DE573136C - Schaltung fuer mit schwankendem Gleichstrom geheizte Steuergitterroehren - Google Patents

Description

Es ist bekannt, bei gleichstromgeheizten Empfangs- oder Verstärkerröhren das Gitterpotential an irgendeinem Punkte des Heizkreises abzugreifen. Wird dieser Heizstrom aber einem mit Kollektorgeräuschen u. dgl. durchsetzten Gleichstromkraftnetz entnommen oder besteht er aus einem zwar gleichgerichteten, aber noch nicht oder nicht genügend geglätteten Wechselstrom, so treten bekanntlich durch die Schwankungen der Spannungsdifferenz zwischen Kathode und Gitter starke Störströme im Anodenkreise auf. Man hat zwar hiergegen schon vorgeschlagen, das Gitter statt mit einem Endpunkte der Kathode mit dem Mittelpunkte eines ihr parallel geschalteten Widerstandes oder mit dem Mittelpunkte der Sekundärwicklung des Heiztransformators (bei reinem Wechselstrom) zu verbinden. Diese Maßnahmen sind aber

ao im Zusammenhang mit der Aufgabe, die für die Audion- oder Verstärkerwirkung erforderliche Gittervorspannung dem Heizkreise zu entnehmen, nicht durchführbar, da hierbei das Gitter nur das Potential des Mittelpunktes des Heizfadens erhalten kann. Soll das Gitter dagegen positiv oder negativ vorgespannt sein, so müßte man in jede Gitterzuleitung noch eine besondere Batterie einbauen, eine Schaltungsweise, die, zumal in Verbindung mit Netzanschlußgeräten, sehr nachteilig ist.

Die Erfindung gibt nun an, wie man bei der Entnahme der Gittervorspannung aus der den Heizstrom liefernden Spannungsquelle eine völlige Konstanz der Ruhespannungsdifferenz zwischen Kathode und Steuerelektrode erhält, wenn der Heizgleichstrom raschen, insbesondere periodischen Änderungen unterworfen ist.

Zu diesem Zwecke ist erfindungsgemäß die Steuerelektrode nicht, wie bisher üblich, mit einem Punkte des Heizkreises verbunden, - · sondern mit zwei Punkten desselben, die so angeordnet sind, daß der eine von ihnen ein niedrigeres Potential, der andere ein höheres Potential gegenüber dem Potential des Mittelpunktes des Heizfadens besitzt. Hierdurch wird erzielt, daß das Gitter trotz seines gegenüber der Kathode anderen Gleichpotentials stets die gleichen Wechselpotential-Schwankungen ausführt wie der Mittelpunkt des Heizfadens. Man erzielt dies insbesondere -.-dadurch, daß man die Werte der Wechselstromwiderstände, die in dem zum Heizfaden parallel geschalteten Gittervorspannungs-Stromkreis zu beiden Seiten des Gitters liegen, im Verhältnis zueinander ebenso bemißt, ,.. wie die jeweils zwischen dem Anschlußpunkte des Heizkreises und dem Fadenmittelpunkte liegenden Widerstandswerte. Hierdurch erhält das Gitter bezüglich der den Heizgleichstrom überlagerten Wechselströme das gleiche Potential wie die Fadenmitte. Um trotzdem eine bestimmte Gleichspannungsdifferenz zwischen Gitter und Fadenmitte zu erhalten, ist die eine Zuleitung zum Gitter galvanisch durch einen Kondensator unterbrochen.
Es ist an sich schon bekannt gewesen, das

Steuergitter einer Verstärkerröhre mit zwei Punkten des Heizkreises zu verbinden, jedoch handelte es sich dabei nicht um eine Kompensation der im Heizkreise auftretenden störenden Netzgeräusche,' sondern (in Verbindung mit einem gewöhnlichen Batteriegerät) um die Erzielung eines gleichmäßigen Spannungsabfalles im Steuergitter, welches zu diesem Zwecke als durchlaufender Draht ίο mit zwei aus der Röhre herausgeführten Enden ausgebildet wurde, wobei jedes Ende über eine Transformator-Sekundär-Spule mit je einem Endpunkt des Heizfadens verbunden wurde.

Die Abb. 1 der Zeichnung erläutert den Grundgedanken der Erfindung näher.

