DE348911C - Switching method for suppressing unwanted vibrations in cathode generators - Google Patents
Switching method for suppressing unwanted vibrations in cathode generatorsInfo
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Description
Bei dem Arbeiten mit Kathodengeneratoren zeigt sich, daß unter Umständen, auch wenn
nicht der bekannte Fall des »Ziehens« vorliegt, die Erzeugung der verlangten Schwingungen
plötzlich aussetzt und eine andere wesentlich verschiedene Wellenlänge auftritt.
Nachstehend werden die Erklärung für diese Vorgänge und die erfindungsgemäßen Mittel
angegeben, um diesen den Kathodengeneratoren anhaftenden Nachteil zu vermeiden. Zur
Erläuterung des Erfindungsgedankens möge die Wirkungsweise einer prinzipiellen Schaltung
untersucht werden.
Wie bekannt, arbeitet eine Kathodenröhre nur dann als Schwingungserzeuger, wenn zwischen Anoden- und Gitterspannung etwa
i8o° Phasendifferenz vorhanden ist. In
Abb. ι bedeuten 1 die Kathodenröhre, 2 die Anschlüsse des Anodenkreises zur SpeisungWhen working with cathode generators, it turns out that under certain circumstances, even if the well-known case of "pulling" is not present, the generation of the required oscillations suddenly ceases and another, significantly different wavelength occurs. The explanation for these processes and the means according to the invention are given below in order to avoid this disadvantage inherent in cathode generators. To explain the idea of the invention, the mode of operation of a basic circuit should be examined.
As is known, a cathode tube only works as a vibration generator if there is a phase difference of about 180 ° between the anode and grid voltage. In Fig. Ι 1 denotes the cathode tube, 2 the connections of the anode circuit for supply
so der Röhre 1, und 3 und 4 die Wechselstromwiderstände, die zur Erzeugung der Phasenverschiebung der Spannungen um i8o° zwischen der Anode 5 und Kathode 7 einerseits und dem Gitter 6 und der Kathode 7 anderseits eingeschaltet sind. 8 ist ein Blockkondensator, der für Wechselstrom durchlässig lediglich eine Unterbrechung des an die Klemme 2 angelegten Gleichstromes bedeutet, undi der für die Bestimmung 'der von derso the tube 1, and 3 and 4 the alternating current resistances, to generate the phase shift of the voltages by i8o ° between the anode 5 and cathode 7 on the one hand and the grid 6 and the cathode 7 on the other hand are switched on. 8 is a blocking capacitor that is permeable to alternating current means only an interruption of the direct current applied to terminal 2, andi the one for the determination 'that of the
Zo Röhre erzeugten Frequenz ohne Bedeutung ist. Die von der Röhre erzeugten Schwingungen durchfließen einen Kreis, der sich: aus der Selbstinduktion 7' und dem Kondensator 9 zusammensetzt. Zo tube generated frequency is irrelevant. The vibrations generated by the tube flow through a circle which is composed of the self-induction 7 'and the capacitor 9.
Man kann sich dias in Abb. 1 dargestellte Schaltungsschema in folgender Weise vervollständigt denken. Zwischen der Anode 5 ttnd der Kathode 7 ist innerhalb der Röhre eine Kapazität vorhanden, die durch den gestrichelten Kondensator 10 dargestellt sein möge. Desgleichen läßt sich die Kapazität zwischen dem Gitter 6 und der Kathode 7 durch den Kondensator 11 veranschaulichen. Zeichnet man das sich nunmehr ergebende Schema auf, so erhält man die Abb. 2. In dieser Abbildung bedeuten die Selbstinduktion 7' und der Kondensator 9 die gleichen Teile wie in Abb. 1. Der Kreis 12 besteht aus der Selbstinduktion 3 und der Anoden-Kathoden-Kapazität 10, der Kreis 13 aus der Selbstinduktion 4 und der Gitter-Kathoden-Kapazität 10.The circuit diagram shown in Fig. 1 can be completed in the following way think. Between the anode 5 and the cathode 7 there is one inside the tube Capacitance is present, which is shown by the dashed capacitor 10 may. Likewise, the capacitance between the grid 6 and the cathode 7 by the capacitor 11 illustrate. If one draws the now resulting Scheme on, you get Fig. 2. In this figure mean the self-induction 7 'and the capacitor 9 have the same parts as in Fig. 1. The circuit 12 consists of the self-induction 3 and the anode-cathode capacitance 10, the circuit 13 from the Self-induction 4 and the grid-cathode capacitance 10.
