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Kopplungsanordnung von neutralisierten Hochfrequenzverstärkern Bei
Hochfrequenzverstärkern, wie sie in der Empfangstechnik und in der Sendetechnik
allgemein üblich sind, tritt durch ungewollte Kopplungen zwischen den einzelnen
Röhrenkreisen leicht eine Selbsterregung bzw. bei fremdgesteuerten Röhrensendern
Rückwirkung des Hauptsenders auf den Steuersender ein, was zu Störungen Anlaß gibt.
Es beruhen diese Erscheinungen meistens auf einer Kopplung der Schwingungskreise,
die durch die innere Kapazität der Röhren stattfindet. Es «erden zur Vermeidung
derartiger Störungen mit Vorteil die bei Hochfrequenzverstärkern unter dem Namen
Neutrodyneschalttuigen bekannt gewordenen Entkopplungsschaltungen angewendet, indem
die schädliche Wirkung der inneren Kapazität der Röhren durch eine Art Hochfrequenzbrücke
kompensiert wird. Es hat sich gezeigt, insbesondere bei kurzen Wellen, daß die hierdurch
erzielte Entkopplung insofern unvollständig ist, als beispielsweise bei Veränderung
des Kopplungsgrades bzw. bei Abstimmung der zu entkoppelnden Kreise auch die Abgleichung
der Brücke verändert werden muß. Es ist dies darauf zurückzuführen, daß durch die
ungleichmäßige kapazitive Beeinflussung der Kopplungsspulen, die besonders bei kurzen
Wellen erheblich ist, das Gleichgewicht gestört wird. Diese Betrachtungen gelten
in gleicher Weise für Empfangs- als auch für Sendeschaltungen die neutralisiert
sind.
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Abb. i zeigt eine der bisher üblichen Schaltungsausführungen für fremdgesteuerte
Röhrensender. Es bedeutet i den Steuersender in Selbsterregerdreipunktschalttmg
mit Anodenkreisselbstinduktion 3 und Anodenabstimmkapazität 4, 2 die Hauptsenderöhre
mit Anodenkreisselbstinduktion 5 und Abstimmkapazität 6, welch erstere mit einem
Nutzkreis, im dargestellten Beispiel einem Antennenkreis, bestehend aus Antenne
7, Kopplungsspule S und Erdverbindung 9, gekoppelt ist. Die erwähnte, bisher übliche
Entkopplung wird dadurch erreicht daß die Gitter-bzw. Anodenkreisspule, im gezeichneten
Falle die Gitterkreisspule der Hauptsenderöhre, aufgeteilt ist in genau gleiche
Teile io und i i, so daß sie zusammen mit der inneren Röhrenkapazität zwischen Gitter
und Anode und einem Neutralisierungskondensator 12 die Zweige einer Brückenschaltung
bilden, in deren Diagonale der zu entkoppelnde Schwingungskreis, in diesem Falle
der Anodenkreis, liegt (Gitterkreiskompensation). Dies ist in Abb.2 noch einmal
dargestellt. Dieselbe Kompensation könnte erzielt werden, wenn die Anodenkreisspule
unterteilt und der Gitterkreis in die Diagonale der von der Anodenspule gebildeten
Brückenanordnung gelegt würde (Anodenkreiskompensation). In Abb. i
bedeutet
ferner 13 noch einen "#,bstirnmkondensator, 1.4, 15 und 16 die Drosselspulen zur
Verriegelung der Hochfrequenz gegen die Anodenstromquelle. 17 und 18 bedeuten Blockkondensatoren
zur Verriegelung des Anodengleichstromes gegen die hochfrequenzführenden Teile,
und schließlich bedeutet 1g eine Gitterkreiskopplungsspule.
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In welcher Weise außer der induktiven Kopplung zwischen den Spulen
3 und 1g (Abb, i) noch eine schädliche kapazitive Einwirkung stattfindet, ist in
Abb, z, die mit der Abb.1 entsprechenden Bezeichnungen versehen ist, durch gestrichelt
eingezeichnete Kapazitäten veranschaulicht. Praktisch werden nämlich, besonders
bei Kurzwellensendern, die zylinderförmigen Spulen nicht nebeneinander, wie Abb.
i zeigt, oder ineinander, sondern hintereinander gesetzt. Die kapazitive Einwirkung
verursacht, daß am Ende o der Spule 1o eine andere Spannung als am Ende is der Spule
i i herrscht. Der N eutralisationskondensator 12 muß also auf einen von der inneren
Röhrenkapazität der Röhre 2 abweichenden Wert eingestellt werden. Wird nun die Kopplung
der Spule 3 mit der Spule 1g verändert oder wird auf eine andere Frequenz abgestimmt,
so ändert sich der kapazitive Einfluß der Spule 3, und es wird eine Verstellung
des NTeutralisierungskondensators 12 erforderlich.
