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Gittergesteuerte elektrische Entladungsröhre Die Erfindung betrifft
eine gittergesteuerte elektrische Entladungsröhre mit einem Preßglasteller, der
neun kreisförmig angeordnete Durchführungsstifte enthält, für ultrahochfrequente
Schwingungen und für Gitterbasisschaltung mit einem parallel zum Preßglasteller
angeordneten einseitigen Elektrodensystem, bei dem die Anode, deren wirksame Fläche
etwa die gleiche Breite wie die Kathode hat, nur der dem Preßglasteller abgewandten
Flachseite der Flachkathode zugewandt ist, dessen Steuergitter als Spannrahmengitter
ausgebildet ist und die Elektroden durch die über die Steuergitterholme gesteckten
Isolierscheiben nach Art eines frei tragenden Systems gehaltert sind.
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Die Gitterbasisschaltung ist eine hauptsächlich im UKW-Bereich gebräuchliche
Eingangsschaltung, bei der das Steuergitter den gemeinsamen Bezugspunkt bildet und
bei der die Eingangsspannung zwischen Kathode und Spannungsnullpunkt eingespeist
wird. Dadurch nimmt der Eingangswiderstand einen sehr kleinen Wert an, und die betreffende
Röhre benötigt eine entsprechend große Steuerleistung. Ihr Vorteil besteht darin,
daß besonders bei Röhren mit kleinem Durchgriff eine kleinere Rückwirkungskapazität
zwischen Anode und Kathode auftritt. Dadurch ist die Verwendung von an sich rauschärmeren
Trioden in UHF-Stufen meist ohne Neutralisation möglich.
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Röhren mit einseitigem Triodensystem, bei dem die Elektroden zwischen
zwei Glimmerscheiben gehaltert sind und sowohl die Flachkathode als auch die als
einflächiges Spanngitter ausgebildete Steuerelektrode durch getrennte Federn mit
ihren maßgeblichen Flächen gegen entsprechende Anschlagflächen der Halterungsscheiben
gedrückt werden, sind in bezug auf den Durchführungsteller für liegende Anordnungen,
z. B. aus der USA.-Patentschrift 2 886 734 und für nufrechtstehende Anordnungen,
z. B. aus der USA.-Patentschrift 2 663 819, bekannt. Dadurch, daß das Steuergitter
die Kathode nicht umschließt und höchstens zweifach herausgeführt ist, sind die
erwähnten bekannten Röhren mit Rücksicht auf ihre Steuergitterzuleitungsinduktivitäten
für eine Gitterbasisschaltung im UHF-Bereich nicht besonders geeignet; ihr Aufbau
ist hinsichtlich der maßgeblichen Elektroden nicht genügend starr beschaffen, um
eine bei Spanngitterausführung an sich erhöhte Mikrophonieanfälligkeit zu vermeiden
bzw. zu verringern.
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Es ist weiter ein einseitig liegend angeordnetes Triodensystem mit
einem Spanngitter als Steuerelektrode bekannt, bei dem die Zuführungen zu den einzelnen
Elektroden in der Systemebene durch eine entsprechende Quetschschmelzung erfolgt
und das als Verstärkerröhre, infolge des einflächig ausgebildeten Steuergitters
und seiner einfachen Zuleitung wegen, wie vorher erläutert, nicht in Gitterbasisschaltung
im UHF-Bereich geeignet ist.
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Der Mikrophonieeffekt tritt bekanntlich vorwiegend bei mechanischer
Erschütterung infolge Bewegung, insbesondere rhythmischer Bewegung, wie z. B. durch
akustische Anregung, irgendwelcher Elektroden oder Elektrodenteile gegeneinander
auf. Da die betreffenden Elektroden im Betrieb durchweg eine Steuerwirkung auf den
Elektronenstrom ausüben, wird diese, nämlich die Steuerwirkung, gegenüber der von
ruhenden Elektroden durch deren Bewegung zusätzlich verändert, die sich in niederfrequenten
Schwingungen bzw. als NF-Modulation einer HF störend bemerkbar macht. Es ist bekannt,
daß die Bewegungen von Gitter und Kathode um den Betrag der Röhrenverstärkung stärker
an der Erzeugung derart unerwünschter Mikrophoniespannungen beteiligt ist als beispielsweise
die der Anode. Bei den bisher üblichen Halterungen der Elektroden in den entsprechenden
Löchern von Glimmerscheiben können sowohl Gitter als auch Kathode entsprechend den
vorhandenen Passungen getrennte Bewegungen, z. B. auch senkrecht zu ihrer Längsausdehnung
ausführen. Darüber hinaus kann die Gitterelektrode im Mikrophoniespektrum Resonanzstellen
verursachen, die durch Resonanzfrequenz der einzelnen Gitterwindungen entstehen.
Bei modernen hochverstärkenden Röhren mit sehr kleinen Elektrodenabständen, insbesondere
extrem kleinem Gitterkathodenabstand auf Grund der hierfür allgemein verwendeten
Spanngitter, muß in entsprechend erhöhtem Maße die Mikrophoniefälligkeit verringert
werden.