Der Kreis nach Abb. 2 besitzt in bezug auf seine Schwingungsmöglichkeit mehrere Freiheitsgrade. Für das Entstehen von Schwingungen einer Kathodenröhre kommen jedoch nur zwei Freiheitsgrade in Frage, nämlich erstens derjenige Freiheitsgnad, bei welchem die Kreise 12 und 13 lediglich jeder resultierend als Selbstinduktion wirken und zweitens derjenige Freiheitsgrad', bei welchem die Kreise 12 und 13 jeder resultierend als Kapazität arbeiten. Im ersteren Falle entsteht eine niedrige Frequenz W1 und im zweiten Falle eine höhere Frequenz w2. Die anderen an sich möglichen Freiheitsgrade ergeben in Zusammenschaltung mit der Röhre nicht die Möglichkeit zum Entstehen von Schwingungen, weil dann die Gitterspannung gegenüber der Anodenspainnung in der Röhre nicht mehr in der richtigen Phase von etwa i8o° verschoben wäre. Solcher Fall liegt z. B. vor, wenn der eine der Kreise 12 und 13 resultierend als Kapazität und der andere Kreis resultierend als Selbstinduktion wirkt. Auch die parallel zum Kreis 7', 9 liegende Röhrenkapazität kann vernachlässigt werden.The circle according to Fig. 2 has several degrees of freedom with regard to its possibility of oscillation. However, only two degrees of freedom come into question for the occurrence of vibrations in a cathode tube, namely first the degree of freedom in which the circles 12 and 13 only each act as a resultant self-induction and second the degree of freedom in which the circles 12 and 13 each result as a capacitance work. In the first case, a low frequency W 1 occurs and in the second case a higher frequency w 2 . The other possible degrees of freedom in connection with the tube do not result in the possibility of vibrations, because then the grid voltage would no longer be shifted in the correct phase of about 180 ° compared to the anode voltage in the tube. Such a case is e.g. B. before when one of the circles 12 and 13 acts as a result as a capacitance and the other circle as a result as self-induction. The tube capacitance lying parallel to circle 7 ', 9 can also be neglected.
Es ist bekannt, daß bei einemSchwingungsgebilde, bei welchem eine Kathodenröhre als Generator verwendet ist, nie gleichzeitig zwei voneinander unabhängige Schwingungen auftreten, sondern immer nur die eine oder die andere, also für den vorliegenden Fall W1 oder w2. Welche von diesen beiden Schwingungen einsetzt, ist von' der Kopplung der Röhre mit dem Schwingungsgebilde abhängig, d.h. es wird jeweilig diejenige Schwingung einsetzen, für welche eine günstigere Kopplung zwischen Röhre und Sahwingungskreis besteht. Man unterscheidet im allgemeinen eine Gitterkopplung und eine Anodenkopplung, Die Kopplungen sind um so fester, je höhere Gitterspannungen bzw. Anodenspannungen vorhanden sind. Die Größen dieser Spannungswierte sind abhängig von der Größe der vorhandenen kapazitiven bzw. induktiven Gitter- oder Anodenkoppiungen für die Frequenzen U)1 oder W2.It is known that in a vibratory structure in which a cathode tube is used as a generator, two mutually independent vibrations never occur at the same time, but always only one or the other, i.e. for the present case W 1 or W 2 . Which of these two oscillations begins depends on the coupling of the tube with the oscillation structure, ie that oscillation will start for which there is a more favorable coupling between the tube and the oscillation circuit. A distinction is generally made between a grid coupling and an anode coupling. The couplings are stronger the higher the grid voltages or anode voltages. The sizes of these voltage values depend on the size of the existing capacitive or inductive grid or anode couplings for the frequencies U) 1 or W 2 .
Um nun die Unsicherheit beim Betriebe mit Kaühadenröhren zu beheben und! um zu erreichen, daß nur die gewollte Frequenz, z.B. U)1, und nicht die ungewollte Frequenz w2 eintritt, soll gemäß der vorliegenden Erfindung für das gewollte w die Kopplung günstiger bzw. für das nicht gewollte ω ungSnstiger gestaltet werden.In order to resolve the uncertainty when operating with Kaühadenröhren and! In order to ensure that only the desired frequency, for example U) 1 , and not the unwanted frequency w 2 occurs, according to the present invention the coupling should be made more favorable for the desired w and less favorable for the unwanted ω .
Dies wird nach der Erfindung durch Zuschaltung von Selbstinduktion oder Kapazität oder eines besonderen auf die nicht gewollte Frequenz abgestimmten Kreises erreicht. InAccording to the invention, this is achieved by adding self-induction or capacitance or a special circle tuned to the unwanted frequency. In
Abb. 3 ist ein Auisfüh'rungsbeispiel nach der Erfindung unter Zugrundelegung der Schaltung laut Abb. ι dargestellt. Wie vorher gezeigt, bestehen in bezug auf die Frequenz die zwei Freiheitsgrade, bei denen die Selbstinduktionen 3 und 4 mit den parallelliegenden Röhrenkapazitäten io und ι r resultierend beide als Selbstinduktionen oder beide als Kapazitäten wirken. Im ersteren Falle ergibt sich die kleine Frequenz W1;, im zweiten Falle die große Frequenz u>2. Soll nun erwirkt werden, "daß die Schwingung bei der ■ Frequenz cu2 nicht einsetzt, so müssen die Kopplungen für dieses w2 ungünstig gemachtFig. 3 is an Auisfüh'rungsbeispiel according to the invention based on the circuit shown in Fig. Ι shown. As previously shown, there are two degrees of freedom with respect to the frequency in which the self-inductances 3 and 4 with the parallel tube capacitances io and ι r both act as self-inductions or both act as capacitances. In the first case the small frequency W 1 ; results, in the second case the high frequency u> 2 . If it is to be ensured that the oscillation does not start at the frequency cu 2 , the couplings for this w 2 must be made unfavorable
t5 werden. Im vorliegenden Falle kann, dies z. B. dadurch erreicht werden, daß die Gitterkopplung, d. h. die Kopplung der Röhre mit dem Kreis 4-11 vermindert wird. Das geschieht durch Herabsetzung der sich an diesem Kreis auf Grund des Schwingungsstromes ergebenden Spannungsdifferenz. Für diesen Kreis ist der Spannungsabfall e = — 1-~, t5 will be. In the present case, this z. B. can be achieved in that the grid coupling, ie the coupling of the tube with the circle 4-11 is reduced. This is done by reducing the voltage difference resulting from the oscillating current in this circuit. For this circle the voltage drop is e = - 1 - ~,
es ist aber die resultierende Kapazität C but it is the resulting capacitance C
— C ^t- wenn C die Röhrenkapazität 11 - C ^ t- if C is the tube capacity 11
a' L· x a 'L x
zwischen Gitter und Kathode und L der Wert der Selbstinduktion 4 ist. Will man nun den Wert von C vergrößern, um e Meiner zu gestalten, so ist es nur erforderlich, daß C zu vergrößern, und das geschieht, indem man zur Röhrenkapazität 11 eine Kapazität 14 parallel schaltet. Diese parallel zu schaltende Kapazität 14 spielt für die Schwingung mit W1 bei dem Schwiingungsvorgang eine nur sehr geringe Rolle, wenn nämlich 3 und 4 resultierend als Selbstinduktionen wirken. Es ist nämlich die resultierende Selbstinduktion der Kreise 11,14, 4:between grid and cathode and L is the value of self-induction 4. If one now wants to increase the value of C in order to shape e Mein, all that is necessary is to increase C , and this is done by connecting a capacitance 14 in parallel to the tube capacitance 11. This capacitance 14, which is to be connected in parallel, plays only a very minor role for the oscillation with W 1 in the oscillation process, namely when 3 and 4 act as a result as self-inductions. It is namely the resulting self-induction of the circles 11, 14, 4:
TT
Der Wert fällt naturgemäß recht kleinThe value falls naturally quite small
aus.the end.
