DE515450C - Schaltanordnung zur Erzeugung oder Verstaerkung elektrischer Schwingungen - Google Patents

Description

• Schaltanordnung zur Erzeugung oder Verstärkung elektrischer Schwingungen Es sind Dampfentladungsröhren für Steuerzwecke bekannt, bei welchen eine Hilfsentladung (Lichtbogen, Glimmentladung) als Elektronenquelle dient. Es ist bei geeigneter Konstruktion leicht möglich, derartige Röhren so zu bauen, daß sie größere Leistungen, bis zu etwa einigen Hundert Watt, bei niedrigen Anodenspannungen, z. B. 22o Volt, abzugeben vermögen. Will man mehrere solcher Röhren in Kaskade schalten, um eine hohe Verstärkung zu erzielen, so ergibt sich die Schwierigkeit, daß man zur Steuerung der ersten Röhre meist nicht genügend Energie zur Verfügung hat. Dies ist darauf zurückzuführen, daß derartige Röhren mit einem merklichen Gitterstrom arbeiten.
• Gemäß der Erfindung kann man diesem Übelstand dadurch abhelfen, daß man bei der Kaskadenschaltung mindestens zweier Dampfentladungsröhren die Verhältnisse so wählt, daß die Abmessungen des Steuergitters und der Hauptanode in Richtung steigender Verstärkung von Röhre zu Röhre zunehmen. Da der Gitterstrom etwa den Gitterabmessungen proportional ist, kann man auf diese Weise leicht erreichen, daß zur Steuerung der ersten Röhre schon geringe Leistungen ausreichen. Man kann beispielsweise die erste Dampfentladungsröhre mit Hilfe einer handelsüblichen Glühkathodenröhre mit einer Anodenspanneng von etwa Zoo Volt genügend weit aussteuern.
• In den Abbildungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Abb. i eine Kaskadenschaltung zweier Dampfentladungsröhren an sich bekannter Bauart. Es sei angenommen, daß die Schaltanordnung dazu dienen soll, die dem Transformator :i zugeführten Wechselströme zu verstärken und im Lautsprecher 2 hörbar zu machen. Die dem Transformator i zugeführten Ströme werden mit Hilfe der Glühkathodenröhren üblicher Bauart verstärkt. Die Sekundärspannung des im Anodenkreis der Röhre 3 liegenden Transformators q. wird dem Gitter 5 des Dampfentladungsgefäßes 6 zugeführt. Als Elektronenquelle dient eine Entladung, die zwischen der Anode 7 und der Quecksilberkathode 8 übergeht. Der Lichtbogen wird von der Stromquelle g gespeist. io ist ein Widerstand zur Herabsetzung der Spannung bzw. zur Stabilisierung der Entladung. ix ist eine in an sich bekannter Weise oberhalb der Kathode angeordnete Kühlvorrichtung. 12 ist eine Vorspannbatterie, mit deren Hilfe das Gitter 5 auf das günstigste Arbeitspotential eingestellt wird. Durch die Spannungsschwankungen zwischen Gitter 5 und Kathode 8 wird der zur Anode 13 fließende Elektronenstrom gesteuert. Die Stromänderungen werden mit Hilfe des Transformators =4 auf das Gitter des Dampfentladungsgefäßes 15 übertragen. Die dem Dampfentladungsgefäß 6 entsprechenden Teile des Dampfentladungsgefäßes 15 sind mit 5', 7', 8', g', =o', =i', i2', 13' und 14' bezeichnet.
• Damit der Gitterstrom der Röhre 6 genügend klein ist, sind die Abmessungen des Gitters 5 und der Anode 13 so klein gewählt, daß die Röhre 3 imstande ist, die Verluste durch Gitterströme zu decken. Besonders zweckmäßig. ist es, die Abmessungen so zuTwählen, daß sie etwa im gleichen Verhältnis stehen wie die durch die Dampfentladungsröhren erzeugte Leistungsverstärkung.
• Man kann die Kaskade natürlich noch durch weitere Röhren ergänzen; auch hierbei ist es wichtig, daß die Abmessungen des Steuergitters und der Verstärkeranode in Richtung steigender Verstärkung von Röhre zu Röhre ansteigen. Die Vergrößerung der genannten Elektroden kann sowohl durch axiale als auch radiale Änderung der Abmessungen erzielt werden. An Stelle der in den Abbildungen dargestellten Batterien kann man natürlich auch elektrische Maschinen oder ein vorhandenes Netz benutzen.
• Anstatt mehrere Röhren mit Gittern und Anoden verschiedener Abmessungen anzuwenden, kann man auch mehrere Elektrodensysteme (Gitter, Anode) mit verschiedenen Abmessungen in ein Vakuumgefäß einbauen und sie derart schalten, daß die Abmessungen in Richtung steigender Verstärkung von System zu System zunehmen. Gegebenenfalls kann man auch eine gemeinsame Entladung als Elektronenquelle benutzen. Da es sich empfiehlt, eine Gegentaktschaltung anzuwenden, um die Vormagnetisierung der verwandten Transformatoren möglichst zu beseitigen, kann man auch in einem Entladungsgefäß zwei gleich große Elektrodensysteme anordnen, die mit geeigneten Transformatoren zu einer Gegentaktschaltung zusammengefügt werden. Im gleichen Entladungsgefäß kann man dann auch noch ein kleineres Elektrodensystem anordnen, dessen Anodenstrom zur Steuerung der übrigen Systeme benutzt wird.
• In der Abb. 2 ist eine Schaltanordnung dieser Art dargestellt. Mit 16 ist ein Entladungsgefäß bezeichnet, bei dem die zwischen der Anode 17 und der Kathode z8 übergehende Hilfsentladung als Elektronenquelle dient. =g ist eine über der Kathode angebrachte Kühlvorrichtung. Die Entladung zwischen der Anode 17 und der Kathode 18 wird von der Batterie 2o, an deren Stelle auch ein vorhandenes Licht- oder Kraftnetz treten kann, aufrechterhalten. 21 sind Vorschaltwiderstände zur Herabsetzung der Spannung und Stabilisierung des Lichtbogens. Die etwa gleich großen Gitter 22, 23 sind mit den Enderle des Transformators?, verbunden. Die Mitte dieses Transformators ist unter Zwischenschaltung der Vorspannbatterie 25 mit der Kathode 18 verbunden. 26 und 27 sind Batterien, mit deren Hilfe den Gittern gegenüber dem Lichtbogen etwa das gleiche Potential erteilt wird. Die Anoden 28 und 29 sind mit der Primärwicklung des Transformators 3o verbunden, der mit seiner Mitte an die Batterie 2o angeschlossen ist. Zwischen den Elektrodensystemen 22, 28 und 23, ag liegt ein wesentlich kleineres Elektrodensystem, das aus der Anode 31 und den Steuergittern 32 und 33 besteht. Die Anode 31 ist unter Zwischenschaltung der Primärwicklung 34 des Transformators 24 mit der Stromquelle 35 verbunden. Dem Gitter 33, das zur Steuerung des Anodenstromes dient, wird mit Hilfe des Transformators 36 Spannung zugeführt. Dieser Transformator wird von der Verstärkerröhre 37 gespeist. Die Vorspannung für das Gitter 32 liefert die Batterie 25. Das Gitter 33 liegt an einer besonderen Spannungsquelle 38 und dient dazu, Ladungsträger abzufangen und dadurch den Gitterstrom zu vermindern.
• Die in der Abbildung zum größten Teil getrennt gezeichneten Stromquellen kann man meist vereinigen. Die Abmessungen der Elektrodensysteme werden derart gewählt, daß die von der Röhre 37 gelieferte Energie zur Steuerung ausreicht. Um auch den Gitterstrom, der zu den Gittern 22 und 23 fließt, zu vermindern, kann man auch hier noch besondere Schutzgitter anwenden, die Ladungsträger mögichst von den Gittern 22 und 23 fernhalten.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Schaltanordnung zur Erzeugung oder Verstärkung elektrischer Schwingungen mit Hilfe mindestens zweier Dampfentladungsröhren, bei welchen eine Hilfsentladung als Quelle von Elektronen dient und bei welchen j e eine Röhre die Steuerspannung für die folgende Röhre liefert, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen des Steuergitters und der Hauptanode in Richtung steigender Verstärkung von Röhre zu Röhre ebenfalls steigen.
2. 2. Schaltanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen des Steuergitters und der Hauptanode etwa im gleichen Verhältnis steigen wie die Leistungsverstärkung.
3. 3. Schaltanordnung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodensysteme der einzelnen Röhren in einem gemeinsamen Entladungsgefäß angeordnet sind und gegebenenfalls auch eine gemeinsame, als Elektronenquelle dienende Hilfsentladung besitzen.
4. 4. Schaltanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Entladungsgefäß zwei etwa gleich große, in Gegentaktschaltung betriebene Elektrodensysteme angeordnet sind und die Steuerspannung von einem im gleichen Gefäß angeordneten, wesentlich kleineren Elektrodensysteme geliefert wird.
5. 5. Schaltanordnung nach Anspruch 3 oder q., dadurch gekennzeichnet, daß das wesentlich kleinere Elektrodensystem noch weitere Gitter besitzt, welche die Ladungsträger abfangen und den vorhandenen Strom des Steuergitters noch wesentlich vermindern.