DE480476C - Roehrenempfangsschaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eineRöhrenempf angsschaltung und bezweckt, eine Einrichtung zu schaffen, durch welche die Röhre empfindlicher und mithin eine verstärkte Empfangswirkung erzielt wird.

Erfindungsgemäß wird zu diesem Zwecke in an sich bekannter Weise durch Abriegelung des Gitters durch Kondensator eine Detektorwirkung herbeigeführt und gleichzeitig der Anodenkreis auf den Gitterkreis zurückgekoppelt. Für den Anoden- und Gitterkreis wird dabei durch eine Induktanz oder eine Kapazität ein gemeinschaftlicher Teil in der Kopplung gebildet, und das anzeigende EIe-

ig ment wird unmittelbar in den Anodenkreis geschaltet, wobei dieser auf die Frequenz der eintreffenden Ströme abgestimmt ist.

Auf der Zeichnung ist die Erfindung in Form einiger Ausführungsbeispiele zur Veranschaulichung gebracht.

Abb. ι veranschaulicht ein Schaltungsschema, das die besten Leistungen ergibt und bei welchem die verschiedenen Merkmale der Erfindung zum Ausdruck gebracht sind.

Abb. 2 zeigt die gleiche Anordnung wie Abb. i, nur sind der Rückkopplungstransformator und mehrere Kondensatoren fortgelassen.

Abb. 3 zeigt eine Anordnung, bei welcher die Impedanzen fortgelassen sind, durch die die Röhrenstromkreise außerhalb der Röhre selbst gekoppelt werden.

Abb. 4 veranschaulicht eine Anlage, in welcher die Induktanz, in diesem Falle die Induktanz der Telephone, zur Erzeugung der elektromotorischen Kraft für die Einwirkung auf den abgestimmten Gitterstromkreis, angewendet wird, wobei der Anodenstromkreis jedoch nicht abgestimmt ist.

Abb. 5 zeigt eine Anordnung, in welcher eine besondere Induktanz die der Telephone in dem Teile der Verbindungen ersetzt, welcher beiden Stromkreisen angehört; die Telephone befinden sich hier im Anodenstromkreis.

Abb. 6 stellt eine Anordnung dar, in welcher ein Rückkopplungstransformator zur Anwendung kommt, dessen Primärwicklung in den Anodenstromkreis eingeschaltet ist.

In Abb. ι bezeichnet A die übliche geerdete Antenne, die an die Primärwicklung P eines Transformators angeschlossen ist, dessen Se-

