DE1025979B

DE1025979B - High-frequency generator with two tubes or tube groups emitting high-frequency power to a load circuit

Info

Publication number: DE1025979B
Application number: DET11461A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Wolfgan Burkhardtsmaier
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1955-10-11
Filing date: 1955-10-11
Publication date: 1958-03-13

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hochfrequenzgeneratorschaltung, in der mindestens zwei einander gleiche oder ähnliche Röhren bzw. aus solchen gebildete Röhrengruppen vorgesehen sind, von denen jede Röhre Hochfrequenzleistung an einen gemeinsamen Belastungskreis abgibt. Die Schaltung nach der Erfindung ist besonders zur Verwendung in Generatoranordnungen bestimmt, bei denen wesentliche Änderungen des Belastungswiderstandes zu erwarten sind. Solche Änderungen können in Hochfrequenzgeneratoren der Nachrichtentechnik beispielsweise dadurch auftreten, daß die Abstimmung des Antennenkreises durch Vereisung der Antenne geändert wird oder daß der Fußpunktwiderstand der Antenne durch Isolationsfehler Schwankungen unterworfen ist. Besonders große Veränderungen des Belastungswiderstandes treten aber in der Regel bei der industriellen Anwendung von Hochfrequenzgeneratoren zur Wärmebehandlung von Arbeitsstücken auf. Durch die Änderungen der elektrischen Eigenschaften eines Arbeitsgutes im Verlauf des Behandlungsprozesses ergeben sich so große Änderungen des Belastungswiderstandes, daß bei der bevorzugten Verwendung selbsterregter Generatoren unzulässig große Frequenzänderungen auftreten würden, wenn man nicht besondere Maßnahmen zu ihrer Verkleinerung trifft.The invention relates to a high frequency generator circuit, in which at least two identical or similar tubes or formed from such tubes Tube groups are provided, each tube of which transmits high frequency power to a common Load circle gives up. The circuit according to the invention is particularly for use in generator arrangements where significant changes in load resistance can be expected are. Such changes can occur in high-frequency generators in communications engineering, for example occur in that the tuning of the antenna circuit is changed by icing of the antenna or that the base resistance of the antenna is subject to fluctuations due to insulation faults. Particularly however, large changes in the load resistance usually occur in industrial applications Application of high frequency generators for the heat treatment of work pieces. Through the Changes in the electrical properties of a work item in the course of the treatment process there are so large changes in load resistance that in the preferred use Self-excited generators inadmissibly large frequency changes would occur if one were not special Takes measures to reduce it.

Ein wirksames Mittel gegen das Auftreten von Frequenzänderungen bei Änderungen des Belastungswiderstandes besteht in der Anwendung fremderregter Leistungsstufen, bei denen jede Rückwirkung von Vorgängen im Ausgangskreis auf die frequenzbestimmenden Elemente der Steuerstufe vermieden werden kann. Solche Anordnungen sind jedoch wesentlich teurer als selbsterregte Generatoren und besitzen darüber hinaus noch den weiteren Nachteil, daß sie sich bei der durch die Lastschwankungen hervorgerufenen Verstimmung des Arbeitskreises nicht in gleicher Weise elastisch den veränderten Betriebsbedingungen anpassen wie Selbsterregungsanordnungen. Ein selbsterregter Generator arbeitet nämlich auch bei Belastungsschwankungen automatisch im abgestimmten Zustand, gerade weil sich seine Frequenz den veränderten Daten des Arbeitskreises anpaßt und sich so selbsttätig auf die Lastschwankungen einstellt. Natürlich ist dieses an sich erwünschte Verhalten auch der Grund dafür, daß unerwünschte Frequenzänderungen auftreten.An effective remedy against the occurrence of frequency changes when the load resistance changes consists in the use of separately excited power levels in which there is any retroactive effect from Processes in the output circuit on the frequency-determining elements of the control stage are avoided can. However, such arrangements are much more expensive than self-excited generators and have in addition, the further disadvantage that they are caused by the load fluctuations Detuning of the working group is not in the same way elastic to the changed operating conditions adapt like self-excitation arrangements. A self-excited generator works even with fluctuations in load automatically in the coordinated state, precisely because its frequency adapts to the changed data of the working group and thus automatically adapts to load fluctuations adjusts. Of course, this behavior, which is desirable in itself, is also the reason why undesirable Frequency changes occur.

