DE470068C - Roehrensender, insbesondere fuer kurze Wellen - Google Patents

Description

Der Röhrensender gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Kreise sehr fest, z. B. mittels einer gemeinschaftlichen Spule, mit Anzapfungen miteinander gekoppelt und in den Gitter- oder (und) Anodenkreis einer Entladungsröhre geschaltet sind und durch geeignete Mittel die größere oder gegebenenfalls eine der größeren Eigenfrequenzen zum Ansprechen gebracht wird.

Dabei kann der Wirkungsgrad durch Änderung des Windungsverhältnisses der Koppelspule bzw. der Koppelspulen eingestellt werden. Übrigens kann unter Verwendung einer an der Steuerelektrode liegenden regelbaren Spule, welche mit der Kapazität der Röhre einen Schwingungskreis bildet, dieser Kreis auf eine Frequenz eingestellt werden, welche größer ist als die Betriebsfrequenz der Röhre.

ao Insbesondere für kurze Wellen hat die Erfindung den Vorteil, daß ein besserer Gesamtwirkungsgrad erreicht werden kann als mit jedem anderen bis heute bekannten Verfahren. Ferner hat die Erfindung den Vorteil, daß die Kapazität von einem der festgekoppelten Kreise (z. B. dem Antennenkreis) fast keinen Einfluß hat auf die Wellenlänge, so daß die Wellenlänge leichter konstant zu halten ist als mit den gebräuchlichen Verfahren.

In den Zeichnungen sind einige Anwendungsarten der Erfindung beispielsweise veranschaulicht.

Abb. ι ist ein Schaltungsschema einer Sendeanordnung. -

Abb. 2 ist eine Abänderung der Schaltung nach Abb. 1.

Abb. 3 zeigt ein Schaltungsschema, wobei die Antenne ersetzt worden ist durch einen einstellbaren Kondensator und einen Widerstand.

Abb. 4 ist 'eine schematische Darstellung zur Erklärung der Betriebsbedingungen der Elektronenröhre.

In Abb. ι ist mit 1 eine Elektronenröhre bezeichnet, 2 ist der Glühfaden, 3 das Gitter und 4 die Anode. Die Röhre wird in Parallelschaltung mit Anodenstrom gespeist, obgleich auch Reihenschaltung angewendet werden kamm; die Anodenbatterie oder der Generator und deren Zuleitungen sind fortgelassen, jedoch ist ein Kondensator 5 vorgesehen, welcher den Gleichstrom der Batterie oder des Generators verhindert, den nicht gewünschten Weg durch die Spule 6 zu nehmen. Die Spule 6 ist mit zwei verstellbaren Anzapfungen versehen, von denen eine für den Anodenkreis 7, die andere für die Antenne 8 dient.

Im Gitterkreis liegt eine regelbare Selbstinduktion 9 in Hintereinanderschaltung mit einem Gitterwiderstand 10, welcher durch einen Kondensator 11 überbrückt ist. Die in der Elektronenröhre vorhandene Kapazität bedingt eine Kopplung zwischen Anode und Gitterkreis, zufolge deren gemäß einem be-

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kannten Prinzip elektrische Schwingungen in den genannten Kreisen kontinuierlich unterhalten werden. Eine passende Wahl der in Abb. ι zwischen Gitter und Glühfaden ange-5 ordneten Elemente erlaubt die Einstellung der Elektronenröhre auf eine erheblich höhere Frequenz als diejenige., welche bei anderer Wahl dieser Elemente entstehen wird.

Dabei ist zu bemerken, daß die Kreise 2, 3, 4, 5, 6 und 6, 8, Antenne, Erde, zufolge ihrer Kopplung, welche sehr fest ist, zwei im allgemeinen erheblich voneinander verschiedene Eigenfrequenzen besitzen, von welchen es möglich ist, z. B. die größere zu erzeugen (vom Einflüsse der Kopplung mit dem Gitterkreis, wodurch sich, genau genommen, bei der dargestellten Schaltung die Möglichkeit von mehreren Eigenfrequenzen ergibt, wird abgesehen), indem die Elemente des Gitterkreises derart gewählt werden, daß die innere Kapazität der Elektronenröhre eine Gitterspannung erzeugt, welche leine genügende Amplitude hat, wobei die Schwingungen der größten (oder gegebenenfalls mittleren Frequenz im Falle mehrerer möglichen Frequenzen) fortdauern können. Bei einer Frequenz, welche erheblich kleiner ist als die wirklich auftretende, wird sich in Zusammenhang mit der verhältnismäßig kleinen Selbstinduktion eine zu niedrige Spannung des Gitters in bezug auf die Kathode ergeben, wodurch Schwingungen dieser Frequenz nicht fortdauern können. Selbstverständlich, ist die Abb. 1 nur als Beispiel erwähnt, und es können mehrere Änderungen in der Schaltung angebracht werden, ohne daß von dem Grundgedanken der Erfindung abgewichen wird; z. B. kann die Selbstinduktion 12 in der Antenne durch eine Kapazität, welche regelbar sein kann, ersetzt werden, oder die Antenne kann auch, unmittelbar, d.h. ohne Zwischenschaltung einer Selbstinduktion oder Kapazität bei 8, angeschlossen werden.

