DE562304C - Schaltung zur Beseitigung der durch Wechselstrom-Netzheizung bei Empfaengerroehren entstehenden Brummgeraeusche - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Beseitigung des Brummgeräusches bei Netzanschlußradiogeräten.

Das Brummgeräusch bei solchen Geräten zerfällt in eine Grundfrequenz (etwa 60 Hertz) und eine doppelte Frequenz (120 Hertz).

Die Grundfrequenz rührt von der mit 60 Perioden erfolgenden Spannungsänderung her, und zwar von der Tatsache, daß die Anode periodisch mit dem positiven Schenkel des Heizfadens zusammenarbeitet, um die von dem negativen Schenkel des Heizfadens freigegebenen Elektronen anzuziehen. Was die doppelte Frequenz betrifft, so ändert sich bekanntlich die Geschwindigkeit der Elektronenbildung mit der sich entsprechend dem Wechselstrom ändernden Temperatur der Kathode. Diese beiden Effekte treten gleichzeitig auf. Ein Verfahren zur Beseitigung dieser

ao Brummgeräusche ist bekannt, nach dem die Verbindung von Anode und Gitter mit der Kathode an einem Punkt im Kathodenkreis vorgeschlagen ist, dessen Spannung gleich der Mittelspannung des Heizfadens ist. Hier

»5 werden Gitter- und Anodenkreis mit einem an dem Heizfaden liegenden Widerstand derart verbunden, daß die durchschnittliche Spannungsdifferenz in jedem Augenblick zwischen den verschiedenen Teilen von Kathode und Gitter einerseits und Anode anderseits, die vom Heizstrom herrührt, Null ist.

Dieses Verfahren beseitigt aber nur das Brummen mit der Grundfrequenz (60 Hertz). Mit der vorliegenden Erfindung wird auch das Brummen mit der doppelten Frequenz beseitigt. Erfindungsgemäß wird der obenerwähnte, parallel zum Heizfaden liegende Widerstand aus zwei in Reihe liegenden veränderlichen Widerständen und parallel zu diesen gegeneinandergeschalteten Gleichrichtern zusammengesetzt und die Gitter- und Anodenleitung zwischen den Gleichrichtern und Widerständen angeschlossen. Bei passender Einstellung der Widerstände tritt, wenn Heizstrom fließt, automatisch mit der Stromrichtung eine derartige Änderung des Widerstandes der beiden kombinierten Widerstandswege ein, daß in den Gitter- und Anodenkreis Spannungen hineingebracht werden, welche die Brummspannungen doppelter Frequenz neben denen der einfachen Frequenz ausgleichen.

Die Erfindung ist auf der Zeichnung in fünf Abbildungen dargestellt. Abb. 1 zeigt

die übliche Schaltung einer mit Wechselstrom geheizten Röhre. Abb. 2 zeigt eine Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung. Abb. 3 zeigt kurvenmäßig" die Wirkungsweise der Schaltung gemäß Abb. 2. Abb. 4 und S sind schematische Schaltbilder, die die Theorie der Arbeitsweise der Schaltung gemäß Abb. 2 erläutern sollen.

In Abb. ι ist eine Penthode 1 dargestellt, deren Heizfaden vom Netz über einen Transformator 2 beheizt wird, dessen Sekundärwicklung einen Widerstand 10 enthält, der parallel zum Heizfaden geschaltet ist.

Die Eingangsspannung wird zugeführt zwischen der Steuerelektrode und einem Punkt im Kathodenkreis, während die Belastung 8 zwischen Anode und einem Punkt im Kathodenkreis liegt. B ist die Anodenbatterie und L eine Drosselspule. Die Verbindung des Ein- und Ausgangskreises mit der Kathode erfolgt über den auf dem Widerstand 10 verschiebbaren Kontakt 5.

Die Röhre 1 enthält ein Schirmgitter 1', die mit der positiven Klemme von B verbunden ist, und eine zusätzliche Elektrode 1", die mit dem Mittelpunkt des Heizfadens verbunden ist.

Durch Verschieben des Schiebers 5 kann die Grundfrequenz 60, dagegen nicht die doppelte Frequenz 120 ausgeglichen werden. Dieses geschieht, wie erwähnt, durch die Schaltung gemäß Abb. 2. Hier sind anstatt des Schiebewiderstandes 5, 10 zwei getrennt einstellbare Schiebewiderstände 3 und 4 und zwei Gleichrichter 6 und 7 angeordnet, während der Steuergitter- und Anodenkreis mit dem Mittelpunkt 5 verbunden sind. Die Gleichrichter sind zweckmäßig Kupferoxydulgleichrichter und so geschaltet, daß der Strom vom Mittelpunkt 5 durch beide Gleichrichter nach dem Heizfaden oder in entgegengesetzter Richtung fließen kann.