Es ergibt sich daher das Problem, einen Hochfrequenzgenerator zu schaffen, der gegen Belastungsschwankungen unempfindlicher ist als ein selbsterregter Generator, der jedoch nach Möglichkeit weitgehend das vorteilhafte Verhalten des selbsterregten Generators beibehält. Das Ziel wird dadurch erreicht, daß im Hochfrequenzgenerator eine erste Röhre oder HochfrequenzgeneratorThere is therefore the problem of creating a high-frequency generator that can withstand load fluctuations is less sensitive than a self-excited generator, which is, however, largely if possible maintains the beneficial behavior of the self-excited generator. The goal is achieved by that in the high frequency generator a first tube or high frequency generator

mit zwei an einen Belastungskreiswith two to one load circle

Hochfrequenzleistung abgebenden RöhrenHigh-frequency power-emitting tubes

oder Röhrengruppenor groups of tubes

Anmelder:Applicant:

Telefunken G.m.b.H.,
Berlin NW 87, Sickingenstr. 71Telefunken GmbH,
Berlin NW 87, Sickingenstr. 71

Dr.-Ing. Wolfgang Burkhardtsmaier, Berlin-Zehlendorf, ist als Erfinder genannt wordenDr.-Ing. Wolfgang Burkhardtsmaier, Berlin-Zehlendorf, has been named as the inventor

Röhrengruppe in Selbsterregungsschaltung und eine zweite Röhre oder Röhrengruppe als von der ersten selbsterregten Röhre oder Röhrengruppe fremdgesteuerter Verstärker mit vorzugsweise kleinem Innenwiderstand angeordnet ist, wobei sowohl die S elbsterregungsstufe als auch die Verstärkerstufe Hochfrequenzleistung an den gemeinsamen Belastungskreis abgeben. Die Schaltung nach der Erfindung vermeidet die Nachteile des fremderregten Generators, da es nicht notwendig ist, eine besondere Steuerstufe mit ihrem hohen Aufwand an Stromquellen und Schaltelementen zu verwenden. Auch werden die Leistungsbzw. Spannungsschwankungen an dem Arbeitskreis bei Belastungsänderungen vermieden und die günstige Anpassung und Leistung über einen großen Bereich von Änderungen des Belastungswiderstandes aufrechterhalten. Die Arbeitsweise ist dabei so, daß bei großen Belastungswiderständen und entsprechend kleiner Leistungsentnahme aus dem Generator die Selbsterregungsstufe einen verhältnismäßig größeren Leistungsanteil von der Gesamtleistung liefert als bei kleinen Belastungswiderständen und entsprechend großem Leistungsentzug. Mit einer Vergrößerung des Leistungsentzuges tritt nämlich die an die Selbsterregungsstufe angekoppelte Verstärkerstufe zunehmend als Leistungslieferant in Aktion, so daß die Gesamtschwankungen der entnommenen Leistung in einem entsprechend herabgesetzten Maß auf die der Selbsterregungsstufe entzogene Leistung einwirken. Daher werden auch die Frequenzänderungen in wesentlichem Maße verringert.Tube group in self-excitation circuit and a second tube or tube group than the first self-excited tube or tube group externally controlled amplifier with preferably small Internal resistance is arranged, with both the self-excitation stage and the amplifier stage high-frequency power to the common load group. The circuit according to the invention avoids the disadvantages of the separately excited generator, since it is not necessary to have a special control stage to use their high expenditure on power sources and switching elements. The performance or Voltage fluctuations in the working group avoided in the event of changes in load and favorable adaptation and performance over a large area sustained by changes in load resistance. The way it works is such that at large load resistances and correspondingly small power consumption from the generator Self-excitation level delivers a relatively larger proportion of the total output than with small load resistances and correspondingly large power loss. With an enlargement of the This is because the amplifier stage coupled to the self-excitation stage increases with the loss of power as a service provider in action, so that the total fluctuations in the service taken in act to a correspondingly reduced level on the power withdrawn from the self-excitation level. Therefore, the frequency changes are also reduced to a significant extent.

Es ist zwar bereits eine Mehrfachschaltung zur Erzielung hoher Energie bei Röhrengeneratoren und Röhrenverstärkern bekannt, in welcher eine größereAlthough it is already a multiple circuit to achieve high energy in tube generators and Tube amplifiers known in which a larger

709 909/150709 909/150

Zahl von Röhren mit Hilfe von Schwingkreisen gleicher Eigenfrequenz derart zusammengeschaltet sind, daß je zwei Röhren durch je zwei gemeinsame Schwungradkreise so verbunden sind, daß an den einen Schwungradkreis die Anode der einen und das Gitter der anderen Röhre und an den anderen Schwungradkreis die entsprechenden noch freien Elektroden angeschlossen sind, und daß beide Kreise gegenseitig gekoppelt und an einen Belastungskreis angekoppelt sind. In dieser bekannten Schaltung gibt auch jede einzelne Röhre Hochf requenzleistung an den Belastungskreis ab, jedoch verhält sich die Schaltung bei Änderungen der Abstimmung bzw. des Scheinwiderstandes dieses Belastungskreises wie eine gewöhnliche Selbsterregungsschaltung, weil infolge der Kopplung des Belastungskreises mit den beiden erwähnten, zwischen je einer Anode und einem Gitter liegenden frequenzbestimmenden Schwingungskreisen sich die Scheinwiderstandsänderung des Belastungskreises auf diese Schwingungskreise überträgt und entsprechende Frequenzänderungen verursacht.Number of tubes interconnected in this way with the help of resonant circuits of the same natural frequency are that two tubes are connected by two common flywheel circles so that the a flywheel circle the anode of one tube and the grid of the other tube and on the other Flywheel circuit the corresponding electrodes still free are connected, and that both circuits are mutually coupled and coupled to a load circuit. In this known circuit there Each individual tube also transfers high-frequency power to the load circuit, but the circuit behaves in the case of changes in the vote or the impedance of this load circuit as an ordinary one Self-excitation circuit, because as a result of the coupling of the load circuit with the two mentioned, frequency-determining oscillation circles between each anode and a grid the change in impedance of the load circuit is transferred to these oscillating circuits and causes corresponding frequency changes.

Es ist von besonderem Vorteil bei der Erfindung, die als Verstärker arbeitende Röhre oder Röhrengruppe mit niedrigem Innenwiderstand auszuführen. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß der Verstärker in Anodenbasisschaltung geschaltet ist. Die in den beiden Stufen des Generators angeordneten Röhren können ungefähr gleiche Leistungen an den Belastungswiderstand abgeben. Bei Verwendung von Röhren desselben Typs hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, auf je eine Röhre in der selbsterregten Stufe zwei bis drei Röhren in der angekoppelten Verstärkerstufe vorzusehen.It is of particular advantage in the invention that the tube or tube group working as an amplifier with low internal resistance. This can be achieved, for example, by that the amplifier is connected in anode base circuit. Those arranged in the two stages of the generator Tubes can deliver roughly the same power to the load resistor. Using of tubes of the same type, it has been found to be advantageous to each have one tube in the self-excited stage to provide two to three tubes in the coupled amplifier stage.

Es sei erwähnt, daß eine Oszillatorschaltung mit niedrigem Innen widerstand bekannt ist, in welcher zwei Röhrenstufen in einer über beide Stufen reichenden Rückkopplungsschaltung derartig angeordnet sind, daß nur die eine der beiden Stufen, welche als Anodenbasisstufe aufgebaut ist, Hochfrequenzleistung an den Belastungskreis abgibt, während die andere Stufe in Kathodenbasisschaltung aufgebaut ist und durch eine von der Anodenbasisstufe entnommene Rückkopplungsspannung gesteuert wird, die sie verstärkt an die Anodenbasisstufe weitergibt. Da in dieser bekannten Schaltung die Frequenz im wesentliehen durch die Abstimmung des Ausgaugskreises der Anodenbasisstufe bestimmt wird, an den der Belastungskreis angekoppelt ist, und da dieser Ausgangskreis durch Belastungsänderungen verstimmt wird, ist die Schaltung den gleichen Frequenzänderungen bei Belastungsänderungen unterworfen wie jeder selbsterregte Generator. Dieser bekannten Schaltung gegenüber weist eine entsprechend der Erfindung ausgebildete Generatorschaltung den Vorteil auf, daß die Belastungsänderungen sich nicht in vollem Maße auf den frequenzbestimmenden Schwingungskreis des Selbsterregungsteiles der Schaltung auswirken, weil der fremderregte Schaltungsteil diesen sich auf den Selbsterregungsteil erstreckenden Belastungsänderungen entgegenwirkt und sie in wesentlichem Maße verringert. Infolge dieser Herabsetzung der Belastungsschwankungen für den Selbsterregungsteil ergibt sich auch eine bessere Stabilität der erzeugten Frequenz. In der Zeichnung ist das Prinzipschaltbild eines Hochfrequenzgenerators nach der Erfindung dargestellt. Die Röhre 1 bildet zusammen mit den angeschlossenen Schaltelementen die selbsterregte Stufe des Generators. Von ihrem Anodenschwingungskreis gelangt die dieser Röhre entzogene Leistung unmittelbar auf den Belastungswiderstand 3. Die Röhre 2 wird von der an dem genannten Anodenschwingungskreis liegenden Spannung gesteuert und ist in Anodenbasisschaltung angeordnet. Sie gibt ebenfalls ihre Hochfrequenzleistung unmittelbar an den Belastungswiderstand ab. Der Kathodenanschluß der selbsterregten Stufe 1 ist über einen für die erzeugte Hochfrequenz durchlässigen Blockkondensator mit dem Anodenanschluß der Verstärkerstufe 2 und außerdem mit Erde oder Masse verbunden. Beide Röhren werden in der angedeuteten Weise parallel aus einer gemeinsamen Gleichspannungsquelle gespeist, wobei durch Einschaltung von Drosselspulen dafür gesorgt ist, daß zwischen den auf unterschiedlichen Hochfrequenzpotentialen liegenden Anoden- und Kathodenanschlüssen genügend hohe Hochfrequenzwiderstände vorhanden sind. Für die Sperrung des Gleichstromüberganges zwischen den auf gleichem Hochfrequenzpotential zu haltenden Schaltungspunkten sind an den entsprechenden Stellen Blockkondensatoren vorgesehen. It should be noted that an oscillator circuit with a low internal resistance is known in which two tube stages arranged in this way in a feedback circuit extending over both stages are that only one of the two stages, which is constructed as the anode base stage, high-frequency power to the load circuit, while the other stage is built in cathode base circuit and is controlled by a feedback voltage taken from the anode base stage which amplifies it passes on to the anode base stage. Since in this known circuit the frequency is essentially is determined by the coordination of the output circuit of the anode base stage to which the load circuit is coupled, and since this output circuit is detuned by changes in load, the circuit is subject to the same frequency changes with load changes as everyone else self-excited generator. Opposite this known circuit has one designed according to the invention Generator circuit has the advantage that the load changes are not fully reflected affect the frequency-determining oscillation circuit of the self-excitation part of the circuit, because the separately excited circuit part these load changes extending to the self-excitation part counteracts and significantly reduces it. As a result of this reduction in load fluctuations for the self-excitation part there is also a better stability of the generated frequency. In the drawing, the basic circuit diagram of a high-frequency generator according to the invention is shown. The tube 1, together with the connected switching elements, forms the self-excited stage of the generator. The power withdrawn from this tube comes directly from its anode oscillation circuit on the load resistance 3. The tube 2 is connected to the said anode oscillation circuit controlled voltage and is arranged in anode base circuit. She also gives hers High-frequency power directly depends on the load resistance. The cathode connection of the self-excited Stage 1 is via a blocking capacitor that is permeable to the generated high frequency Anode connection of the amplifier stage 2 and also connected to earth or ground. Both tubes will fed in parallel in the manner indicated from a common DC voltage source, wherein by switching on choke coils it is ensured that between the different high-frequency potentials Anode and cathode connections that are lying on the surface have sufficiently high high-frequency resistances available. For blocking the direct current transition between the two at the same high frequency potential Block capacitors are provided at the appropriate points in the circuit points to be held.

Claims

Patent claims:

1. High-frequency generator with at least two identical or similar tubes or from such tube groups formed, each tube of which high-frequency power to a common Load circuit, especially for use with variable load resistances, characterized in that a first tube (Ij or tube group in self-excitation circuit and a second tube (2) or tube group as an amplifier externally controlled by the first self-excited tube or tube group is arranged with preferably a small internal resistance.

2. A circuit according to claim 1, characterized in that the tube operating as an amplifier (2) or group of tubes is arranged in anode base circuit.

3. A circuit according to claim 1 or 2, characterized in that the tubes are approximately the same Deliver power to the load resistor (3).

4. A circuit according to any one of claims 1 to 3, characterized in that when A 'application of Tubes of the same type on one tube each in the self-excited stage, two to three tubes in the Amplifier stage are provided.

Documents considered: German Patent No. 641 765; U.S. Patent. No. 2 411 565.

1 sheet of drawings