Um dasselbe Ergebnis, nämlich1 die Verminderung der Gitterspannung, zu erreichen, wäre es auch möglich, in die Zuleitung zum Gitter 6 eine Selbstinduktion 15 einzuschalten.The same result, namely, 1 to achieve the reduction of the grid voltage, in the feed line to grating 6, it would also be possible to use a self-induction turn 15th
Der Spannungsverlust in dieser Selbstinduktion ist ι · tu · L. Für die große Frequenz ou2 ist dieser Spannungsverlust groß, während er für die kleine Frequenz U)1 klein ist. Für jede beliebige andere zur Schwingungserzeugung geeignete Schaltung sind die angegebenen Mittel sinngemäß anzuwenden, und zwar so, daß die nicht gewollte Schwingung nicht in die Erscheinung treten kann. Entsprechend den Eigenarten der jeweils zu verbessernden Schaltung wird es erforderlich sein, eine Auswahl unter den verschiedenen Schaltungekombinationen zu treffen, indem entweder parallel oder in Serie zu den jeweils als wichtig erkannten inneren Röhrenkapazitäten entweder nur Zusatzkondensatoren fis oder nur Zusatzselbstinduktionen oder beide Hilfsmittel gleichzeitig zugeschaltet werden. Die bei den verschiedenen Schaltungen jeweils anzuwendeniden Ausführungen können durch eine Analyse, wie sie im obigen an Hand der Ahb. 1 und 2 beispielsweise gegeben wurde, leicht bestimmt werden, da ja die Wirkungsweise von zugeschalteten Selbstinduktionen und Kapazitäten allgemein bekannt und leicht erkennbar ist.The voltage loss in this self-induction is ι · tu · L. For the high frequency ou 2 this voltage loss is large, while it is small for the small frequency U) 1 . For any other circuit suitable for generating vibrations, the specified means are to be used analogously, in such a way that the unwanted vibration cannot appear. Depending on the characteristics of the circuit to be improved, it will be necessary to make a selection from the various circuit combinations by connecting either only additional capacitors fis or only additional self-inductors or both aids at the same time, either in parallel or in series with the inner tube capacitances recognized as being important. The explanations to be used in each case for the various circuits can be determined by an analysis as described above with reference to Ahb. 1 and 2, for example, can be easily determined, since the mode of action of switched-in self-inductions and capacitances is generally known and easily recognizable.
Ein auf die nicht gewollte Frequenz abgestimmter Kreis verursacht für die nicht gewollte Frequenz einen großen übertragenden Widerstand, der naturgemäß die Kopplungsspannungen für diese Frequenz ungünstig be- einflußt.A circle tuned to the unwanted frequency causes the unwanted Frequency a large transferring resistance, which naturally affects the coupling voltages unfavorably for this frequency influences.
Die im vorstehenden beschriebenen Mittel, welche die Bestimmung· haben, die ungewollten Schwingungen der Kathodenröhre nicht aufkommen zu lassen, sind zusätzliche und gehören keineswegs zu denjenigen Elementen, welche einerseits erforderlich sind, um die gewollte Frequenz im Schwingungskreis herzustellen und anderseits notwendig sind, um die Rückkopplung zwischen Röhre und Schwingungskreis herzustellen.The means described above, which have the purpose of the unwanted To prevent the cathode tube from vibrating are additional and are by no means among those elements that are required on the one hand to achieve the desired Establish frequency in the resonance circuit and on the other hand are necessary for the feedback between the tube and the resonance circuit to manufacture.
Claims (2)
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