kundärwicklung 6" in der üblichen Weise mit dem abgestimmten Gitterstromkreis verbunden ist. Dieser Stromkreis enthält eine Induktanz L und, wie üblich, eine vorzugsweise im Nebenschluß angeordnete Kapazität C. Zwischen der Induktanz L und dem Audion-Gitter G ist ein Kondensator C eingeschaltet, um die Ladung aufzunehmen und zu halten, welche sich auf dem Gitter beim Eintreffen ίο der Schwingungen anhäuft. Dieses Gitter liegt innerhalb des Audions im Anodenstromkreis, und der Gitterstromkreis ist in dem Punkte 0 mit dem Anodenstromkreis verbunden, so daß diese beiden Stromkreise zwisehen dem Gitter und diesem Punkte gekoppelt sind. Zwischen dem Verbindungspunkt 0 und der Glühkathode des Audions sind die Telephonempfänger R und die Primärwicklung eines Autotransformators T angeordnet. Der abgestimmte Gitterstromkreis ist, vom Verbindungspunkt 0 angefangen, durch die Sekundärwicklung des Autotransformators, den Kondensator C² und die über die Sekundärwicklung 6" des Eingangstransformators gehende Leitung vervollständigt; ein Kondensator C^ö liegt im Nebenschluß zu den Telephonen und der Sekundärwicklung des Autotransformators. Der Anodenstromkreis geht vom positiven Pol einer Batterie durch die Induktanz L¹ zu der Anode W und durch die beiden Stromkreisen gemeinsamen Leitungen, einschließlich des Stromweges durch das Audion zur Glühkathode F über den Telephonempfänger R und durch die Primärwicklung des Autotransformators zurück zum negativen Pol der Batterie. Im Nebenschluß zur Induktanz L' ist vorzugsweise ein Kondensator C³ angeordnet. Ein weiterer Kondensator C⁴ ist in einer Verbindungsleitung der beiden Polklemmen der Batterie vorgesehen, um den Hochfrequenzschwingungen einen Weg von geringer Impedanz zu bieten. Die Telephone R und der Autotransformator T sind überbrückt durch +5 einen Kondensator C⁵, wodurch ein Weg für die Hochfrequenzschwingungen im Gitterstromkreis geschaffen wird; die Telephone R und die Primärwicklung des Autotransformators sind ebenfalls von einer Kapazität C⁶ überbrückt, wodurch ein Weg für die Hochfrequenzschwingungen im Anodenstromkreis hergestellt wird. Es ist festgestellt worden, daß die Audioneinrichtung stabiler wird, sowie weniger Neigung zeigt, als Hochfrequenzgenerator Schwingungen in den gekoppelten Stromkreisen zu verursachen, wenn der abgestimmte Gitterstromkreis in der angegebenen Weise geerdet wird. Sämtliche Teile des Apparates, welche mit einem schrägen Pfeil versehen sind, sind für denkbar geringste Wertzunahmen im Stromkreis einstellbar; der Kondensator O erhält vorzugsweise eine schrittweise Regelung. Mit einer derartigen Gesamtanordnung ist man bei genauer Einstellung der Abstimmittel in der Lage, Signale, welche bei der gewöhnlichen Audion-Schaltung kaum hörbar sind, in gewnüschtem Maße zu verstärken.

Aus Abb. 2 der Zeichnung, die eine Vereinfachung der wesentlichsten Teile der Vorrichtung zur Darstellung bringt, sind der Autotransformator T und die Kondensatoren C², C⁸, C⁵ und C⁶ fortgelassen. In diesem Falle wird durch die Kapazität der Telephonschnüre ein Weg für die Hochfrequenzschwingungen geschaffen.

Die Wirkung der Abstimmung des Anodenstromkreises auf die empfangenen Hochfrequenzschwingungen wird am besten aus Abb. 3 ersichtlich. Bei der gewöhnlichen Audionschaltung wird die Anode W in bezug auf die Glühkathode F ständig auf dem gleichen Potential gehalten und bildet eine Fläche von positivem Potential innerhalb des Audions mit der ständigen Neigung, Elektronen aufzusaugen. Wenn der Anodenstromkreis gemäß der Erfindung auf Resonanz eingestellt wird, so erzeugen die Empfangsschwingungen im Gitterstromkreis entsprechende Schwingungen im Anodenstromkreis, so daß eine negative Ladung des Gitters von einer Vergrößerung des Potentials der Anode begleitet ist, während eine positive Ladung des Gitters eine Verringerung des Anodenpotentials im Gefolge hat. Die Aufsaugung von Elektronen-durch das Gitter und die Ladung des Kondensators C findet nur statt, wenn das Potential des Gitters hinsichtlich des Potentials der Glühkathode positiv ist. Während solcher Perioden wird das Potential der Anode in bezug auf das der Glühkathode verringert, wobei auch ihre Aufsaugung von Elektronen verringert und diejenige seitens des Gitters erhöht wird. Die durch die Aufsaugung am Gitter bewirkte Ladung im Kondensator C bleibt aufrechterhalten und bildet eine wirkungsvolle gegenelektromotorische Kraft im Anodenstromkreis, die den Strom in den Telephonen vermindert. Bei jedem folgenden Wellenzug wiederholt sich diese Wirkung. Allem Anscheine nach wird die volle Kondensatorladung nicht sofort von der ersten Welle eines Wellenzuges bewirkt, sondern vielmehr allmählich während des ersten Teils eines Wellenzuges; und infolge des großen Widerstandes des Entladungsweges des Kondensators C überdauert diese Ladung die Zeitdauer eines Wellenzuges.

In Abb. 4 ist die Wirkung der Induktanz des Telephons veranschaulicht, das in den Anodenstromkreis eingeschaltet und in der

vorher beschriebenen Weise mit dem Gitterstromkreis in Beziehung gebracht ist. Die Verringerung des durch die Telephone gehenden Stromes, verursacht durch die Empfangsschwingungen, erzeugt eine elektromotorische Kraft zwischen den Klemmen der Telephone R, welche die gleiche Richtung besitzt wie die elektromotorische Kraft der Batterie, und weil die Telephone in jenem Verbindungsteil angeordnet sind, welcher beiden Stromkreisen angehört, so wird diese elektromotorische Kraft auf den abgestimmten Gitterstromkreis wirksam und lädt den Kondensator C in dem gleichen Sinne auf, in welchem die von der Glühkathode zum Gitter fließenden Elektronen diesen Kondensator aufladen. Durch Versuche ist festgestellt, daß bei der Einrichtung gemäß Abb. 4 die Stärke der übermittelten Signale zwar bedeutend erhöht wird, es werden jedoch noch bessere Wirkungen durch Vereinigung der Anordnungen nach Abb. 3 und 4 zur Anordnung nach Abb. 2 erzielt. Bei dieser letzteren wird ein Autotransformator L an Stelle des Eingangstransformators P, S verwendet, und sowohl in Abb. 2 als auch in Abb. 4 bietet die Kapazität der Telephonschnüre den Hochfrequenzschwingungen einen Weg von niedrigem Gesamtwiderstand für das Vorbeigehen an der Induktanz der Telephone. Wie leicht festzustellen ist, gehört diese Kapazität der Telephonschnüre in Abb. 2 und 4 sowie die Kapazität C^B in Abb. .5 und schließlich die verteilte Kapazität der Transformatoren in Abb. 1 und 6 in jedem Falle sowohl dem = Gitter- als auch dem Anodenstromkreis an und bildet gewissermaßen eine elektrostatische Kopplung, welche die Übertragung der Energie vom Anoden- zum Gitterstromkreis erleichtert und die Wirkung der Hochfrequenzpulsationen im Anodenstromkreis auf das Gitter erhöht. Diese Wirkung findet statt, gleichgültig ob der Anodenstromkreis abgestimmt ist oder nicht, doch wird die Energieübertragung durch gleiches Abstimmen der beiden Stromkreise selbstredend erhöht. Es ist jedoch festgestellt worden, daß die vorteilhafte Wirkung noch weiter dadurch erhöht werden kann, daß ein Autotransformator T (Abb. 1) eingeschaltet wird, um die Wirkung der elektromotorischen Kraft, die sich zufolge der Stromverringerung in den Telephonempfängern ergibt, zu erhöhen. Die Induktanz der Primärwicklung des Transformators kommt noch hinzu und erhöht die Wirkung der Induktanz der Telephone; neben dieser Erhöhung geht aber auch eine Umwandlung der elektromotorischen Kraft in der Primärwicklung in eine höhere elektromotorische Kraft im abgestimmten Gitterstromkreis vor sich. Es ist festgestellt, daß ein Transformationsverhältnis 2 : 1 in den meisten Fällen hinreichend ist, wenn die Induktanz der Primärwicklung gleich ist der Induktanz der Telephone, da ein größeres Verhältnis das Audion zu einem Hochfrequenzgenerator umgestaltet, der störende Schwingungen im Gitter- und im Anodenstromkreis verursacht. Der Kondensator C⁵ läßt die Hochfrequenzschwingungen im Gitter-Stromkreis an den Telephonen und dem Autotransformator T, und der Kondensator C" die Schwingungen im Anodenstromkreis an den Telephonen und der Primärwicklung des Autotransformators vorbeigehen. Wenn die Kapazität der Telephonschnüre jedoch das Vorbeigehen der Schwingungen an den Telephonen und Kondensatoren C⁵ und C⁶ gestattet, bewirken diese nur das Vorbeigehen der Schwingungen an dem Transformator. Die Regelung der verschiedenen Reaktanzen, um die beiden Stromkreise gegenseitig abzustimmen, sowie die Einstellung des regelbaren Widerstandes X, um die richtige Temperatur der Glühkathode zu erhalten, ist leicht zu bewirken. Das Leistungsvermögen des Transformators ist so einzustellen, daß ein Maximum der Lautstärke zu erreichen ist, ohne das Aüdion zur Erzeugung von Schwingungen zu veranlassen. Der Kondensator C⁵ hat die zusätzliche Wirkung, das Audion zu befähigen, größeren Potentialschwankungen des Gitters G und der Anode W zu widerstehen, ohne dabei in den Zustand der Schwingungserzeugung zu geraten. Besonders, wenn mit langen Wellen gearbeitet wird, empfiehlt es sich, diesen Kondensator in jedem Falle anzuwenden. Schließlich ist festgestellt worden, daß durch die Einschaltung des Kondensators C² an der Stelle, wie in Abb. 1 angedeutet, d. h. zwischen dem Autotransformator und der Sekundärwicklung S, die Beseitigung von summenden Geräuschen in den Telephonen erzielt wird.

Aus dem Angeführten geht hervor, daß die Induktanz der Telephone als Quelle der elektromotorischen Kraft ausgenützt werden kann durch Einsetzen der Telephone in dem gemeinsamen Teil der beiden Stromkreise, wie in den Abb. 1, 2 und 4 gezeigt ist; dieselbe Wirkung wird durch Anordnung der Telephone in dem Anodenstromkreis, wie in Abb. 5 gezeigt ist, und durch Einschalten einer geeigneten Induktanz L² in den gemeinschaftlichen Teil der beiden Stromkreise erreicht. Ferner kann die vorteilhafte Wirkung einer so angeordneten Induktanz durch alleinige Verwendung der Primärwicklung eines Transformators erhalten werden, wie in Abb. 6 gezeigt ist. In diesem Falle ist an Stelle des Autotransformators ein Zweispulentransformator gezeigt, bei welchem die

Stromschwankungen in der Primärwicklung Potentialschwankungen in der Sekundärwicklung verursachen, welchen jeder Wert gegeben werden kann durch entsprechende Wahl des Transformationsverhältnisses.

Obwohl der Zweck des Transformators in der Verstärkung der Wirkung der elektromotorischen Kraft in der Induktanz besteht, könnte bei Vergrößerung dieser Induktanz ίο der Transformator fortgelassen werden, auch könnten einige Vereinfachungen der ganzen Anlage durch Verwendung von Telephonempfängern von besonders hoher Induktanz und Anordnung derselben, wie in Abb. 2 gezeigt, ohne jeden Transformator erzielt werden.

Der Zweck des Kondensators C³ in Abb. 1 besteht darin, zu ermöglichen, den Anodenstromkreis zum Mitschwingen mit dem Gitterao Stromkreis zu bringen, wenn lange Wellen aufgenommen werden sollen. Die Kapazität des Audions und die verteilte Kapazität der Induktanz JJ sind derart bemessen, daß bei entsprechenden Induktanzwerten im Anoden-Stromkreis bis zu 2 000 m Wellenlänge Resonanz erhalten werden kann. Für längere Wellen als 2 000 m kann im Anodenstromkreise zwar Resonanz ohne parallelen Kondensator erhalten werden, jedoch nur durch ungewöhnliches Vergrößern der Induktanz L'.