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Eine Herabsetzung der kapazitiven Wirkung ließe sich in einfacher
Weise dadurch erreichen, daß die Kopplungsspulen genügend weit räumlich getrennt
würden. Dadurch würde aber auf der anderen Seite die induktive Kopplung zu lose
werden.
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Man hat schon vorgeschlagen, die unerwünschte kapazitive Einwirkung
dadurch zu verringern, daß die eine Spule durch zusätzlich aufgebrachte Windungen
von der anderen kapazitiv abgeschirmt wird. Dies läßt sich jedoch besonders bei
Kurzwellenapparaten wegen der Dämpfung nicht durchführen.
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Erfindungsgemäß wird eine gleichmäßige kapazitive Beeinflussung der
Spulenenden dadurch erreicht, daß innerhalb der einen Spule, deren äußere und innere
Enden je gleiches Hochfrequenzpotential besitzen, eine zweite Spule angeordnet ist,
die vom Fluß der ersten Spule durchsetzt wird und deren Enden gleiches Hochfrequenzpotential
haben.
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Ein Ausführungsbeispiel dieses Gedankens zeigt die Abb. 3, deren Bezugszeichen
mit denen der Abb. i und 2 übereinstimmen. Es liegt hier die symmetrische Gitterkreisspule
r o, ii des Hauptsenders zwischen den beiden Teilen der Anodenkreisspule 3 des beispielsweise
in Dreipunktschaltung erregten Steuersenders. Die Enden der Spulen 1o, 11 werden
von der geteilten Spule 3 gleichmäßig kapazitiv beeinflußt. An diesen Enden, und
damit auch am Gitter der Röhre 2 und am N eutralisationskondensator 12, herrschen
also die gleichen Spannungen, die sich nur durch ihr Vorzeichen unterscheiden. Bei
einer Kopplungsänderung oder beim Abstimmen auf eine andere Frequenz ändern sich
natürlich diese Spannungen. Wesentlich ist aber, daß sie sich bei der neuen Anordnung
in gleichem Maße ändern, so daß eine Nachstellung des Kondensators i2, also eine
neue Einstellung der Neutralisation, nicht erforderlich ist. Ein weiterer Vorteil
dieser Anordnung ist der, daß trotz der geringen kapazitiven Beeinflussung die induktive
Kopplung genügend festgemacht werden kann. Um die kapazitive Einwirkung an sich,
soweit wie irgend möglich, herabzusetzen, ist es weiterhin vorteilhaft, die zwischen
den geteilten Spulen befindliche Spule aus eng aneinanderliegenden Windungen dünnen
Drahtes herzustellen.
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In einfacher Weise läßt sich auch bei Anodenkreiskompensation die
Antennenspule an die Anodenkreisspule bzw. umgekehrt ankoppeln.
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Die Abb. q. zeigt die Anwendung des Erfindungsgedankens bei einer
Empfangsschaltung. 1, 2 und 3 sind drei in Kaskade geschaltete Hochfrequenzverstärkerröhren,
die die vom Antennenkreis, gebildet aus Antenne q., Antennenkopplungsspule 5 und
Erdanschluß 6, aufgenommene Energie hochfrequent verstärken und die verstärkte Energie
einer Gleichrichteranordnung 7, gegebenenfalls in Verbindung mit weiteren N iederfrequenzverstärkern,
zwecks Nutzbarmachung zuführen. 8 und 9 sind die Abstimmittel (Selbstinduktion und
Kapazität) des mit-der aperiodischen Antenne gekoppelten Sekundärkreises, 1o bis
13 stellen die Übertragerspulen (Hochfrequenztransformatoren) zwischen den einzelnen
Röhrenstufen dar, und 14, 15, 16 bedeuten Kompensationskondensatoren. Im übrigen
stimmt die Schaltungsanordnung sinngemäß mit der eines fremdgesteuerten Röhrensenders
überein. Die Symmetriepunkte der Spulen i2 und 13 sind mit dem als Bezugsnullpotential
angenommenen Minuspol der Heizbatterie und die Symmetriepunkte der Spulen 1o und
i i in gleicher Weise über einen Überbrückungskondensator 17 verbunden, so daß zwischen
den Spulen 1o und 12 bzw. i i und 13 eine gleichmäßige kapazitiv e Wirkung besteht,
die auch bei einer Kopplungs- oder Frequenzänderung gleichmäßig bleibt. Die Spule
i i muß erfindungsgemäß in der Mitte angezapft werden, obwohl das freie Ende nicht
für die Schaltung an sich verwendet wird, damit das freie Ende der Spule i r dieselbe
kapazitive Einwirkung auf den unteren Teil der Spule 13 ausübt wie das
an
die Anode der Röhre 2 angeschlossene obere Ende der Spule i i auf den oberen Teil
der Spule 13.