Die Wirkungsweise läßt sich an Hand der Abb. 4, welche ein Schema von zwei miteinander gekoppelten Stromkreisen, darstellt, erklären. Ci ist die Kapazität der Elektronenröhre, L die sogenannte Leerlauf reaktanz eines verlustfreien Transformators ohne Streuung, d.h. mit 'einer Kopplung von 100 o/_o, I eine So Selbstinduktion, C eine Kapazität und R ein Widerstand. Diese beiden letzten Größen sind, falls sie die elektrischen Größen der Antenne vorstellen, gegeben.

Es ist zu berücksichtigen, daß die folgende Erklärung nur annäherungsweise gilt, und zwar deshalb, weil die beiden im Anodenkreise miteinander gekoppelten Stromkreise auch mit dem Gitterkreise über das Innere der Elektronenröhre gekoppelt sind, so daß, wie schon gesagt, nicht ein Gebilde aus zwei Stromkreisen, sondern ein aus drei Stromkreisen bestehendes Gebilde vorliegt. Im allgemeinen ist die Kopplung vom Gitterkreise mit dem anderen Kreise, bei guter Einstellung, lose, so daß die möglichen größeren Eigenfrequenzen nicht sehr weit auseimanderliegen.

Die Abb. 4 gibt eine schematische Darstellung der Schaltung von Abb. 1, wobei der Blockkondensator 5 fortgelassen ist, und ein Übersetzungsverhältnis ti = 1:1 des Transformators 6 vorausgesetzt wurde. Dieser Transformator soll dann durch die die Leerlaufreaktanz vorstellende Selbstinduktion L ersetzt werden.

Im allgemeinen ist L sehr viele Male größer als I und C viele Male größer als Q. Die Eigenfrequenaen des Gebildes sind annähernd :

V₂ = -

Tt]/L C"

Ist das Übersetzungsverhältnis« nicht 1, dann; ist I und R zuerst mit Φ zu multiplizieren und C durch diese Größe zu teilen.

Beim Verfahren gemäß der Erfindung wird die Frequenz V₁ benutzt und Sorge getragen, daß V₂ unterdrückt wird.

Im Falle eines Übersetzungsverhältnisises W = ι des Transformators, kann letzterer auch fortgelassen werden; dieser Grenzfall ist in Abb. 2, wo die Antenne unmittelbar mit der Spule 12 verbunden ist, dargestellt.

In Abb. 3 ist der allgemeine Fall dargestellt; dabei hat das Übersetzungsverhältnis a des Transformators einen von eins verschiedenen Wert, und es gibt eine gewisse Streuung, die sich als Selbstinduktion¹ im Kreise, in dem die Energie verfügbar ist, bemerkbar macht.

Statt der Kapazität der Antenne befindet sich hier ein veränderlicher Kondensator. Auch kann anstatt der Antenne eine •veränderliche Selbstinduktion eingeschaltet werden oder auch der Transformator kurzgeschlossen werden (Grenzfall der Kondensatorschaltung nach Abb. 3 mit unendlicher Kapazität).

Wird eine Wellenlängenänderung gewünscht, dann geschieht dies zunächst durch Änderung des Übersetzungsverhältnisses des Transformators, in der Praxis also z. B., indem ein Kontakt verschoben wird.

Unter Voraussetzung, daß der Transformator weder Verluste noch Streuung und keine Eigenkapazität hat, ist für C » u²· Ci die Frequenz:

d. h. die Wellenlänge ändert sich proportional mit dem Übersetzungsverhältnis.

Weiter ist die Impedanz der an die Röhre geschalteten Kreise von großer Wichtigkeit.