Die mit der vorliegenden Schaltung erzielten Resultate erkennt man aus den Kurven der Abb. 3, deren Abzissen die Widerstände am Heizfaden und deren Ordinaten die Brummspannung an einem Belastungswiderstand ΛΌη Sooo 0hm darstellen.

Kurve A zeigt die Brummspannung an der Belastung 8 der Abb. 1 bei verschiedenen Widerstandswerten am Heizfaden, wenn keine Gleichrichter verwendet werden; d. h. diese Kurve zeigt die Resultate bei der üblichen Schaltung gemäß Abb. 1. Kurve B zeigt die Brummschaltung an der Belastung 8 in Abb. 2 bei verschiedenen Werten des Gesamtwiderstandes, d. h. 3 und 4 bei Verwendung der Gleichrichter 6 und 7, wobei jeder Gleichrichter ein Paar Kupferoxydulelemente enthält. Kurve C gilt für den Fall, daß der eine Gleichrichter ein Paar und der andere zwei Paar von den Elementen enthält. Kurve D gilt für den Fall, wo jeder Gleichrichter aus zwei Paar von' Elementen besteht.

Zum Zwecke der Messung wurden die Schiebewiderstände auf folgende Weise eingestellt: Ein Seihiebewiderstand wurde auf einen beliebigen Wert eingestellt und der andere so lange geregelt, bis das Brummen auf einen Minimalwert verringert war. Die Brummspannung wurde dann durch ein parallel zur Belastung 8 geschaltetes Voltmeter gemessen, welche Belastung einen Wert von 5000 Ohm hatte. An die Eingangsklemme war natürlich keine Spannung gelegt, vielmehr waren diese Klemmen direkt miteinander verbunden.

Die bei der Schaltung nach Abb. 2 auftretende Wirkung soll nun an Hand der Abb. 4 und 5 beschrieben werden.

In Abb. 4 bedeutet der Widerstand 11 den Schiebewiderstand 3 mit dem Gleichrichter 6 im Nebenschluß, wenn der Heizstrom in der Richtung der Pfeile fließt, während 12 den Widerstand des Schiebewiderstandes 4 und des parallel dazu liegenden Gleichrichters 7 darstellt. Jeder Gleichrichter bildet einen geringen Widerstand einem in der einen Richtung fließenden Strom und einen hohen Widerstand einem in der anderen Richtung fließenden Strom. Unter den Bedingungen der Abb. 4 ist also Gleichrichter 6 ein geringer und 7 ein hoher Widerstand, infolgedessen ist der äquivalente Widerstand 11 gering, viel kleiner als der Widerstand von 3 in Abb. 2, während der äquivalente Widerstand 12 nur wenig kleiner ist als der Widerstand von 4 in Abb. 2. Wenn der Heizstrom in der anderen Richtung fließt, wie in Abb. 5 dargestellt, werden die Widerstände von 3 bzw. 4 und 6 bzw. 7 durch den äquivalenten hohen Widerstand 13 bzw. geringen Widerstand 14 dargestellt.

Aus dem vorstehenden ergibt sich, daß die Anzapfung 5 vom elektrischen Mittelpunkt in der Richtung der positiven Seite des Heizfadens verschoben wird, wenn Heizstrom fließt, während natürlich keine Verschiebung stattfindet, wenn der Strom Null ist. Es wird daher die Anzapfung 5 zweimal in jeder Periode von der elektrischen Mitte nach der positiven Seite des Heizfadens und zurück nach der Mitte verschoben. Dieses erzeugt eine Wirkung, die äquivalent der Wirkung einer Spannung ist, deren Frequenz zweimal so groß ist als die Netzspannung.

Die Größe dieser äquivalenten Spannung hängt von der Größe der Widerstände 3 und 4 im Verhältnis zu den Gleichrichtern ab.