Sie zeigt eine Einzelröhre, deren Heizfaden f aus einer Gleichstromquelle q, die z. B. an einem an ein Gleichstromnetz angeschlossenen Spannungsteiler liegt, unter Zwischenschaltung der beiden gleich großen Widerstände T₁, r₂ gespeist wird. An die beiden Speisepunkte e_lt e₂ sind ferner ein Gitterableitungswiderstand' W₁ und auf der anderen Seite des Heizfadens ein ebenfalls nach dem Gitter g führender gleich großer Widerstand W₂ (Hilfswiderstand) in Reihe mit einem Kondensator c angeschlossen. Der Kondensator ist so bemessen, daß er hörbaren Wechselströmen einen im Vergleich zu W₂ vernachlässigbaren Widerstand entgegensetzt. Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist folgende:

Es sei angenommen, daß die Gleichspannung q 8 Volt beträgt. Der Punkt B₁ sei geerdet, so daß er das Potential ο besitzt. Die 8 Volt Speisespannung mögen sich, nun auf - den Heizkreis so verteilen, daß an den Widerständen T₁ und r₂ je 2 Volt liegen, während auf den Heizfaden selbst 4 Volt entfallen. Die Enden des Heizfadens besitzen dann die Potentiale + 2 bzw. + 6, sein Mittelpunkt also -j- 4 Volt. Das Gitter g besitzt, unter der Annahme, daß der Widerstand Gitter—Kathode unendlich groß ist, das Potential des Punktes e±, also das Potential o, so daß es mithin eine Vorspannung von ·—4 Volt gegenüber der Fadenmitte hat. Über w_z liegt infolge des Kondensators c kein Gleichstrompotential am Gitter.

Es sei nun angenommen, daß sich der speisenden Gleichspannung eine Wechselspannungsamplitude überlagert, deren Größe Vio der Gleichspannung betrage, die. also zwischen e_t und e₂ 0,8 Volt beträgt. Dadurch werden gleichzeitig die Potentiale sämtlicher Punkte des Speisestromkreises um ¹Z₁₀ ihres Ruhewertes im Rhythmus des überlagerten Wechselstromes verlagert, insbesondere wird also im Augenblick der Wirksamkeit des Scheitelwertes der positiven Halb welle das Potential der Fadenmitte 4,4 Volt betragen, und im weiteren Verlauf der überlagerten Wechselspannung zwischen 4,4 und 3,6 Volt schwanken, was" eine empfindliche Störung im Ausgangskreise zur Folge hätte. Der zweite nach dem Gitter führende Verbindungsweg w₂-c bewirkt nun, daß das Gitter g bei Wirksamkeit eines dem Speisestrom überlagerten Wechselstromes die in Phase und Amplitude gleichen Potentialschwankungen erleidet wie die Fadenmitte, da der Stromkreis e_x-ⁱw-_L-g-i.v₂~c-e₂ parallel dem Stromkreis e₁-r-ff-r₂-e₂ liegt, so daß an beiden Kreisen der gleiche Wechselspannungsabfall stattfindet. Da das Gitter g in diesem Falle ebenfalls den elektrischen Mittelpunkt in dem Stromkreis mit dem Gesamtwechselspannungsabfall von 0,8 Volt bildet, so folgt daraus, daß die Potentialdifferenz zwischen Gitter und Fadenmitte keine Änderung erleidet.

Daß, wie beschrieben, T₁ = r₂ und W₁ = W₂ ist, ist zweckmäßig, aber nicht die einzige Ausführungsmöglichkeit. Die Bedingung ist vielmehr nur, daß sich W_x zu W₂ verhält wie die Potentialdifferenzen zwischen e_± bzw. e₂ und der Fadenmitte.

Die Abb. 2 bis 4 zeigen weitere Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung.

Abb. 2 zeigt die Anordnung dex Abb. 1 angewendet auf eine Kaskadenschaltung mehrerer Röhren, wobei sämtliche Heizfäden in Reihe geschaltet sind. Um die erforderlichen Gittervorspannungen abgreifen zu können, sind in Reihe zu den Heizfäden Widerstände T₁. .. r_e vorgesehen, an die die zu den Gittern führenden Widerstände W₁... w_ß unmittelbar bzw. unter Zwischenschaltung von Kondensatoren, wie in Abb. 1 gezeigt, angeschlossen sind. Wie ersichtlich, liegt bei der zweiten und dritten Röhre der direkt, also ohne Zwischenschaltung des Kondensators, angeschlossene Gitterwiderstand an einem gegenüber der Fadenmitte negativen Punkt (+ 6 bzw. + 12), während er bei der als Audion gedachten ersten Röhre an einem gegenüber der Fadenmitte positiven Punkte 6 liegt. Sämtliche Heizfäden sind in Reihe liegend mit einem Vorschaltwiderstand ν an eine Gleich-· stromquelle, z. B. ein Starkstromnetz von 200 Volt, angeschlossen. Die Widerstände T₁ _ bis r_e können auch zwischen den Endpunkten der Heizfäden weitergeführt werden und wirken dann gemeinsam wie ein zwischen den Punkten ο und —j— 18 liegendes Po- 115 ' tentiometer.

