DE350581C

DE350581C - Reihenschaltung von Entladungsroehren zu Verstaerkerzwecken

Info

Publication number: DE350581C
Application number: DE1919350581D
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1916-07-07
Filing date: 1919-03-04
Publication date: 1922-03-22
Also published as: DE300621C; GB145777A; AT87005B; GB146353A; NL12208C; DE304307C; FR517411A

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AIH 22. MÄRZ 1922

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 / GRUPPE >S>

Siemens & Halske Akt-Ges. in Siemensstadt b. Berlin. Reihenschaltung von Entladungsröhren zu Verstärkerzwecken.

Zusatz zum Patent 300621.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 4. März 1919 ab. Längste Dauer: 24. Oktober 1931.

In dem Patent 300621 ist eine Schaltung für Entladungsröhren geschützt, die ihre Anodenspannungen einer gemeinsamen Batterie entnehmen, wobei zwecks Vermeidung störender Rückkoppelungserscheinungen parallel zu dieser Batterie ein Kondensator von solcher Größe gelegt ist, daß für die in Frage kommenden^Wechselströme der Scheinwiderstand von Batterie und Kondensator zusammen unter demjenigen Wert liegt, bei dem die Selbsterregung einsetzt. Dieser Schutzkondensator hat im allgemeinen eine mäßige Größe, wenn es sich darum handelt, Ströme höherer Frequenz w > 3 000 zu verstärken, und wenn die

Verstärkungszahlen nicht übermäßig hoch sind. So genügt im allgemeinen für eine Sprachverstärkung um ß_x = 7 ein Kondensator von 2 MF. Treffen diese Bedingungen jedoch nicht zu, d. h. ist die Schaltung zur Verstärkung von Strömen tiefer Frequenz w ·=. 20 — 1000 bestimmt oder kommen hohe Verstärkungszahlen in Frage ß_x >■ 8, so ist unter Umständen ein Kondensator erforderlich, der übermäßig groß sein muß, z.B. 100 MF für ω = ioo und S₁ = 7. Die Benutzung solcher Kondensatoren würde die Schaltung übermäßig vergrößern und verteuern. Die Beseitigung dieses Ubelstandes erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß bei einem Teil oder allen Rohren in den Anodenkreis ein Schutzwiderstand zwischen +-Pol der Anodenbatterie und Anodenwicklung des zu dem betreffenden Rohre gehörigen Übertragers gelegt wird, wobei man parallel zu jedem Widerstand und der Batterie je einen Kondensator geeigneter Größe ' einschaltet.

Die bei Verwendung einer gemeinsamen Anodenbatterie in Reihenschaltungen zwischen zwei Rohren auftretende Rückkoppelung ist sowohl dem inneren Widerstand der Batterie als auch der zwischen den beiden Rohren liegenden Verstärkungszahl linear proportional, so daß im allgemeinen die Rückkoppelung zwischen gleich weit auseinanderliegenden Rohren gleich groß, die zwischen dem ersten und letzten Rohr am größten ist. Es genügt deshalb in vielen Fällen, die Rückwirkung des vom letzten Rohr herrührenden verstärkten Stromes auf das erste Rohr zu beseitigen. Unter Umständen ist es jedoch auch erforderlich, noch andere Rohre zu schützen.

In der beiliegenden Abb. 1 ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise dargestellt, nach der das erste Rohr gegen eine Rückwirkung der nachfolgenden Rohre geschützt ist. Dabei bedeuten I bis III drei Entladungsrohre, U₁ bis U₄ vier Übertrager, B₁ die gemeinsame Heizbatterie und E₂ die gemeinsame Anodenbatterie. Zwischen der Anodenwicklung P₂ des Übertragers U₂ und dem +-Pol der Anodenbatterie ist der Schutzwiderstand r eingeschaltet, parallel zu diesem und der Batterie B₂ liegt der Schutzkondensator C. Es sei der gemäß Patent 300621 zur Vermeidung der Rückkoppelung notwendige Kondensator gleich C, so daß bei einem inneren' Widerstand w der Batterie die rück- : koppelnde Spannung V ohne Kondensator ; herabgesetzt wird im Verhältnis j