Die Summe der Widerstände 3 und 4 muß iac auf den richtigen Wert eingestellt werden, um das Brummen 120 Hertz auszugleichen, wäh-

rend das Verhältnis der beiden Widerstände so sein muß, daß das Brummen 60 Hertz ausgeglichen wird. Wenn die beiden Gleichrichter identisch sind, werden die Widerstände 3 und 4 ungefähr gleich sein, wenn das Brummen 60 Hertz ausgeglichen ist. Wenn aber z. B. der Gleichrichter 7 aus zwei Elementenpaaren und 6 aus einem Elementenpaar besteht, muß der Widerstand 4 ungefähr doppelt so groß sein als 3. Man braucht also nicht zwei genau gleiche Gleichrichter zu haben; wenn der eine in der Richtung des Stromflusses einen höheren Widerstand hat als der andere, braucht man nur die beiden Schiebewiderstände 3 und 4 entsprechend einzustellen. Bei der obigen Beschreibung war angenommen, daß die Anzapfung 5 sich nach dem positiven Ende des Heizfadens verschiebt. Wenn die beiden Gleichrichter umso gekehrt werden, so erfolgt die Verschiebung jedoch nach der negativen Seite. Durch Versuche muß man die richtige Schaltung feststellen.

Die Kurve C in Abb. 3 erhielt man mit Gleichrichtern, von denen der eine ein Paar Kupferoxydulanoden und der andere zwei Paar Kupferoxydulanoden enthielt. Diese Anoden waren nahezu gleich, so daß die Resultate dieselben waren, als wenn man zwei einzelne Gleichrichter verwendet hätte, von denen der eine einen doppelt so großen Widerstand besaß wie der andere.

Einer der beiden Schiebewiderstände wird auf einen beliebigen Wert eingestellt und der andere dann so lange verschoben, bis das Brummgeräusch ein Minimum wird. In dieser Stellung wird das Brummen 60 Hertz fast vollkommen ausgeglichen und das Brummen 120 Hertz wahrscheinlich etwas verrin-

*o gert sein. Darauf wird der erste Widerstand auf einen neuen Wert gestellt und der zweite wieder auf geringstes Brummgeräusch eingestellt. Das Resultat wird dann sein, daß das Brummen 60 Hertz ausgeglichen und das Brummen 120 Hertz entweder verstärkt oder geschwächt sein wird. Durch Fortsetzung dieses Einstellens kann man eine Stellung finden, wo beide Brummkomponenten auf den kleinstmöglichen Wert verringert sind.

Die Kombination von Widerstand und Gleichrichter in Parallelschaltung bildet eine Impedanz, die zwischen zwei bestimmten Werten variiert, die von der Richtung des Stromes abhängen. Die prozentuale Differenz zwischen den beiden Impedanzwerten hängt von der Größe des Widerstandes im Verhältnis zu den Merkmalen des Gleichrichters ab. Diese prozentuale Änderung kann berechnet werden, wenn der Strombetrag bekannt ist, der durch den Gleichrichter in beiden Riehtungen bei einer bestimmten Spannung fließt. Dann kann die proportionale Verschiebung der Mittelanzapfung berechnet und daher die effektive Spannung in den Gitterkreis eingeführt werden. Wenn also die Heizfadenspannung 3 Volt ist und die Mittelanzapfung um io°/₀ verschoben wird, dann wird die effektive Scheitelspannung 0,3 Volt betragen. Die Verschiebung der Spannung der Mittelanzapfung kann, wie erwähnt, je nach der Schaltung der Gleichrichter nach der positiven oder negativen Seite des Heizfadens erfolgen. Bei den Versuchen der Erfinderin ergab sich, daß die Verschiebung nach der positiven Seite erfolgen mußte, während die umgekehrte Schal-.tung das Brummgeräusch vergrößerte. Es liegt jedoch kein Grund vor, daß bei bestimmten Röhren nicht die Verschiebung nach der anderen Seite erfolgen könnte.

Claims (1)

1. Patentanspruch :

   Schaltung zur Beseitigung der durch Wechselstrom-Netzheizung bei Empfängerröhren entstehenden Brummgeräusche mittels Parallelwiderstandes zum Heizfaden, dadurch gekennzeichnet, daß der Parallelwiderstand aus zwei in Reihe liegenden veränderlichen Widerständen (3, 4) und parallel zu diesen gegeneinandergeschalteten Gleichrichtern (6, 7) besteht und die Gitter- und Anodenleitung zwischen den Gleichrichtern und den Widerständen angeschlossen sind und die Widerstände derart eingestellt sind, daß durch die mit der Stromrichtung automatisch wechselnde Änderung des Widerstandes dieser beiden kombinierten Widerstandswege die Brummspannungen doppelter Netzfrequenz neben denjenigen von der einfachen Netzfrequenz ausgeglichen werden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen