DE578653C - Neutrodynisierte Gegentaktschaltung zum Verstaerken von Hochfrequenzschwingungen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 16. JUNI 1933

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 a⁴ GRUPPE 29

Patentiert im Deutschen Reiche vom 22. März 1932 ab

Zum Verstärken elektrischer Schwingungen von sehr hoher Frequenz wird oft eine Gegentaktschaltung verwendet, bei der zum Ausgleichen der Kapazität zwischen Anode und Gitter der beiden Röhren Neutrodynekondensatoren in Leitungen angebracht sind, welche diese Anoden und Gitter kreuzweise verbinden.
. Man ist dabei bestrebt, die Schaltung derart auszuführen, daß die Neutrodynisierung unabhängig von der Frequenz ist, da sonst die Gefahr besteht, daß neben der zu verstärkenden Welle eine oder mehrere spontan selbsterregte Wellen auftreten werden.

Dieses Ergebnis konnte bisher mit den bekannten Mitteln bereits bei Verwendung von Röhren erzielt werden, die mit ihren Heizdrähten praktisch aneinandersitzen. Wenn es sich aber um große Energien handelt, so ist man praktisch gezwungen, große und gegenseitig räumlich getrennte Röhren zu verwenden, bei denen die Kathoden mittels einer Leitung miteinander verbunden sind. Dies ist insbesondere der Fall bei Verwendung zweier Röhrenpaare und wenn es sich als notwendig erweist, auf andere Wellenlängen umzuschalten.

Es hat sich gezeigt, daß in solchen Fällen die Erzielung einer hinreichenden Stabilität oft große Schwierigkeiten mit sich bringt. Es wurde festgestellt, daß die Ursache der Labilität den Impedanzen, und zwar im wesentlichen den Selbstinduktionen der Leitungen, zuzuschreiben ist, welche die Elektroden der beiden Röhren der Gegentaktschaltung miteinander verbinden, also einerseits der beiden Kreuzleitungen Gitter-Neutrodon-Anode und andererseits der Leitung zwischen den beiden Glühdränten.

Erfindungsgemäß wird eine einwandfreie, von der Frequenz unabhängige Stabilität dadurch erzielt, daß man die vorgenannten Impedanzen (Selbstinduktionen) in ein solches Verhältnis zueinander bringt, das dem zwischen den beiden Kapazitäten Anode-Glühdraht bzw. Anode-Gitter der Röhren bestehenden Verhältnis gleich oder nahezu gleich ist.

Dabei wählt man vorzugsweise die Anschlußpunkte des Gitterkreises ungefähr in der Mitte der vorgenannten Kreuzleitungen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindimg dargestellt.

Fig. ι zeigt die bekannte Schaltanordnung eines neutrodynisierten Gegentaktverstärker.

Fig. 2 zeigt die Schaltanordnung nach Fig. 1, aber als Wheatstone-Brücke dargestellt.

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Klaas Posthumus in Eindhoven.

Fig. 3 zeigt die erfindungsgemäße Anordnung in der Schaltung von Fig. i.

Fig. 4 zeigt ein Substitutionsschaltbild der Fig. 3, aus dem das Erfindungsprinzip klar ersichtlich ist.

In Fig. ι sind V₁ und V₂ die beiden in Gegentakt geschalteten Röhren. Zwischen ihren Gittern G₁ und G₂ ist ein abstimmbarer Eingangskreis I und zwischen ihren Anoden A₁ ίο und A₂ ein abstimmbarer Ausgangskreis II geschaltet. Die Anoden A₁ und A₂ sind mit den Gittern G₂ bzw. G₁ über Neutrodons C_n verbunden. Die beiden Heizdrähte F₁ und F₂ sind mit dem einen Pol mittels eines kurzen Leiters miteinander verbunden.

Die Heizstrom- und Anodenstromquellen sind der Übersichtlichkeit halber fortgelassen. Das Schaltbild nach Fig. 1 kann durch das Brückenschaltbild nach Fig. 2 ersetzt werden. In letzterem sind zwischen A₁ und G₁ bzw. zwischen A₂ und G₂ die Kapazitäten C_ag dargestellt, zwischen' A₁ und F₁ bzw. A₂ und F₂ die Kapazitäten C_n/ usw. Ferner sind in dieser Figur die beiden Neutrodons C_n und weiter die Impedanzen, die in vorliegendem Fall als reine Selbstinduktionen I_n der beiden Kreuzleitungen gedacht sind, und die Impedanz, in vorliegendem Fall die Selbstinduktion l_f der Leitung, zwischen den beiden Heizdrähten dargestellt. Der Eingangskreis I liegt zwischen den Punkten G₁ und G₂ und der Ausgangskreis zwischen den Punkten A₁ und A₂. Eine einwandfreie Stabilität wird erzielt, wenn eine zwischen den beiden Anodenpunkten A₁ und A₂ auftretende Schwingung keine Spannungsschwankungen zwischen den Gittern und den Heizdrähten der Röhren herbeiführt.

Eine zweite Bedingung, der das System zu genügen hat, falls die Stabilität von der Abstimmung der Kreise I und II unabhängig sein soll, ist die, daß die vorgenannte Schwingung zwischen A₁ und A₂ keine Stromschwankungen in dem Eingangskreis hervorruft.
Bei der Prüfung, ob diese Bedingungen beim Schaltbild nach Fig. 1 und 2 erfüllt werden können, zeigt es sich, vorausgesetzt daß

daß sowohl der Spannungsunterschied zwischen G₁ und F₁ als auch der Spannungsunterschied zwischen G₂ und F₂ für jede Frequenz zwischen A₁ und A₂ Null sein wird, falls der Bedingung

Lf. L_n ^===: C_n^: Cb^
entsprochen wird.

Wenn die Impedanzen nicht als rein induktiv anzusehen sind, so gilt die obige Gleichung unvermindert für die Impedanzen // bzw. I_n der Leitungen. Die erste Bedingung kann somit in einfacher Weise erfüllt werden.

Welche Bewandtnis hat es aber mit der zweiten Bedingung?

Da der Kreis A₁F₁F₂A₂ unter Strom steht und die Selbstinduktion // zwischen den beiden Kathoden F₁ und ,F₂ angeordnet ist, wird zwischen diesen Kathoden eine Wechselspannung auftreten, so daß im Zusammenhang mit der ersten Bedingung die gleiche Wechselspannung zwischen den beiden Gittern G₁ und G₂ auftritt. Im Gitterkreis I entsteht somit eine Schwingung von gleicher Frequenz wie die zwischen A₁ und A₂, so daß die Gefahr für Instabilität groß ist.

Bei dem Schaltbild nach Fig. 3, dessen Substitutionsschaltbild in Fig. 4 dargestellt ist, ist diese Gefahr dadurch beseitigt, daß der Anschluß des Eingangskreises I nicht mehr in den Punkten G₁ und G₂, sondern in den Mitten der Selbstinduktionen I_n erfolgt. Aus Fig. 4 ist klar ersichtlich, daß diese beiden Mitten unabhängig von der Frequenz zwischen A₁ und A₂ niemals einen Spannungsunterschied aufweisen können.

Bei der Bestimmung der Mitten der Kreuzleitungen soll gegebenenfalls den Teilen dieser Leitungen Rechnung getragen werden, die sich zwischen den Anoden A₁ und A₂ und den entsprechenden Neutrodons befinden, falls letztere nicht unmittelbar mit diesen Anoden in der schematisch in Fig. 4 angegebenen Weise vereinigt sind.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Neutrodynisierte Gegentaktschaltung zum Verstärken von Hochfrequenzschwingungen, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen den Selbstinduktionen der Leitungen, die kreuzweise (über Neutrodons) die Anoden und Gitter bzw. die beiden Kathoden gegenseitig verbinden, dem Verhältnis der Kapazitäten Anode-Kathode bzw. Anode—Gitter der beiden im Gegentakt geschalteten Röhren gleich oder nahezu gleich ist.
   .
2. 2. Schaltung nach Anspruch 1,. dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Anschlußpunkte des Eingangskreises in oder nahe den elektrischen Mitten der beiden Leitungen liegen, welche die Gitter kreuzweise (über Neutrodons) mit den Anoden verbinden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen