DE1078641B

DE1078641B - Switching arrangement for the transmission of electrical vibrations

Info

Publication number: DE1078641B
Application number: DEP2162D
Authority: DE
Inventors: Jan Bakker; Maximiliaan Julius Otto Strutt
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1940-01-31
Filing date: 1941-02-05
Publication date: 1960-03-31
Also published as: CH233053A

Description

Schaltanordnung zur Übertragung elektrischer Schwingungen Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltanordnung zur Übertragung elektrischer Schwingungen, insbesondere von Ultrahochfrequenzschwingungen, die wenigstens eine gesteuerte Entladungsröhre enthält, und bezweckt, Mittel zu schaffen, durch die das bei solchen Schaltanordnungen auftretende Geräusch vermindert werden kann.Switching arrangement for the transmission of electrical vibrations The present The invention relates to a switching arrangement for the transmission of electrical vibrations, especially of ultra-high frequency oscillations, the at least one controlled discharge tube contains, and aims to provide means by which in such switching arrangements occurring noise can be reduced.

Dieses Geräusch, das sich insbesondere bei der Übertragung schwacher Signale als sehr störend geltend macht, wird teilweise von in der Schaltung vorhandenen Entladungsröhren, teilweise von den übrigen Schaltelementen herbeigeführt, und kann daher in Röhrengeräusch und Schaltungsgeräusch unterschieden werden.This noise, which is particularly weaker during transmission Signals as very annoying is claimed in part by existing in the circuit Discharge tubes, partly brought about by the other switching elements, and can Therefore, a distinction can be made between tube noise and circuit noise.

Das Schaltungsgeräusch wird durch spontane Spannungsschwankungen herbeigeführt, die infolge der thermischen Bewegung der Elektronen an den Enden jedes Leiters auftreten, und zwar um so stärker, je nachdem der betreffende Leiter einen größeren Ohmschen Widerstand besitzt. So tritt z. B. über einen in den Eingangskreis einer Hochfrequenzverstärkerröhre aufgenommenen Schwingungskreis eine solche Rauschspannung auf, die gewöhnlich mit »Kreisgeräusch« bezeichnet wird.The circuit noise is caused by spontaneous voltage fluctuations, which occur as a result of the thermal movement of the electrons at the ends of each conductor, and all the more so, depending on the conductor in question being a larger ohmic one Possesses resistance. So occurs z. B. via one in the input circuit of a high frequency amplifier tube recorded oscillation circuit has such a noise voltage that is usually with "Circular noise" is called.

Das Röhrengeräusch kann in Emissionsgeräusch und Verteilungsgeräusch unterschieden werden. Das Emissionsgeräusch besteht aus Schwankungen der Emission einer Kathode, wobei es sich sowohl um eine thermionische Kathode als auch um eine sekundäremittierende Hilfskathode oder eine Photokathode handeln kann. Das Verteilungsgeräusch entsteht durch Schwankungen der Stromverteilung in Röhren mit mehr als einer positiven Elektrode und tritt also z. B. bei Schirmgitterröhren und Mehrgitterröhren auf.The tube noise can be divided into emission noise and distribution noise can be distinguished. The emission noise consists of fluctuations in the emission a cathode, which is both a thermionic cathode and a secondary emitting auxiliary cathode or a photocathode can act. The distribution noise arises from fluctuations in the current distribution in tubes with more than one positive Electrode and so occurs z. B. on screen grid tubes and multi-grid tubes.

Insbesondere bei der Übertragung von Ultrahochfrequenzschwingungen macht sich weiterhin noch das sogenannte »Laufzeitgeräusch« bemerkbar, welche Erscheinung nachstehend näher erklärt wird.Especially when transmitting ultra-high frequency vibrations the so-called "runtime noise" is still noticeable, which phenomenon is explained in more detail below.

Im allgemeinen bildet das Geräusch ein kontinuierliches Frequenzspektrum, von dem nur jener Teil störend ist, der von der Schaltanordnung durchgelassen wird.In general, the noise forms a continuous frequency spectrum, of which only that part is disturbing which is allowed through by the switching arrangement.

Man hat schon versucht, das Röhrengeräusch durch besondere Röhrenkonstruktionen zu vermindern. So kann z. B. bei Schirmgitterröhren das Verteilungsgeräusch vermindert werden, sei es durch eine Beschränkung des Schirmgitterstromes, sei es durch eine solche geometrische Aufstellung der Elektroden, daß die Emission von bestimmten Teilen der Kathode ausschließlich zum Schirmgitterstrom und die von anderen Teilen ausschließlich zum Anodenstrom beiträgt.Attempts have already been made to reduce the tube noise by using special tube constructions to diminish. So z. B. with screen grid tubes, the distribution noise is reduced be it through a restriction of the screen grid current, be it through a such a geometrical arrangement of the electrodes that the emission of certain Share the cathode exclusively for screen grid current and that of other parts contributes exclusively to the anode current.

