DE448541C - Roehrensender, insbesondere fuer kurze Wellen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 22. AUGUST 1927

REICH S PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 a⁴ GRUPPE 9

Tag' der Bekanntmachung· über die Erteilung des Patents: 28. Juli igz

C. F. Burgess Laboratories, Inc. in Madison, Wise, V. St A. Röhrensender, insbesondere für kurze Wellen.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 7. Februar 1926 ab.

Die Priorität der Anmeldung in den Vereinigten Staaten von Amerika vom 17. Februar 1925

ist in Anspruch genommen.

Die Erfindung bezieht sich auf die Erzeugung von Hochfrequenzschwingungen, insbesondere auf einen verbesserten Vakuumrohrschwingungserzeuger, der besonders gut zur Verwendung als Sender für kurze Wellen geeignet ist.·

Vielleicht das größte Problem, welches den Bemühungen, die gemacht wurden, um Kurzwellensendung zu entwickeln, entgegenstand, ist das, einen genügend hohen Grad von Stabilität aufrechtzuerhalten. Bei der Erzeugung solcher äußerst hohen Frequenzen sind ge-

ringe Störungen, die bei niedrigeren Frequenzen keine merkbare Wirkung haben würden, oft hinreichend, die Frequenz in solchem Maße zu verändern, daß der Empfang sehr erschwert oder sogar unmöglich gemacht wird. Rastlose Anstrengungen sind bisher von den an der Entwicklung der Kurzwellensendung interessierten Kreisen gemacht worden, um die Stabilität zu erhöhen. Indes ist anscheinend kein bedeutender Fortschritt in dieser Richtung bisher erzielt worden. Vorliegende Erfindung ist das Ergebnis sorgfältiger Untersuchung der wahrscheinlichen Ursachen dieser Unstabilität und damit Hand in Hand ausgeführten eingehenden Versuchen. Die Versuche wurden mit ungefähr 6oo m begonnen und die Wellenlängen allmählich verringert, 'bis 3 m erreicht wurden. Auf jeder Stufe wurden Beobachtungen an^ao gestellt, jede Neigung zur Instabilität notiert und Bemühungen gemacht, die Ursachen solcher Instabilität festzustellen. Das endliche Ergebnis war, daß, wenn die Wellenlänge von 3 m erreicht wurde, ein Stromkreis entwickelt war, der genau so zuverlässig und stabil bei dieser Wellenlänge war als bei den längeren Wellen.

In dem so entwickelten Hodhfrequenzerzeuger ist ein Hochfrequenzschwingungskreis, bestehend aus Induktanzen und Kapazitäten, an die an verschiedenen Punkten die entsprechenden Elektroden der Vakuumröhre angeschlossen sind. Der Hochfrequenzschwingungskreis enthält Kapazitäts- und Induktanzelemente, die so im Verhältnis zueinander bemessen sind, daß er eine Anordnung, die einer Hochfrequenzbrücke äquivalent ist, bildet. Quer zu zwei Punkten von gleichem Potential dieser Brücke ist ein Element von hohem Widerstand als Gitterableitewiderstand geschaltet, und die Gleichstromzüleitung zum Anodenstromkreis ist gleichfalls an dieselben oder äquivalente Punkte angeschlossen. Vermöge dieser Anordnung sind die Gleichstromquelle und -leitungen außerhalb des Hochfrequenzkreises gehalten, und anscheinend beruht die außerordentliche Stabilität des Erzeugers in weitem Maße auf diesem Umstand.

Die Abstimmung wird vorzugsweise mittels eines Paares veränderlicher Kondensatoren bewirkt, deren drehbare Platten auf einer gemeinsamen Welle so gelagert sind, daß ihre Kapazitäten gleichzeitig verstärkt bzw. vermindert werden können. Diese Kondensatoren bilden je einen Arm der Hochfrequenzbrücke. Sie sind gewöhnlich so berechnet, daß sie im wesentlichen gleiche. Kapazitäten für jede Einstellung haben, indes ist dies nicht wesentlich, vielmehr ist es nur nötig, daß sie so bemessen sind, daß die Brücke mindestens annähernd für alle Einstellungen ausgeglichen ist.

