DE366829C - Schaltungsanordnung mit einer oder mehreren Vakuumgluehkathodenroehren zur Verstaerkung von Wechselstroemen - Google Patents

Description

• Schaltungsanordnung mit einer oder mehreren Vakuumglühkathodenröhren zur Verstärkuna von Wechselströmen. Die Erfahrung hat gezeigt, daß die Verstärkerrohre mit Glühkathode, insbesondere diejenigen, welche mit reinen Elektronenströmen arbeiten, ihre Eigenschaft, als Verstärker in einer Verstärkerschaltung zu wirken, zwar über ein großes Frequenzbereich fast unverändert beibehalten, daß aber bei sehr hohen Frequenzen, wie sie z. B. den in der drahtlosen Technik verwendeten Wellenlängen. in der Größenordnung von iooo m und darunter entsprechen, besondere Erscheinungen auftreten, welche die Verwendung derartiger Verstärkerrohre erschweren. Unter Verstärkerschaltung wird hierbei eine Schaltung verstanden, bei welcher das Gitter an einem Ruhepotential liegt, um eine getreue quantitative Verstärkung der Hochfrequenz zu erzielen, im Gegensatz zu einer Audionschaltung, bei welcher im Gitterkreis ein Kondensator liegt und in der die ankommende Hochfrequenz in eine hörbare Frequenz umgewandelt wird, wodurch nebenbei auch ein Verstärkereffekt erreicht werden kann. Es hat sich nämlich gezeigt, daß bei hohen Frequenzen die Verstärkerwirkung entweder 'überhaupt herabsinkt oder; wenn für eine bestimmte Frequenz durch geeignete Abstimmung von Schwingungskreisen eine brauchbare Verstärkung erzielt worden ist, daß dann für alle von der Abstimmfrequenz verschiedenen Frequenzen die Verstärkerwirkung sofort sehr stark abnimmt. Die Verstärkung hat also

  einen stark selektiven Charakter: Dies ist be

  sonders in Mehrfachschaltungen von Verstär

  kerrohren nachteilig, da dann in so vielen ver

  schiedenen Schwingungskreisen eine- genau

  Abstimmung vorgenommen werden müßte

  daß die ganze Schaltung praktisch unbrauch

  bar wird.

  Der Versuch hat nun ergeben, daß dies

  Verminderung der Wirkung nicht auf eine

  spezifischen Eigenschaft der Rohre, etwa de

  reinen Elektronenentladung beruht, sonder:

  durch .die Verluste bewirkt wird, die durch di

  elektrostatische Kapazität der Rohre und de

  für ihren Einbau in die Schaltung erfordei

  liehen Zuleitung.-.n, selbst wenn deren Läng

  möglichst verringert wird, entstehen. Dies

  elektrostatische Kapazifät bildet einen Neber

  schluß von einem Widerstandswerte, der prc

  portional oder Wellenlänge abnimmt; der Vei

  luststrom. nimmt also im umgekehrten Vei

  hältnis der Wellenlänge zu.

