.
Wo jedoch eine gemeinsame Batterie 0'verwendet wird, wie in Fig. 2, bleibt das Gitterpotential stationär, während das Potential des Fadens schwankt, und in diesem Falle wird von der Röhre 2 in der
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Um nun die Wirkung dieses Teiles des Sprechstromes der Röhre 2, der oben als Verluststrom bezeichnet wurde und der über die Drosselspule 11 fliesst, zu erklären, sei vorerst angenommen, dass die Drosselspule 7 durch den Kontakt 8 wieder kurzgeschlossen wird, so dass der Verluststrom in im wesentlichen gleichen Teilen über die Fäden la und 3a zur Batterie B und Drosselspule 11 fliesst. Dieser Strom verursacht einen Potentialabfall in den Fäden la und 3a und erzeugt in den Röhren 1 und 3 Übelsprechen.
Im Falle der Kontakt 8 offen ist und also die Drosselspule 7 in den Fadenstromkreis eingeschaltet ist, wird der Verluststrom im wesentlichen beschränkt über diesen Teil des Fadenstromkreises, der die Spule ? nicht enthält, d. h. über die Fäden 2a und 3a ; zu fliessen, wodurch er einen Potential befall in diesen Fäden und ein Übersprechen von der Röhre 2 zur Röhre 3 bewirkt.
Obwohl obige Ausführung nur auf eine Erklärung beschränkt ist über die Art und Weise wie die Röhre 2 in ihren Nachbarrohren Übersprechen hervorruft, so ist klar, dass die Röhren 1 und 3 in gleicher Weise ein Übersprechen in ihren rechts und links benachbarten Röhren erzeugen.
Es soll nun gezeigt werden, wie das Übersprechen durch die vorliegende Erfindung vermieden werden kann ; eine hiezu geeignete Anwendung ist in Fig. 3 dargestellt.
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tierende Potentialdifferenz zwischen den Klemmen gleich Null und ihre Wirkung auf andere Röhren ist aufgehoben. Die richtige Auswahl der Lage des Punktes 15 hängt von der Röhrenkonstruktion ab und ist in der Regel nicht in der Fadenmitte, u. zw. aus dem Grunde, weil eine Klemme desselben mit Bezug auf die Platte je nach der Richtung des Fadenheizstromes auf einem niedrigeren Potentiale ist als die andere. Da die Elektronenentladung von irgend einem Punkte am Faden von seinem Potentiale zur Platte abhängt, so ist der Sprechstrom in der einen Hälfte des Fadens nicht gleich dem Sprechstrom in der andern Hälfte desselben.
Für gleiche und entgegengesetzte Spannungsabfälle ist daher der, Ort des Punktes 15 unweit von der Mitte. So steht-bei einer Röhrentype die Länge der Fadenteile vom Punkte 15 bis zu den Klemmen 9 und 9a im Verhältnisse 1 zu 1-23. Die Wirkung des Potential-' abfalles im Faden, der vom Sprechstrome'herrührt, wird so aufgehoben, aber die Wirkung-des Verl'st- stromes bleibt bestehen.
Durch vorliegende Erfindung wird der Verluststrom vom Fadenstromkreis durch einen Nebenschluss niederer Impedanz abgelenkt, welcher Nebenschluss einen Kondensator 18 enthält, dessen eine Klemme durch einen Draht 37 mit dem Punkte 15 und dessen andere Klemme mit der Klemme ; ; 8 der Drosselspule 11 in Verbindung steht. Eine zweite Verzögerungs-oder Drosselspule- ? J ist mit der Spule 11 wie gezeigt in Reihe geschaltet. Der Wechselstrom, der iiber die Spule 11 abfliesst, findet somit zwei parallele Stromwege.
Einer derselben führt vom Punkte 15 des Fadens über Draht 3Y und Konden- sator 18 zur Klemmens und der andere führt von den Fadenklemmen über den Fadenstromkreis, Batterie B und Drosselspule 11a. Der erstere Stromweg ist im Vergleiche zum zweiten von solch niedriger Impedanz. dass er den ganzen Wechselstrom, der über die Spule 11 entweicht, aufnimmt und so verhindert, dass dieser Strom über den Fadenstromkreis fliesst und in den andern Rohren Übersprechen verursacht.
Die Erfindung vermeidet so vollständig ein Überspreehen von der Röhre 2 und durch die gleiche Anordnung auch von den Röhren 1 und 3. Der Gitterstromkreis nach Fig. 3 ist der Einfachheit wegen in der Zeichnung weggelassen. Es ist klar, dass bei der Anordnung nach Fig. 3 die in Fig. 1 oder 2 gezeigten Stromkreise oder solehe anderer geeigneten Art benutzt werden können.
Da es für gewöhnlich infolge der Röhrenkonstruktion, schwierig ist, eine Verbindung zu einem Zwischenpunkte am Faden herzustellen, so wird nach der weiteren Erfindung (Fig. 4) das gleiche Resultat erzielt, wenn man den Leiter 36 des Abgabestromkreises zu einem neutralen Punkte Ma führt, der durch zwei Kondensatoren 16 und 17, die an die Fadenklemmen geschaltet sind, gebildet wird. Um einen vollständigen Ausgleich in einem bestimmten Falle einer Röhrentype zu erzielen, sind die Kondensatoren im Verhältnisse 123 zu 1 gewählt, wobei der grössere Kondensator mit der Klemme 9 verbunden ist.
Die Kondensatoren 12 der Fig. 1, 2 und 3 können weggelassen werden, da ihre Funktion nun ausschliess- lieh durch die Kondensatoren-M und- ? 7 besorgt wird.
Ein neutraler Punkt 15a kann auch durch die Überbrückung der Fadenklemmen durch andere Arten von Impedanzen, wie die Widerstände 48 und 49 in Fig. 5 oder einen Autotransformator mit den Wicklungen 20 und 21 in Fig. 6 erhalten werden, wobei die Verhältnisse derselben verkehrt dem Kapazitätsverhältnis der Kondensatoren sind, damit das entsprechende Impedanzverhältnis dasselbe bleibt. Wenn ein Autotransformator verwendet wird ist es im allgemeinen notwendig, zwei Kondensatoren 22 und 2 : ] in Reihe mit demselben zu schalten, um den Fadenheizstrom von den Wicklungen abzuhalten.
Bei den handelsmässig geliefe. ten Anlagen ist ein kleiner Betrag von Übersprechen zwischen den Röhren zulässig und es wurde gefunden, dass unter gewöhnlichen Umständen der Kondensator 18 und
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Verluststrom verursacht wird. zu vernachlässigen ist.
Aus dem gleichen Grunde ist es nicht notwendig, einen genauen Ausgleich des Spannungsabfalles im Faden sicherzustellen, und die im Nebenschluss zum Faden geschalteten Impedanzen können einander gleich gemacht werden, ohne besonders starkes Übersprechen hervorzurufen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Verhinderung des Übersprechens bei Verstärkerschaltungen mit einer Anzahl von Elektronenröhren, von denen jede mit einer Glühfadenelektrode, einer Plattenelektrode und einem Abgabestromkreis versehen ist, und bei welchem die Glühfäden in Reihe miteinander in einem Fadenheizstromkreise geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, dass in einer dieser Röhren der Abgabestromkreis zwischen der Anode und einem Punkte (15) am Glühfaden angeschlossen ist, der zwischen den Endklemmen des Fadens liegt.