Diese Impedanz wird unter denselben Bedingungen, wie oben für die Frequenz genannt sind, durch die Formel:

bestimmt und soll den Größen der Elektronenröhre angepaßt werden.

Sind die genannten Bedingungen, nämlich ίο der Transformator hat weder Verluste noch Streuung und keine Eigenkapazität, nicht genau erfüllt, so wird das Prinzip, daß der Wirkungsgrad durch Änderung des Windungsverhaltnisses der Kopplungsspule(n) eingestellt wird, keineswegs dadurch beeinflußt. Streuung des Transformators verursacht eine scheinbare Zunahme der Selbstinduktion / in der Formel für v, so daß die Spule im Antennenkreis meist fortgelassen werden kann.

Durch zweckmäßigen Bau der Spulen können die Verluste sehr klein gehalten werden. Insbesondere für kurze Wellen, wobei u < 1, wird die Bedingung C » ti² C₁ im allgemeinen ohne weiteres erfüllt sein.

Die Abweichung von dem theoretischen Fall, wofür die obenstehenden Formeln gültig sind, hat nur zur Folge, daß die Vorausberechnung des richtigen Windungsverhältnisses außerordentlich erschwert wird. Es ist aber leicht, die richtigen Stellungen der Kontakte (z. B. 7 und 8 in Abb. 1) oder des Windungsverhältnisses, welches die gewünschte Wellenlänge mit gutem Wirkungsgrad ergibt, experimentell zu bestimmen, sogar wenn "die Eigenkapazität der Spule(n) eine Rolle spielt.

Besonders bei den kurzen Wellen kann /? sehr groß werden, und Z hat die Neigung kleiner zu werden, was eine ungünstige Wirkung der Entladungsröhre zur Folge hat.

Das Verfahren gestattet nun, t in Zusammenhang mit dem Werte von R zu ändern und die Wellenlänge mit Hilfe des Übersetzungsverhältnisses einzustellen. Auch falls die Antenne, welche auch ihre Abmessungen sind, galvanisch mit einer der Elektroden der Elektronenröhre verbunden ist, wird bei der Anwendung dieses Verfahrens aus dem oben angeführten Grunde keine Schwierigkeit entstehen, falls auf sehr kurze Wellen heruntergegangen wird, und ein guter Wirkungsgrad der [ Entladungsröhre bleibt dabei gewahrt. Die Einfachheit der Schaltung, welche nur eine geringe Anzahl von Apparaten notwendig macht, ist ein weiterer günstiger Faktor zur Erzielung eines großen Nutzeffektes. Im Falle, daß mit einer Antenne gearbeitet wird, die Wellen ausstrahlt, deren Länge viele Male kleiner als die der Grundwelle ist, wird unter Umständen der Widerstand mit günstigem Strahlungsverhältnisse und bei sehr verschiedenen Wellenlängen sehr wenig abweichen, so daß seine Größe ungefähr konstant bleibt und eine proportionale Verstellung eines einzelnen Kontaktes ausreicht, um ungefähr denselben günstigen Nutzeffekt bei ganz verschiedenen Wellenlängen zu erzielen.

Es ist klar, daß die Erfindung keineswegs auf die Anwendung von Schaltungen beschränkt ist, bei denen der Anodenkreis und der Gitterkreis mittels der Kapazität der Entladungsröhre miteinander gekoppelt sind, sondern daß auch jedes andere bekannte äußere Mittel zur Kopplung dieser Kreise angewendet werden kann, ohne von dem Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Röhrensender für kurze Wellen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Kreise sehr fest, z. B. mittels einer gemeinschaftlichen Spule, mit Anzapfungen miteinander gekoppelt und in den "Gitter- oder (und) Anodenkreis einer Entladungsröhre geschaltet sind, und durch geeignete Mittel die größere oder gegebenenfalls eine der größeren Kopplungsfrequenzen zum Ansprechen gebracht wird.

2. Röhrensender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkungsgrad durch Änderung des Windungsverhältnisses der Koppelspule bzw. der Kopplungsspulen eingestellt wird.

3. Röhrensender nach Anspruch 1 unter Verwendung einer an der Steuerelektrode liegenden regelbaren Spule, welche mit der Kapazität der Röhre einen Schwingungskreis bildet, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Kreis auf eine Frequenz eingestellt wird, welche größer ist als die Betriebsfrequenz der Röhre.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen