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Schaltungsanordnung mit einer Röhre in Anodenbasisschaltung Schaltungsanordnungen
mit einer Röhre in Anodenbasisschaltung finden in großem Umfang in der Elektronik
und insbesondere in der Meß- und Regeltechnik Anwendung. Bei dieser Röhrenschaltung
ist der Belastungswiderstand im Kathodenkreis angeordnet, und es entsteht an diesem
eine Ausgangsspannung, die nahezu gleich der dem Steuergitter der Röhre zugeführten
Eingangsspannung ist. Die Ausgangsspannung ist gleichphasig mit der Eingangsspannung
und addiert sich daher gleichphasig zu der zwischen dem Steuergitter und der Kathode
liegenden Spannung. Die erreichbare Spannungsverstärkung ist stets kleiner als 1
und abhängig von der Größe des Kathodenwiderstandes sowie der Steilheit und dem
Durchgriff der Röhre. Mit kleiner werdendem Kathodenwiderstand nimmt auch die Spannungsverstärkung
ab.
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In vielen Fällen ist nun eine möglichst niedrige Ausgangsimpedanz
bei möglichst hoher Spannungsverstärkung erwünscht, zwei Forderungen also, die nach
den obigen Ausführungen nicht ohne weiteres erfüllbar sind. Schließlich ist auch
bei Übertragung von Gleichspannungen häufig eine Verringerung der Spannungsdifferenz
zwischen Ein- und Ausgang erwünscht.
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Durch die Erfindung werden die obengenannten Forderungen in einfacher
Weise erfüllt. Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung mit einer
Röhre in Anodenbasisschaltung und besteht darin, daß das Steuergitter der Röhre
über mindestens einen Transistor gesteuert wird, dessen Steuergröße der Spannungsdifferenz
zwischen Ein- und Ausgang der Anordnung entnommen ist. Vorteilhaft ist der Röhre
ein Transistor so vorgeschaltet, daß seine Basis an der Kathode und sein Kollektor
an dem Steuergitter der Röhre angeschlossen ist, während am Emitter die Eingangsspannung
der Anordnung liegt. Zweckmäßig ist dabei die Kollektorspannung für den Transistor
der Ausgangsspannung oder einem Teil derselben entnommen. Einer weiteren Ausbildung
entsprechend ist diesem Transistor ein Transistor in Kollektorschaltung vorgeschaltet.
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Die Erfindung wird an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Gleiche Elemente tragen in den Figuren gleiche Bezeichnungen.
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In der Fig. 1 ist eine in Anodenbasisschaltung betriebene Elektronenröhre
mit 1 bezeichnet. Die Anode der Röhre ist dabei an den positiven Pol einer nicht
dargestellten Speisequelle angeschlossen. Im Kathodenkreis der Röhre ist ein Widerstand
2 angeordnet, an welchem eine der Eingangsspannung gleichphasige Ausgangsspannung
abnehmbar ist. Bei bekannten Schaltungsanordnungen wird die Eingangsspannung beispielsweise
unmittelbar dem Steuergitter der Röhre 1 zugeführt. Die bisher beschriebene Schaltungsanordnung
ist bekannt. Die Ausgangsimpedanz dieser bekannten Schaltungsanordnung ist
wobei mit RK der Wert des Widerstands 2 und mit S die Steilheit der Röhre bezeichnet
ist. Die Spannungsverstärkung dieser Schaltungsanordnung ist
wobei mit D der Durchgriff der Röhre bezeichnet ist. Um nun eine Verringerung der
Ausgangsimpedanz bei gleichzeitiger Erhöhung des Verstärkungsfaktors und eine Verringerung
der Spannungsdifferenz zwischen Ein-und Ausgang zu erreichen, ist gemäß der Erfindung
der Röhre 1 ein Transistor 3 vorgeschaltet, dessen Emitter die Eingangsspannung
E zugeführt wird, während der Kollektor über einen Belastungswiderstand 4 von einer
Batterie 5 gespeist ist. Der Kollektor erhält von der Batterie eine negative Spannung
und ist ferner unmittelbar an das Gitter der Röhre 1 geführt. Die Basis ist mit
der Kathode der Röhre 1 verbunden. Ein- und Ausgangsspannung sind bei dieser Transistorschaltung
gleichphasig.
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Die Anordnung stellt einen Regelkreis dar, durch den die Spannungsdifferenz
zwischen Ein- und Ausgang der Anordnung auf einen sehr kleinen Wert heruntergeregelt
wird. In diesem Regelkreis wird das Meßglied, an dem der Soll-Ist-Vergleich durchgeführt
wird, durch die Emitter-Basis-Strecke des Transistors dargestellt. Die vom Transistor
verstärkte Regelabweichung wirkt auf die als Stellglied dienende Röhre 1 in Anodenbasisschaltung,
welche
die Ausgangsgröße so nachstellt, daß die Spannungsdifferenz zwischen Ein- und Ausgang
bis auf die sehr kleine Regelabweichung ausgeregelt wird.
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Die für die Güte der Regelung maßgebende Spannungsveistärkung
VT des Transistors kann sehr groß gemacht werden, da der Transistor durch
die angeschlossene Röhre 1 nicht belastet wird, so daß er mit einem großen Arbeitswiderstand
4 versehen werden kann und in einem Gebiet großer Verstärkung arbeitet.
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Die Ausgangsimpedanz der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist
nunmehr
wobei VT der Verstärkungsfaktor des Transistors ist. Die Spannungsverstärkung
der Schaltungsanordnung ist
Die Schaltungsanordnung nach Fig.1 kann vereinfacht werden, wie die Fig. 2 zeigt.
Die für den Transistor notwendige Batterie 5 ist hier vermieden. Die notwendige
Kollektorspannung wird einfach vom Ausgangswiderstand 2 abgegriffen und über den
Widerstand 4 dem Kollektor des Transistors 3 zugeführt. Um ein eventuelles Schwingen
zu vermeiden, kann zwischen Kollektor und Basis ein Kondensator und zwischen Basis
und Kathode der Röhre 1 ein Widerstand geschaltet werden.
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Der Transistor 3 besitzt in der angegebenen Schaltung nur einen geringen
Eingangswiderstand. Wie aus der Fig. 3 ersichtlich, wird zur Erhöhung des Eingangswiderstandes
der Schaltungsanordnung dem Transistor 3 ein weiterer Transistor 6 in Kollektorschaltung
vorgeschaltet. Diese Schaltung besitzt einen hohen Eingangswiderstand. Außerdem
besteht Gleichphasigkeit zwischen der Ein-und Ausgangsspannung. Eine an die Basiselektrode
des Transistors 6 geschaltete Eingangsspannung E ist also t mit gleicher Phase am
Emitter des Transistors 6 abnehmbar, wird unmittelbar dem Emitter des Transistors
3 zugeführt und wieder mit gleicher Phase vom Kollektor des Transistors 3 abgenommen
und unmittelbar dem Steuergitter der Röhre 1 zugeführt, an deren Kathodenwiderstand
2 schließlich die Ausgangsspannung gleichphasig abnehmbar ist.