Das in der Zeichnung dargestellte Schaltungsschema stellt die genaue Anordnung, mit welcher die ungewöhnlichen Ergebuisseerhalten wurden, dar. Es ist indes zu bemerken, daß eine geringe Veränderung möglich ist, ohne die Wirksamkeit und .Stabilität des Systems zu beeinträchtigen. In der Zeichnung ist mit 1 eine Vakuumröhre mit drei Elektroden bezeichnet. Sie besitzt eine Knthode bzw. einen Faden 2, eine Steuerungselektrode oder Gitter 3 und eine Anode oder Platte 4. Eine Heizbatterie S zur Beheizung des Fadens sowie ein Regelungswiderstand 6 für den Faden sind ferner vorgesehen.

Es ist gewöhnlich angenommen worden, daß, um derart hohe Frequenzen zu erzeugen, wie z. B. eine solche, die einer Wellenlänge von 5 m entspricht, es nötig wäre, eine Rohre zu benutzen, bei welcher die Zuführungsdrähte für die Platte, das Gitter und den Faden weit getrennt sind.' Es hat sich indes herausgestellt, daß bei dem hier dargestellten Kreis es nicht nötig ist, eine Röhre von besonderer Konstruktion zu verwenden, sondern daß eine gewöhnliche Röhre von dein erwähnten Typ ebenfalls gute Resultate ergibt. Zweifellos würde es bei steigenden Frequenzen erwünscht, wenn nicht sogar notwendig sein, eine Röhre anzuwenden, bei welcher die Zuleitungsdrähte weiter getrennt sind, so daß die Kapazität zwischen ihnen verringert wird.

Der Schwingungskreis, der der Hauptfaktor bei der Bestimmung der Frequenz, mit welcher der Generator arbeitet, ist, umfaßt zwei Induktanzspulen 7, 8, zwei veränderliche Kondensatoren 9, 10 und einen festen Kondensator 11 von hoher Kapazität. Die Kondensatoren 9 und 10 sind veränderlich und ihre beweglichen Platten auf einer gemeinsamen Welle gelagert, so daß ihre Kapazitäten gleichzeitig und in gleichem oder proportionalem Maße verändert werden können. Der Hochfrequenzschwingungskreis bildet eine Brücke, deren vier Arme die Induktanz 7, die Induktanz 8, Kondensator 9 und Kondensator 10 enthalten. Der feste Kondensator 11 ist ebenfalls in dem Anm der Brücke eingeschlossen, der -die Induktanz 8 enthält. Die Anordnung ist vorzugsweise derart, daß die zwei Arme der Brücke, die die Induktanzen 7 bzw. 8 enthalten, von gleicher Reaktanz sind. Wenn der Kondensator 11 groß ist, ist die durch ihn verursachte Reaktanz bei den in Frage kommenden hohen Frequenzen sehr klein, so daß, selbst wenn die beiden Induktanzen 7 und 8 gleich sind, praktisch durch den Kondenkator 11 keine Gleichgewichtsstörung eintritt. Dieser Kondensator

kann von der Kapazität 0.003 mikrofarads für einen Sender sein, der berechnet ist, mit annähernd 5 m oder weniger zu arbeiten. Angenommen, daß die Brücke ausgeglichen ist, sind die Punkte 12 und 13 von gleichem oder im wesentlichen gleichem Potential.

Ein hoher Widerstand 14, z. B. von der Größe von 5000 Ohm, ist zwischen diese Punkte gleichen Potentiates geschaltet. Die Leitungen 15 und 16 von der Gleichstromquelle 17 sind an die Punkte 12 bzw. 18 angeschlossen, von denen der letztere im wesentlichen das gleiche Potential wie die Punkte 12 und 13 vermöge der kleinen Reaktanz aus dem Kondensator 11 hat. Der Kondensator 11 wirkt als Sperrkondensator, indem er verhindert, daß das positive Potential der Quelle 17 dem Gitter aufgedrückt wird. Die Zuleitungen für das Gitter und die Platte sind an Punkte 19 bzw. 20 des Schwingungskreises angeschlossen. Diese Punkte sind notwendigerweise immer von entgegengesetzter Polarität. Da der Faden an den Punkt 12 angeschlossen ist, der in der Mitte zwischen dem as Potential der Punkte 19 und 10 liegt, ist es klar, daß die Stromkreise die bekannten Bedingungen zur Schwingungserzeugung erfüllen.

Beim Betrieb mit so kurzen Wellenlängen, wie sie hier in Betracht kommen, werden offenbar die Kapazitäten der Kondensatoren 9 ■ und 10 und die Induktanzen der Spulen 7 und 8 äußerst klein sein. In der Praxis können die Induktanzen 7 und 8 je aus einer halben Windung von Kupferdraht Nr. 8 bestehen und der Radius der Windung etwa 2 Zoll betragen.

Spule 7 ist induktiv gekoppelt mit einer sekundären Spule 21, deren Klemmen mit einer Antenne oder einem anderen Leistungskreis verbunden sein können. Spule 21 kann ebenfalls aus einer halben Windung Kupferdraht Nr. 8 mit einem Radius von 2 Zoll bestehen. Die Kondensatoren 9 und 10 können von ungleicher Kapazität sein, vorausgesetzt, daß die Induktanzen 7 und 8 ebenfalls ungleich sind, so daß die Brücke für alle Einstellungen in einem annähernden Gleichgewicht erhalten wird.
Wenn der Brückenkreis so ausgeglichen ist, daß die Hochfrequenzpotentiale in den Punkten 12 und 18 genau gleich sind, fließt offenbar kein Hochfrequenzstrom durch die Gleichstromquelle 17, und es haben daher irgendwelche Störungen, die in der Gleichstrom- 5S quelle oder den Leitungen 15, 16 auftreten, keine Wirkung auf die erzeugte Frequenz.

Wenn auch die Erfindung von besonderer Bedeutung für Kurzwellensendung ist, so ist ihre Wirkung auch bei längeren Wellen ebenfalls gut.

Dem Fachmann wird es klar sein, daß von der genauen Anordnung des Kreises, wie sie in der Zeichnung dargestellt ist, in gewisser Hinsicht abgewichen werden kann, ohne seine Stabilität zu zerstören. Auch solche unwesentlich abweichenden Schaltungen fallen in den Bereich der Erfindung.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   ι. Röhrensender, insbesondere für kurze Wellen, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungskreis durch Teilung der Selbstinduktion und der Kapazität als Brücke ausgebildet ist und Anode und Gitter an Punkte von ungleichem Hochfrequenzpotential angeschlossen sind, während die Kathode an einem von zwei Punkten der Brücke liegt, die konstant gleiches Hochfrequenzpotential haben, und die Anodenstromquelle mit diesen beiden Punkten von konstant gleichem Hochfrequenzpotential verbunden ist.
2. 2. Röhrensender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wider-Standselement von zweckmäßig hohem Widerstand zwischen die zwei Punkte der Brücke von konstant gleichem Hochfrequenzpotential geschaltet ist, während zwischen den beiden Hälften der Selbstinduktion ein Blockkondensator (11) liegt, der den Kurzschluß der Batterie (17) vermeidet und verhindert, daß die positive Spannung der Batterie dem Gitter aufgedrückt wird.
3. 3. Röhrensender nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kapazitätselemente veränderlich und gemeinsame Steuerungsmittel für diese Kapazitätselemente vorgesehen sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

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