ι + iwwC nach Abb. i liegt der Anodenkreis (Kathode, Anode, Übertragerwicklung P₂) des ersten Rohres an den Klemmen des Kondensators C. Es ist also zu berechnen, welche Teilspannung von V zn C herrscht. Die beiden Widerstände r

und C (Scheinwiderstand r +

sind in

Reihe geschaltet und liegen an den Polen der Batterie B_z, also an der Spannung V. An C liegt nun diejenige Teilspannung von V, die gegeben ist durch das Verhältnis der Scheinwiderstände

11 ι

iw C ' iw C ι -+- iw r C

Dieses gilt so lange, als sich der Wechselstrom im Anodenkreis nicht wesentlich ändert, was der Fall ist, solange der Widerstand von der Schutzanordnung klein gegenüber dem inneren Widerstand des Rohres ist.

Will man in beiden Fällen die gleiche Schutzwirkung haben, so hat man C und r gemäß der Beziehung

ι + i w r C ι + iww C

zu wählen. Ist beispielsweise für w = 50 Ohm, C — 100 MF notwendig, so genügt für die Schutzschaltung nach Abb. 1 bei r = 2500 Ohm ein Kondensator C = 2 MF.

Dasselbe günstige Ergebnis mit Bezug auf die Kondensatorengröße kann man auch erzielen, wenn man die Schutzanordnung im Anodenkreise des letzten Rohres anbringt. In der Abb. 2 ist diese Ausführungsform der Erfindung dargestellt, wobei dieselben Bezeichnungen der Schaltelemente wie bei Abb. 1 gewählt sind. Es sei auch für diesen Fall vorausgesetzt, daß zur Vermeidung der Rückkoppelung gemäß Patent 300621 ein Kondensator von C MF notwendig ist. Soll der Kondensator C den «-ten Teil von C" betragen, und wählt man nun r = (n — 1) · w, wo w den inneren Widerstand von F₂ bedeutet, so ist der Widerstand der Schutzanordnung zwischen den Punkten Q, und R

\n w η J \ w J

während der Widerstand der Anordnung gemäß Patent 300621 gleich

wobei i = ]/ — 1 ist. Bei der Schutzschaltung ist, d. h. die Spannung an den Punkten Q-R ist auf den w-fachen Betrag derjenigen gestiegen, welche an den gemäß Patent 300621 durch den Kondensator C verbundenen Batteriepolen herrscht. Von dieser Gesamtspannung entfällt auf die Batterie jedoch nur der n-ie Teil, so daß die rückkoppelnde Spannung

nur ebenso groß ist wie bei der Schaltung nach dem Hauptpatent, obwohl der Kondensator bei letzterem η-mal so groß sein muß. Auch hier ist beispielsweise für w = 50 Ohm S und C = 100 MF bei r = 2500 Ohm ein Kondensator von 2 M F notwendig. Es sei hier gleich darauf hingewiesen, daß die Schutzwiderstände einen gewissen Höchstwert nicht überschreiten dürfen, der festgelegt ist durch die von ihnen verursachten Gleichstromspannungsverluste, die es unter Umständen bewirken können, daß die Verstärkungszahl der geschützten Röhren sinkt. Zu demselben Nachteil kann es führen, wenn der Scheinwiderstand der gesamten Schutzanordnung in die Größenordnung des Scheinwiderstandes der Anodenwicklung des zugehörigen Übertragers kommt.