  Weiter haben Versuche gelehrt, daß es mög

  lieh ist, den inneren Rohrwiderstand und di

  Impedanz im Anodenkreise, die gemäß eine

  früheren Erkenntnis für eine günstige Vei

  Stärkung von gleicher Größenordnung sei

  müssen, durch besondere Maßnahmen so we

  zu verringern, daß sie nur noch von der Grc

  ßenordnung des Betrages -C - wobei u" di

  Kreisfrequenz, einer Wellenlänge von de

  Größenordnung iooo m entspreche und C di

  elektrostatische Xapazität bedeute - sind oder diese noch unterschreiten.
• Der innere Rohrwiderstand im Ano,ienkreise ist bei Hochvakuunirohren, die in, Gitterkreise keinen Stromverbrauch haben, gegeben durch die reziprokeAnodenrückwirkung Anodenpotential bedeutet. Es dürfte unmögwo P den Anodenstrom und B das lich sein, die Leitungen so zu führen und die Widerstandselemente so klein zu machen, daß die Kapazität der auf den Potentialen der Anode - liegenden Teile gegen das übrige System nicht wenigstens die Größe von einiren Zentimetern erreicht; io bis ii Mikro-Farad wird etwa die untere Grenze bezeichnen. -Nun ist bei Wellen von ioo m Länge die Kreisfrequenz :-, = 43 . 107; infolgedessen ist in diesem Falle immer ein Kapazitätsnebenschluß von der Größe von z : o, C == etwa Soco Ohm vorhanden, von derselben Größenordnung oder kleiner rriuß also bei nicht allzu selektivem Charakter des Wechselstromwiderstandes im Anodenkreise die gesamte Impedenz sein.
• ach dem vorhergehenden ist klar, daß in solchen Fällen nur Verstärkerrohre verwendet werden dürfen, deren innerer Widerstand im Anodenkreise ebenfalls von der Größenoränung io ooo Ohm ist. Die bisher benutzten Hochvakuumglühkathodenrohre haben aber innere Anodenwiderstände von etwa 70 000 Ohm bis zu mehreren Megohm.
• Als -Mittel, um einen kleineren Wert der absoluten Anodenrückwirkung oder eine Erhöhung von zu erzielen, hat sich die Erhöhung der durch den Strom ß charakterisierten, zur Anode fließenden Elektronenmenge und in zweiter Linie das Zulassen einer größeren Einwirkung des Anodenpotentials auf den Anodenstrom, d. h. ein stärkeres Durchgreifen des Anodenfeldes durchdas Hilfsgitter als bei den bisherigen Modellen üblich war, ergeben. Für den erstgenannten Zweck finden zunächst die bekannten Mittel zur Erhöhung des Sättigung sströmes Verwendung (größere Oberfläche des Glühfadens, Verwendung besonders stark emittierender Substanzen, Erhöhung der Temperatur), dabei ist aber dafür zu sorgen., daß der zur Anode übergehende Strom nicht durch die Raumladungswirkungen allzusehr begrenzt wird. Entweder muß also im Einklang mit der zweiten erwähnten Möglichkeit das Anodenfeld so weit durch ;las Gitter durchgreifen, daß unmittelbar an der Kathode bereits ein beschleunigendes Fehl entsteht (was durch Erhöhung des Anodenpotentials, Vergrößerung der -'laschenweite oder Verkleinerung des Anodenabstandes erreicht wird), oder es muß die Raumladungs-N-i-irktni, mit Hilfe einer besonderen vierten Elektrode (Spannungsnetz) oder auch durch Füllung des Rohres mit Edelgasen von geringem Druck so weit aufhehohen werden, daß auch bei schwachem Durchgreifen. des Anodenfeldes der größte Teil der von der Katliotle ausgehenden Elektronen das Gitter passiert. Der letztere' Weg zur Aufhebung -der Ratini-Ladungswirkung ist deshalb besonders vorteilhaft, weil es dabei viel leichter als im ersten Falle möglich ist, die Abhängigkeit des Anodenstromes vom Gitterpotential v gleichzeitig mit so zu steigern, daß das Verhältnis welches für die Verstärkung maßgebend ist, denselben günstigen Wert hat wie bei Verstärkerrohren mit größerem Anodenwiderstand. Dies wird besonders dann der Fall sein, wenn für diesen Zweck die an sich bekannte Anordnung gewählt wird, wo die Kathode in der- Achse eines zylindrischen durchbrochenen Spannungsnetzes liegt, welches seinerseits koachsial von dem Gitter und der Anode umgeben ist.
• Diese zylindrische Anordnung bringt natürlich an und für sich einen ungünstigen kapazitiven Nebenschluß mit sich, der aber durch Verkürzen. der Zylinderlänge sozusagen beliebig verkleinert werden kann. Anderseits besitzt die zylindrische Anordnung den großen Vorteil, einen viel geringeren Widerstand zu bieten als die flache Anordnung.

Claims (3)

1. PATEN T-ANSPRÜCHE: i. Schaltungsanordnung mit einer oder mehreren Vakuumglühkathodenröhren zur Verstärkung von Wechselströmen, deren Frequenz elektrischen. Wellen von der Größenordnung von iooo m und darunter entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Widerstand im Anodenkreis weniger als 2o ooo Ohm beträgt, so daß er für das ganze jeweilige Gebrauchsfrequenzgebiet niedriger oder höchstens gleich dem Widelstand »des unvermeidlichen Kapazitätsnebenschlusses ist.
2. 2. Schaltungsanordnung -nach An- spruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verminderung des Anodenwiderstandes .die Elektronenemission (der Sättigungsstrom) erhöht wird, wobei gleichzeitig entweder die Einwirkung des Anodenpotentials auf den Sättigungsstrom vergrößert wird oder zur Aufhebung der vermehrten Raumladungswirkung die bekannten Mittel (Anordnung eines vorzugsweise zylindrischen Spannungsnetzes, Füllung des Rohres mit Edelgas von geringem Druck) angewendet werden.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, .dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Einwirkung des Anodenpotentials auf den Sättigungsstrom die Anodenspannung erhöht oder die llaschenweite des Hilfsgitters vergrößert oder der Abstand der Anode vom Hilfsgitter verringert wird, wobei auch zwei oder alle drei dieser Maßnahmen gleichzeitig angewendet werden können.