Zwecks Vervollständigung der Erklärung der Erfindung und um ihre praktische Verwendung zu veranschaulichen, werden im nachstehenden die Werte der Konstanten angegeben, welche bei einer Wellenlänge von ι 800 m zufriedenstellende Leistungen ergeben haben, wobei eine Antenne von der Kapazität 0,0012 Mikrofarad und das bekannte Audion »McCandless« verwendet wurden. Die Induktanz der Primärwicklung P betrug 760 Mikrohenris, und die kombinierte Induktion der Sekundärwicklung S und der Spule L betrug 3 660 Mikrohenris. Die Kapazität von C war ungefähr 0,00025 Mikrofarad, die Kapazität von C² 0,01 Mikrofarad und diejenige von C⁴ 2 Mikrofarad. Die Werte von C und JJ sind voneinander sehr abhängig und ferner von der Amplitude der Empfangsschwingungen wie auch von der Einrichtung des Audions. Diese beiden sind die wichtigsten Elemente, auf welche der Telegraphist sich verlassen kann, um das System zwecks Erzielung der besten Leistungen beim Empfangen der Signale einer besonderen Station einzustellen. Der Wert von L' wird in der Nähe von 10 000 Mikrohenris zu suchen sein, und derjenige von C zwischen 0,00003 ^und 0,0001 Mikrofarad. Die Batterie und der Widerstand X sind die gleichen wie bei dem normalen Audionsatz.

Die Art der Abstimmung dieses Satzes besteht darin, JJ abzuschalten, C auf 0,00005 Mikrofarad einzustellen und dann P, S, L und C zu regeln wie bei dem gewöhnlichen Audionsatz, bis die Signale am stärksten sind. Die Induktanz L' wird dann allmählich eingeschaltet, wobei die Stärke der Signale um ein Vielfaches erhöht wird, bis ein Punkt erreicht wird, bei welchem die Signale ihre Klarheit verlieren und nunmehr ein lautes Zischen im Hörer vernehmbar wird. Dies ist sodann ein Beweis dafür, daß das Audion Hochfrequenzschwingungen in dem Anoden- und in dem Gitterstromkreis erzeugt, so daß man die Induktion JJ etwas unterhalb dem Punkte einstellt, bei welchem sich dies ereignet. Wenn kein Zischen beim Vergrößern von L' gehört wird und die Signale eine Maximalstärke besitzen und sodann abzufallen beginnen, so muß L' auf den Punkt der Maximalstärke der Signale eingestellt werden, während C bis knapp unter den Punkt zu vergrößern ist, bei welchem sich das Zischen ereignet. Unter diesen Bedingungen wird die Vergrößerung von C von einem Anschwellen der Stärke der Signale begleitet sein; die Maximalstärke wird in jedem Falle etwas unterhalb dem Punkte erreicht werden, bei welchem das Audion als Erzeuger von Hochfrequenzschwingungen zu wirken beginnt.

Es ist schließlich festgestellt worden, daß die erforderliche Kapazität für das Vorbeigehenlassen der Schwingungen an der Induktanz, die den beiden Stromkreisen angehört, und an dem Transformator, wenn ein solcher verwendet wird, verhältnismäßig gering ist; und wenn die Telephonempfänger als Induktanz in diesem Sinne verwendet werden, so ist die Kapazität der Telephonschnüre hinreichend. Bei größeren Wellenlängen jedoch, wenn es sich als erforderlich herausstellt, die Induktanzen L und L' zu vergrößern, beginnt das Audion unbeständig zu werden; durch Verwendung einer verhältnismäßig größeren Kapazität Q kann die Stabilität wieder hergestellt werden. So z. B. kommt bei Wellenlängen von 4 000 bis 7 500 m eine Kapazität C⁵ von 0,001 bis 0,003 Mikrofarad in Betracht.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Röhrenempfangsschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise durch Abriegelung des Gitters durch Kondensator eine Detektorwirkung herbeigeführt und gleichzeitig der Anodenkreis auf den Gitterkreis zurückgekoppelt wird.

2. Röhrenempfangsschaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in

der Rückkopplung durch eine Induktanz oder eine Kapazität ein gemeinschaftlicher Teil für den Anoden- und Gitterkreis gebildet ist.

3. Röhrenempfangsschaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das anzeigende Element (Telephon) unmittelbar in den Anodenkreis geschaltet ist.

4. Röhrenempfangsschaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Anodenkreis auf die Empfangsfrequenz abgestimmt ist.

Hierzu t Blatt Zeichnungen