Abb. 3 zeigt eine Modifikation der Abb. 2, wie sie an irgendeiner der vorhandenen Röhren oder auch an sämtlichen vorgenommen werden kann. Wie ersichtlich, fehlt in Abb. 3 der zwischen dem rechten Heizfadenende und dem Kondensator c liegende Widerstand (z. B.

f₄ bei der zweiten Röhre). Damit das Gitter trotzdem stets das gleiche Wechselstrompotential besitzt wie die Kathode, ist in diesem Fall notwendig, den Widerstand w_a so zu bemessen, daß er sich zu W₄, verhält wie 3:1, da die Fadenmitte das Potential + 9 hat und somit zu den beiden Anschlußpunkten der Gitterwiderstände die Spannungsdifferenzen 3 bzw. ι besitzt.

Die Abb. 4 zeigt endlich eine Anordnung, bei der die von den Gittern ausgehenden Widerstände nicht an die Heizleitung, sondern an einen parallel zur Heizleitung liegenden Spannungsteiler p angeschlossen sind. Auch hierbei sind die beiden Anschlußpunkte der Gitterwideratände jeder Röhre so auf p verteilt, daß jeweils der eine ein gegenüber der zugehörigen Fadenmitte negativeres, der andere ein entsprechend positiveres Potential besitzt. Die Anordnung nach Abb. 4 eignet sich vorzugsweise für Mehrfachröhren, bei denen alle Heizfäden in Reihe liegen und zwischen den einzelnen Heizfäden keine Anschlußmöglichkeiten vorgesehen sind.

Bei allen Ausführungen könnte auch das Gitter selbst von dem Strom des parallel zum Heizfaden liegenden Stromkreises des Hilfswiderstandes (W₁, W₂ "bzw. W₃, w₄ bzw. w_B, w_ü) durchflossen werden, wenn man für diesen Zweck die Röhre mit zwei Anschlußsteckern für das Gitter versieht.

Durch das Konstanthalten der Potentialdifferenz zwischen Gitter und Kathode üben die Schwankungen des Heizstromes auf den Anodenstrom praktisch keine Wirkung mehr aus. Die geringen Wirkungen, die durch das gleichzeitige Verlagern von Gitter- und Kathodenpotential sowie durch ein etwaiges Entnehmen der Anodenspannung aus der gleichen Speisestromquelle auf den Anodenstrom entstehen, lassen sich dadurch leicht beseitigen, daß die Gitterwiderstände in in anderem Zusammenhang bekannter Weise 'so bemessen werden, daß keine vollständige Kompensierung der Potentialdifferenzschwankungen zwischen Gitter und Kathode eintritt, sondern daß noch geringe Schwankungen bestehen bleiben, die die Wirkung der schwankenden Anodenspannung gerade aufheben.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Schaltung für mit schwankendem Gleichstrom geheizte Steuergitterröhren, bei der die Gittervorspannung der Heizspannung entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter über zwei Stromwege mit zwei Punkten des Heizkreises verbunden ist, von denen der eine ein höheres, der andere ein niedrigeres Potential besitzt als die Fadenmitte, und wobei der eine Stromweg den Ableitwiderstand zwischen Heizkreis und Gitter bildet, während der andere nur für Wechselströme durchlässig und so bemessen ist, daß die die beiden Stromwege in Reihe durchfließenden Störamplituden des Heizstromes am Gitter Potentialschwankungen erzeugen, die in Richtung und Amplitude mit den Potentialschwankungen der Fadenmitte übereinstimmen, so daß der Spannungsabfall zwischen Gitter und Fadenmitte konstant bleibt.
2. 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Stromweg einen Widerstand und in Reihe mit diesem einen Kondensator enthält, welcher so bemessen ist, daß sein Widerstand für die dem Heizgleichstrom überlagerten Störströme gegenüber dem genannten Widerstand ve.rnachlässigbar ist.
3. 3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Anschlußpunkten der beiden nach dem Gitter führenden Stromwege . am Heizkreis und dem Heizfaden zwei gleich große Widerstände liegen, von denen der eine beispielsweise zur Erzeugung einer bestimmten Gittervorspannung dient, und daß auch die Wechselwiderstände der beiden Stromwege einander gleich sind.
4. 4. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Hintereinanderschaltung mehrerer Heizfäden die Anschlußpunkte der Gitterverbindungen an einem Widerstand liegen, der zu den Heizfäden parallel geschaltet ist.
5. 5. Schaltung nach Anspruch 1 oder folgende, gekennzeichnet durch eine derartige Bemessung der mit dem Gitter verbundenen Widerstände, das geringe Po- ioo tentialdifferenzschwankungen zwischen Gitter und Kathode bestehen bleiben, durch die etwaige gleichzeitige Schwankungen der Anodenspannung in ihrer Wirkung auf den iVnodenstrom kompensiert werden.

   Hierzu r Blatt Zeichnungen