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Spannungs-Schutzeinrichtung für Neutralisations-Kondensatoren bei
Röhrensendern Bei den bekannten Neutralisationsschaltungeii von Senderverstärkerstufen
ist vielfach die Anordnung so getroffen. da13 ein Punkt des unter hoher Gleichspannung
stehenden Schwingkreises über den sogenannten .ilTeutralisations-Kondensator mit
dem Gitter der Schwingröhre verbunden ist. In anderen Fällen kann die Anode der
Röhre über einen Neutralisations-Kondensator mit dem Gitterkreis und dadurch mit
dem Gitter selbst verbunden sein.
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Diese beiden bekannten Fälle sind inAbb. i, 2, 3 und Abb. 7 beispielsweise
dargestellt. Bei der Anordnung nach Abb. i arbeitet die Schwingröhre a. auf
den Zwischenkreis b, der die aus den beiden symmetrischen Hälften c und d
bestehende Selbstinduktion enthält. Die Anodengleichspannung, die von der Maschine
n unter Zwischenschaltung der Sicherung f an die Klemmen des Blockkondensators g
gelegt ist. liegt einerseits am Röhrenkathodenpunkt 'a und steht andererseits über
dem Schwingkreissvmmetriepunkti, dieHochfrequenzdrossel k und die eine Hälfte der
Schwingkreisspule c mit ,der Anode der Schwingröhre a in Verbindung. Die Gleichspannung
des Generators ii liegt aber auch über i und k und die andere Hälfte der Schwingkreisspule
d an einem Pol des N eutralisations-Kondensators e, dessen anderer Punkt mit dem
Gitter der Schwingröhre leitend verbunden ist. Am gleichen Gitter liegt die eine
Seite des Gitterschwingkreises ni, dessen andere Seite über den Blockkondensator
n mit h verbunden ist. An die Klemmen von si. ist vermittels der Hochspannungsmaschine
o und unter Zwischenschaltung der Sicherung p eine gewisse konstante Gittervorspannung
gelegt. Eine bekannte Modifikation der Schaltung von Abb. i gibt Abb. 2. An Stelle
der durch eine 'Maschine erzeugten konstanten Gitterspannung ist ein Gittergleichstromweg
parallel zum Gitterblockkondensator yi über einen' Widerstand q zum Kathodenpunkt
h. geschaffen. Die eben beschriebenen Anordnungen sind sogenannte Anodenneutralisationsschaltungen,
wie sie vor allem in der Kurzwellentechnik in der letzten Zeit gebräuchlich geworden
sind. Entsprechend zeigt Abb. 7 eine an sich bekannte Gitterneutralisationsanordnung,
bei der der Gitterschwingkreis yn symmetrisch zum Kathodenpunkt angeordnet ist.
Die eine Seite dieses Gitterschwingkreises steht über dein Neutralisations-Kondensator
e in hochfrequenter Verbindung mit der Anöde. Mit seiner anderen Seite liegt er
metallisch am Gitter.
Bei Betrachtung der Abb. 1, 2 und ; erkennt
nian, daß bei l'berschlag der \eutralisations-hondensator c einen Kurzschluß z-,vischen
Anode und Gitter der Schwin-röhren schafft. Dieser I,7,urzscliluli wird dann gefährlich
für (las Gitter und damit für die Schwingröhre selbst, wenn das Gitter gleichzeitig
auf die Anodenspannung geladen Nvird. Dies tritt ein. wenn nach Abb. t und ; beim
L'berschlag von e die Sicherung p früher als die Sicherung % durchbrennt. oder bei
Abb. 2. Wenn u einen relativ holten Widerstand darstellt. l,'ei (leg Konstruktion
von Rührensen-(lern nimmt nian daher darauf Rücksicht, (laß eiil Cberschlag des
Kondensators e nicht er-;nlgen darf. Dies bedingt konstruktive Maßrahmen, die nicht
immer für den technischen Zweck des Senders von Vorteil sind. Eine bekannte konstruktive
'Maßnahme ist in Abb. d gegeben. Der \eutralisationskondensator e besitzt ein durchschlagssicheres
Dielektrikurn r. das je nach Umständen (lein festen oder flüssigeii Aggregatzustand
angehören kann. Bei längeren Wellen ist gegen eine solche Anordnung nichts einzuwenden.
Feste und flüssige Isolierstoffe genügend hoher Durchschlagssicherheit sind bekannt.
die X"erluste in solchen Dielektriken spielen bei langen Wellen keine I-,Olle. Anders
verhält es sich bei kurzen und sehr kurzen Wellen. also bei Wellen unter iöo in.
Für solche Wellen zeigen eigentlich alle festen und flüssigen Dielektrika einen
merklichen Verlustwinkel. Da die Felddichte bei hohen Anodenspannung # e 11 im \eutralisations-Kondensator
meistens sehr hoch ist, zeigt sich liier eine unangenehme Erhitzung des schützenden
Dielektrikunis.. Glasplatten zwischen den Kondensatorplatten zerspringen; verwendet
inan C)1, so zeigen sieh ebenfalls Erhitzungen und unter Umständen Carbonisation.
Eine Herabsetzung der Felddichte innerhalb des \Teutralisations-Kondensators wurde
eine unzweckmäßige räumliche Vergrößerung desselben bedingen, was bei kurzen Wellen
wegen der damit verbundenen Wegverlängerung und störenden -Nebenkapazitäten zu vermeiden
ist, Es besteht demnach die Aufgabe, eine Schaltung zu finden, bei der \ eutralisations-Kondensatoren
kleiner Abmessungen und möglichst ohne zwangsläufige Verwendung fester oder flüssiger
Dielektrika spannungsmäßig keine Geialir für die Schwingröhren bedeuten.
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Vorliegende l:rhndung zeigt Schaltungsanordnungen. die den eben angedeuteten
Zweck erfüllen. Die Anordnungen sind in den Abb. q, ä, G und 8 beispielsweise erläutert.
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Allen diesen Anordnungen ist eine Maßnahme gemeinsam. die darin besteht,
(lall) die \eutralisationskapazität aus mindestens zwei in Reilie liegenden Kondensatoren
gebildet ist, derart, daß zwei hintereinanderliegende Teile der Serienschaltung
verschiedene Bedingungen hinsichtlich der Durcbschlagsmöglichkeit darbieten. Die
einfachste Möglichkeit besteht darin, daß die eine Teilkapazität in üblicher Weise
aus einem oder mehreren Neutralisations-Kondensatoren kleiner Kapazität und der
andere Teil aus einem oder mehreren Blockkondensatoren großer Kapazität besteht.
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Eine derartige Anordnung ist in der Abb. .f dargestellt. Hier ist
der obenerwähnte \eutralisations-Kondensator e durch zwei Kondensatoren e, und c,
ersetzt: der eine von ihnen, z. B. e,, besitzt eine kleine Kapazität: er kann z.
B. ein Luftkondensator sein; der andere Kondensator e., ist ein Blockkondensator
großer Kapazität. Die Gleichspannungssicherheit des Blockkondensators e_ kann mit
bekannten Mitteln 1z. Ba durch Verwendung eines genügend durchschlagsicheren Dielektrikums,
@vie Glimmer u. dgl.) genügend groß bemessen sein. Da die Spannung sich auf die
beiden in Reihe liegenden Kondensatoren umgekehrt proportional ihrer Kapazität verteilt,
so ist die Spannungsbeanspruchung des Blockkondensators e_ nicht nur hinsichtlich
der Gleichstromspannung sondern auch hinsichtlich der Hochfrequenzspannung nur sehr
gering. Es treten also im normalen Betrieb in e= auch bei ganz großen Frequenzen
selbst ken bei Verwendung nurgeringe #-erlu von ungünstigen steauf. Die Dielekt
resultie- rirende Kapazität der Serienschaltung ist dabei im wesentlichen durch
die kleine Kapazität des normalen \eutralisations-Kondensators e, bestimmt.
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Beim Überschlag von e1 liegt die volle Gleichspannung an e_. was wegen
der Spannungssicherheit dieses Kondensators nichts zu bedeuten hat. Die Schwingungen
selbst -,N erden ihre Amplitude stark ändern, da die Kopplungsverhältnisse der Röhren
gleichzeitig stark geändert werden.
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Eine andere Maßnahme zur Erhöhung der Sicherheit besteht darin, daß
bei der Ersetzung eines einzigen Neutralisations-Kondensators durch Serienschaltung
aus zwei Kondensatoren ei und e_ (oder zwei Kondensatorgruppen), die hier von gleicher
oder auch von ungleicher Kapazität und Bauweise sein können, die N'erbindungsleitung
der beiden Kapazitäten über eine Hochfrequenzdrossel s, wie dies in der Abb. j angedeutet
ist, finit der Erde in N'erbindung steht. Auch in diesem 1#a11 befindet sich der
Kondensator e_ hinsichtlich der Durchschlagsmöglichkeit unter anderen Bedingungen
als der Kondensator e" da beim Durchschlag von e, der Kondensator e_ infolge der
Schutzwirkung der Drossel s nicht finit voller Spannung beansprucht
wird.
Der hochfrequente Widerstand der Drossel s muß groß gegen den kapazitiven Widerstand
von e_ gemacht werden. Macht man den Gleichstromwiderstand dieser Drossel sehr klein,
so wird beim Überschlag von ei der rechte Pol des Kondensators e. auf Potential
o bleiben. c., kann also seinerseits auf keinen Fall überschlagen und eine schädliche
Spannung ans Gitter bringen. Über die Drossel s wird nur so lange Strom fließen,
bis die Sicherung f durchgebrannt ist. Dies wird _ie nach der Bauart dieser Sicherung
mehr oder weniger schnell eintreten, immerhin wird der erste über .r gehende hurzschlußstoß
eine so hohe Stromstärke haben, daß in der Spule s die bekannten dynamischen Stromwirkungen
auftreten können. Da die Spule s einen hohen Hochfrequenzwiderstand, also eine geringe
Eigenkapazität, haben muß, kann inan ihre Windungen nicht übermäßig dick wählen.
Die mechanische Festigkeit dieser Spule ist also begrenzt. Man wird also bestrebt
sein, den über s laufenden Kurzschlußstromstoß zu begrenzen. Dies kann gemäß Abb.
G dadurch geschehen, daß in Reihe mit der Drossel s ein Ohrnscher Widerstand t geschaltet
ist. Dieser Widerstand t muß so groß bemessen sein, daß der Kurzschlußstrom in den
zulässigen Grenzen bleibt, daß aber doch die Sicherung f durchbrennt und daß schließlich
der an t sich ausbildende Spannungsabfall kleiner ist als die Überschlagsspannung
von e... Abb. 8 zeigt die entsprechende Schutzeinrichtung bei Gitterneutralisation.
Die Neutralisationsserienkapazitäten e1 und e_ liegen hier zwischen Anode und dem
symmetrisch zum Gitteranschluß liegenden Gegenpunkt des Gitterschwingkreises. die
Verbindung der beiden Kapazitäten ei und c._ ist über die Drossel s und den Widerstand
t an den geerdeten Kathodenpunkt h gelegt.