Die Erfindung schafft die Mittel, durch die ohne Verwendung von besonderen Röhrenkonstruktionen das Röhrengeräusch stark ermäßigt werden kann. Erfindungsgemäß wird in der Kathodenleitung der Röhre ein hochfrequenzmäßig nicht überbrückter Ohmscher Widerstand angeordnet, welcher derart bemessen ist, daß das Laufzeitgeräusch kompensiert wird.The invention provides the means by which without the use of special Tube constructions the tube noise can be greatly reduced. According to the invention In the cathode line of the tube there is an ohmic switch that is not bridged in terms of high frequency Resistance arranged, which is dimensioned such that the running time noise compensated will.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing.

Wenn die Laufzeit der Elektronen zwischen der Kathode und der Anode einer Entladungsröhre nicht mehr verschwindend klein in bezug auf die Periode der zu übertragenden Schwingungen ist, tritt ein dem Steuergitter zufließender Influenzstrom auf, wie an Hand des in Fig.1 dargestellten Vektordiagramms leicht eingesehen werden kann. Dieses Diagramm gilt für eine Triode, bei Mehrgitterröhren treten aber im Wesen die gleichen Erscheinungen auf. In der Figur stellt V, die Steuergitterwechselspannung dar. Infolge der verhältnismäßig großen Laufzeit der Elektronen zwischen dem Steuergitter und der Kathode eilt der Kathodenwechselstrom Ik ein wenig in bezug auf die Steuergitterwechselspannung nach. Der Anodenstrom 1" ist, wenn wenigstens die Laufzeit der Elektronen zwischen dem Steuergitter und der Anode nicht größer als eine halbe Periode der zu verstärkenden Schwingungen ist, dem Absolutwert nach ungefähr gleich groß wie Ik, weist aber eine größere Nacheilung in bezug auf die Steuergitterwechselspannung auf. Der Strom I%, der den geometrischen Unterschied der Ströme I" und Ik bildet, muß dem Steuergitter zugeflossen sein. Der dem Steuergitter zu-fließende Influenzstrom Ig enthält eine Komponente, üie 90° in bezug auf die Steuergitterwechselspannung- vöreilt und als eine Folge einer scheinbaren Zunahme der Steuergitter-Kathoden-Kapazität aüfgefaß t werden kann, und eine Komponente, die mit der SteuergitterlvechseIspannung in Phase ist und die sogenannte »Laufzeitdämpfung« veranlaßt. Der Strom lg enthält eine mit dem Kathodengeräusch korrelierte Rauschkomponente, die über den Eingangskreis eine Rauschspannung herbeiführt,- die in bezug auf den Kathoden -r auschstrom phasenverschoben ist und eine wesentliche Zunahme des mit dem Kathodengeräusch korrelierten Rauschstromes im Anodenkreis verursacht. Dieser zusätzliche Rauschstrom kann mit »Laufzeitgeräusch<; bezeichnet werden.When the transit time of electrons between the cathode and the anode of a discharge tube is no longer infinitesimally small with respect to the period of the is to be transmitted vibrations, an induction current flowing to the control grid occurs as can easily be seen from the vector diagram shown in FIG can. This diagram applies to a triode, but in the case of multi-grid tubes, the Beings the same appearances. In the figure, V i represents the control grid AC voltage As a result of the relatively long transit time of the electrons between the control grid and the cathode has the cathode alternating current Ik a little ahead of the control grid alternating voltage after. The anode current 1 "is when at least the transit time of the electrons is between the control grid and the anode not greater than half a period of the amplified Oscillations is roughly the same size as Ik in absolute terms, but has one greater lag with respect to the AC control grid voltage. The current I%, which forms the geometric difference between the currents I "and Ik, must be the control grid flowed in be. The induction current flowing to the control grid Ig contains a component that is 90 ° with respect to the control grid AC voltage advanced and as a result of an apparent increase in control grid cathode capacitance and a component that interacts with the control grid voltage is in phase and causes the so-called "delay attenuation". The stream lg contains a noise component correlated with the cathode noise, which is transmitted via the input circuit causes a noise voltage - which is phase-shifted with respect to the cathode -r outcurrent and a substantial increase in the noise current correlated with the cathode noise caused in the anode circuit. This additional noise current can be referred to as »run-time noise <; are designated.

Es wird vollständigkeitshalber bemerkt, daß die in Wirklichkeit auftretenden Erscheinungen verwickelter sind als aus den obenstehenden Betrachtungen hervorgehen würde, und zwar weil die Geschwindigkeit der Elektronen zwischen dem Steuergitter und der Kathode vom Augenblickswert der Steuergitterspannung abhängig ist. Die dadurch auftretenden Geschwindigkeitsänderungen der Elektronen veranlassen einen zusätzlichen Influenzstrom, der zwar zu der scheinbaren Zunahme der Steuergitter-Kathoden-Kapazität und zu der »Laufzeitdämpfung« beiträgt, aber keine Rauschkomponente enthält und daher nicht zum »Laufzeitgeräusch« beiträgt.For the sake of completeness, it is noted that the actually occurring Appearances are more complex than emerge from the above considerations would because of the speed of electrons between the control grid and the cathode is dependent on the instantaneous value of the control grid voltage. The thereby Occurring speed changes of the electrons cause an additional Influence current that leads to the apparent increase in the control grid-cathode capacitance and contributes to the "delay attenuation", but contains no noise component and therefore does not contribute to the "runtime noise".

Die »Laufzeitdämpfung« kann als ein scheinbar zum Eingangskreis parallel geschalteter Widerstand und das » Laufzeitgeräusch« als spontane Spannungsschwankungen in diesem Widerstand aufgefaßt werden. Bei dieser Betrachtung ergibt sich, daß der genannte Widerstand sich wie ein Ohmscher Widerstand verhält, der sich etwa auf Kathodentemperatur befindet und daher bedeutend stärker als ein Ohmscher Widerstand gleichen Wertes bei Zimmertemperatur rauscht. Das »Laufzeitgeräusch« erweist sich demnach im Verhältnis zu den sonstigen Geräuschquellen als besonders schädlich.The »delay attenuation« can appear to be parallel to the input circuit switched resistance and the "running time noise" as spontaneous voltage fluctuations be understood in this resistance. With this consideration it turns out that the called resistance behaves like an ohmic resistance, which is approximately on Cathode temperature is and therefore significantly stronger than an ohmic resistance of the same value at room temperature. The "run-time noise" proves itself therefore as particularly harmful in relation to the other sources of noise.

Es ist bekannt, daß die »Laufzeitdämpfung« durch Aufnahm'e eins für Hochfrequenzströme nicht überbrückten Widerstandes in die Kathodenleitung der Röhre beseitigt werden kann. Die Erfindung ist auf der Erkenntnis aufgebaut, daß durch die Anbringung eines solchen Widerstandes in der Kathodenleitung auch das »Laufzeitgeräusch« völlig kompensiert werden kann. Mit Rücksicht auf die schon erwähnte Komplikation, die von den Geschwindigkeitsänderungen der Elektronen zwischen der Kathode und dem Steuergitter herbeigeführt wird, ist für das Kompensieren des »Laufzeitgeräusches« ein etwa 1,5-bis 2mal größerer Widerstand nötig, als für das Kompensieren der »Laufzeitdämpfung« erförderlich ist.It is known that the "delay time attenuation" by recordings one for High frequency currents of unbridged resistance in the cathode lead of the tube can be eliminated. The invention is based on the knowledge that by the installation of such a resistor in the cathode lead also causes the "run-time noise" can be fully compensated. With regard to the complication already mentioned, that of the speed changes of the electrons between the cathode and the Control grid is brought about is to compensate for the »run-time noise« 1.5 to 2 times greater resistance is required than to compensate for the »delay attenuation« is necessary.

In der Fig.2 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Figur zeigt eine Verstärkerschaltüng für Ultrahochfrequenzschwingungen, welche mit einem Eingangskreis 1, einer- Verstärkerröhre 2 und einem Ausgangskreis 3 versehen ist. In der Kathodenleitung der Röhre 2 liegt ein .hochfrequenzmäßig nicht überbrückter Ohmscher Widerstand 4, von solcher Bemessung, das das »Laufzeitgeräusch« aufgehoben wird. Der hierzu erforderliche Widerstandswert ist von der Größenordnung von 50 bis 200 Ohm.An embodiment of the invention is shown in FIG. The figure shows an amplifier circuit for ultra-high frequency oscillations, which provided with an input circuit 1, an amplifier tube 2 and an output circuit 3 is. In the cathode line of the tube 2 there is a high frequency which is not bridged Ohmic resistance 4, of such a dimension that the "running time noise" canceled will. The resistance value required for this is of the order of magnitude of 50 up to 200 ohms.

Claims

PATENT CLAIM: Switching arrangement for the transmission of electrical vibrations very high frequency, which contains at least one controlled discharge tube, characterized in that a for high frequency currents in the cathode line of the tube non-bridged ohmic resistance is attached, which is dimensioned in such a way that that the run-time noise is eliminated.