Aus den obigen Beispielen geht hervor, daß

zo es dieselbe Wirkung hat, ob man eine Schutzanordnung mit gegebenen Widerstands- und Kondensatorwerten in den Anodenkreis des ersten oder letzten Rohres einschaltet. Anders ist es jedoch, wenn die einzelnen Rohre verschiedene Anodenströme aufweisen. Dann wird man die Anordnung entsprechend den obigen Ausführungen dem Rohre mit kleinerem Anodenstrom zuordnen, da sie bei diesem sowohl den kleinsten Gleichstrom- als auch | Wechselstromspannungsverlust verursacht.

In der Ausführungsform nach Abb. 1 wird das erste Rohr gegen eine Rückwirkung geschützt, die vom letzten und um so mehr gegen eine solche, die von dem vorletzten und früheren Rohren herrührt. Das zweite und die folgenden Rohre sind ungeschützt. Bei der Ausführungsform nach Abb. 2 ist das erste Rohr und um so mehr das zweite und die folgenden gegen eine Rückwirkung des letzten Rohres gesichert, nicht aber gegen eine Rückwirkung des vorletzten und der voranliegenden Rohre. Es ist deshalb unter Umständen erforderlieh, nicht nur ein Rohr, sondern mehrere mit der Schutzanordnung zu versehen. Dies würde eine Schaltung nach Abb. 3 ergeben. Ganz allgemein kann man sagen, daß, wenn m die Verstärkungszahl zwischen zwei aufeinanderfolgenden Rohren bedeutet, und wenn die für den Schutz des ersten Rohres gegen das letzte notwendige Anordnung die an der Batterie auftretende Wechselspannung des letzten Rohres auf den ^>-tenTeil herabsetzt, ^-fache Schutzwirkung, #-Schutzanordnungefl notwendig sind, wo χ eine ganze Zahl ist, die der Bedingung genügt χ> · .

Bei jEi-facher Schutzwirkung, d. i. bei der Herabsetzung der betreffenden Wechselspannung auf den ^>-ten Teil, ist das zweite Rohr dann geschützt, wenn m größer als f ist. Für w-Rohre beträgt nämlich, wenn jedes einzelne Rohr um das m-fache verstärkt, die Gesamtverstärkung m". Bei Ausschaltung des ersten Rohres beträgt daher die Verstärkung vom zweiten Rohr bis zum letzten noch mⁿ—^l. Ist m größer als fi, so braucht das zweite Rohr keine Schutzanordnung mehr, weil mⁿ~^l < < ^t-

V ist. Ist dagegen m kleiner als j>, so muß auch das zweite Rohr geschützt werden, ebenso das dritte, wenn m² kleiner als φ ist usw. Es müssen Schutzanordnungen bis zum x-ten Rohr verwendet werden, für welches m^x"^p ist oder xln m>_lnp ist. Infolgedessen ist die Zahl der zu schützenden Rohre gegeben durch

die Gleichung χ > . ° = Inm

Diese Zahl von .Schutzanordnungen verteilt man gleichmäßig auf die am Anfang und Ende der Schaltung liegenden Rohre, und zwar sind dann die Schutzwiderstands- und Kondensatorwerte so zu bemessen, daß die Anordnungen des ersten und letzten Rohres zusammen eine ^-fache, die des ersten und vorletzten bzw.

zweiten und letzten Rohres eine —-fache

Schutzwirkung gewährleisten usw.

Claims

Patent-Anspruch:

Reihenschaltung von Entladungsröhren go zu Verstärkerzwecken, die ihre Anodenspannungen einer gemeinsamen Batterie entnehmen, nach Patent 300621, dadurch gekennzeichnet, daß in die Anodenkreise eines Teiles oder sämtlicher Verstärkerröhren besondere Widerstä'nde geschaltet sind, über welche die betreffenden Anodenkreise an den positiven Pol der gemeinsamen Anodenbätterie gelegt werden, wobei parallel zu diesen Widerständen und der Batterie je ein Kondensator gelegt wird, zum Zwecke, die Rückkoppelungsgefahr mit Hilfe von Schaltelementen geringen Umfanges zu beseitigen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.