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Erreicht wird dies bei einer eingangs geschilderten gittergesteuerten
elektrischen Entladungsröhre für ultrahochfrequente Schwingungen und für Gitterbasisschaltung
nach der Erfindung dadurch, daß das Steuergitter die Kathode umschließt, die Länge
seines Spannrahmens etwa gleich dem Kreisdurchmesser der
Durchführungsstifte
des--Preßglastellers ist und das Steuergitter an mindestens vier gegenüberliegenden
Stellen der Holme, etwa unmittelbar oberhalb der Durchführungsperlen des Preßglastellers
direkt an den Durchführungsstiften befestigt ist.
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Durch diese Maßnahme wird ein Röhrensystem geschaffen, bei dem das
Steuergitter praktisch starr mit dem Glasteller verbunden ist, so daß eine Bewegungsmöglichkeit
ausgeschaltet ist und :eine Stabilität im Sinne der angestrebten Mikrophoniebekämpfung
erhalten wird. Bei einem derart ausgebildeten Elektrodensystem erfolgt die Befestigung
an vier Stellen der betreffenden Gitterholme oberhalb der Durchführungsperlen unter
Einhaltung eines zur Aufnahme der im Betrieb auftretenden Wärmeausdehnung dienenden
Sicherheitsabstandes zur Vermeidung von Glassprüngen an den Durchführungsdrähten
durch Direktschweißen.
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Nähere Einzelheiten der Erfindung sollen an Hand eines in der Zeichnung
schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert werden. In der Zeichnung
ist ein unmittelbar über dem Durchführungsteller angeordnetes Elektrodensystem einer
Triode, wie es auch für Gitterbasisbetrieb geeignet ist, derart dargestellt, daß
die vordere Glimmerscheibe entfernt ist. Darin ist mit 1 die Flachkathode bezeichnet,
um die die als Spanngitter ausgebildete Steuerelektrode 2 mit den beiden Holmen
3 angeordnet ist. Darüber befindet sich die Anode 4, die eine zur Kathode hinweisende
Einstülpung 5 besitzt und die außerdem zur besseren Kühlung im Betrieb zwei seitliche,
etwa senkrecht von der Kathode weggebogene Kühlflächen 6 aufweist. Gehaltert sind
Anode, Kathode und Heizer in z. B. parallelen Glimmerscheiben 7, die über die Holme
des Steuergitters gesteckt sind und von denen nur die hintere dargestellt ist. Das
Steuergitter 2 ist mit den Holmen 3 etwa unmittelbar oberhalb der Durchführungsperlen
8 des Tellerfußes 9 an mindestens drei Durchführungsstiften 10 direkt durch Schweißen
befestigt. Im Bedarfsfalle, vor allem aber bei genügend vorhandenen Durchführungsstiften
kann das Gitter auch eine mehr als vierfache Zuleitung bekommen, wobei vier davon
der Halterung dienen. Zur besseren Abschirmung gegenüber den Heizerzuführungen kann
am Steuergitter ein entsprechend ausgebildetes Abschirmblech vorgesehen werden.
Die gleiche abschirmende Wirkung erhält man im Fall einer Pentode dadurch, daß das
Schirmgitter auch im unteren Teil um das Steuergitter herumgeführt wird.
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Die beschriebene Maßnahme hat im Falle eines liegenden Systems mit
kurzem Aufbau des Steuergitters bei Anordnung unmittelbar oberhalb des Tellerfußes
für Ultrahochfrequenzröhren, die in einer Gitterbasisschaltung betrieben werden,
den sehr wesentlichen Vorteil, daß die maßgeblichen Selbstinduktivitäten der Elektrodenzuleitungen
kleinste Werte im Vergleich zu bekannten Röhren annehmen.
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Zur Herabsetzung der mit zunehmender Frequenz ansteigenden inneren
Verkopplung von Eingangskreis und Ausgangskreis in der Röhre ist die Selbstinduktivität
der Steuergitterzuleitung durch mehrfache Befestigung des Steuergitters direkt an
den Durchführungsdrähten etwa unmittelbar oberhalb der Durchführungsperlen auf einen
sehr kleinen Wert herabgesetzt. Gleichzeitig wird die Zuleitung zur Kathode ebenfalls
sehr kurz. Da der Einfluß der Anodenzuleitung für den Verstärkungsvorgang nicht
die Bedeutung wie die der Kathode bzw. des Steuergitters hat, ist ihre Anordnung
auf der dem Teller abgewandten Seite vertretbar.
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Die durch die erfindungsgemäße Maßnahme erzielte Verbesserung hinsichtlich
des Mikrophonieeffektes ist derart, daß die an Versuchsröhren ermittelte Mikrophoniespannung
um einen Faktor 5 bis 10 niedriger als bei entsprechend gleichwertigen bekannten
Röhren liegt.
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Die Halterung der Glimmerscheiben und damit des Elektrodensystems
durch das Gitter vermindert die Wärmeabfuhr der Kathodenenden über die in üblichen
Anordnungen vorhandenen, durch die Glaswand abgestützten Glimmerscheiben. Damit
wird die Temperaturverteilung auf der relativ kurzen Kathode günstiger, was sowohl
für die Rauscheigenschaften als auch für die Spitzenstrombelastbarkeit der Kathode
allgemein von Vorteil ist.