DE585248C

DE585248C - Switching method for directly heated from alternating current networks, series-connected glow cathodes of electron tubes

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Publication number: DE585248C
Application number: DEL73168D
Authority: DE
Original assignee: AUDIONWERK D S LOEWE GmbH
Current assignee: AUDIONWERK D S LOEWE GmbH
Priority date: 1928-10-18
Filing date: 1928-10-18
Publication date: 1933-09-30
Also published as: BE364547A; NL30208C

Description

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Es ist bereits vorgeschlagen worden, bei mit Wechselstrom geheizten Kathoden von Elektronenröhren die beiden Enden der Kathode über ein Potentiometer an die Wechselstromquelle anzuschließen und die Mitte dieses Potentiometers zwecks Anschluß der Gitterspannung und Schließung des Anodenkreises anzuzapfen. An sich kann man irgendeinen Punkt eines solchen Potentiometers oder der Sekundärwicklung eines Transformators- beispielsweise durch Erdung mit einem festen Potential versehen. Der An-. Schluß in der Mitte des Potentiometers hat indessen den großen Vorzug, daß ein Wechselpotential wohl eine verschiedene Verteilung der Emission längs der Kathode im Vakuumgefäß hervorrufen kann, daß aber der gesamte, beispielsweise bei negativer Gittervor-" spannung zur Anode gehende Emissionsstrom^ durch die Schwankung des Potentials keine Veränderung erfährt. Wenn nämlich infolgeder Verkleinerung der Anodenspannung in^ einem bestimmten Moment zwischen dem einen Ende der Kathode und der Anode eine Verkleinerung des Änodenstromes entsteht, so erhält man im allgemeinen am anderen_s Ende eine entsprechende Vergrößerung der ,"Arrpdenspannung und somit eine entspre-. ■ eheode Vergrößerung des Anodenstromes. '"30^ D|e\zur Erfüllung dieser F&rderung notwendige·! Bedingung, daß nämlich die Anodenstromänderungen den S teuer Spannungsänderungen proportional sind, ist beim Betrieb der Elektronenröhre als Verstärker ohnedies zu erfüllen, da ja hier im geraden Teil der Kennlinie gearbeitet wird.It has already been proposed to connect the two ends of the cathode via a potentiometer to the alternating current source in the case of cathodes of electron tubes heated with alternating current and to tap the center of this potentiometer for the purpose of connecting the grid voltage and closing the anode circuit. Any point of such a potentiometer or the secondary winding of a transformer can be provided with a fixed potential, for example by grounding. The on. Closing in the middle of the potentiometer has the great advantage that an alternating potential can cause a different distribution of the emission along the cathode in the vacuum vessel, but that the entire emission current going to the anode, for example with negative grid bias, is caused by the fluctuation of the potential no change found. namely, when infolgeder reduction of the anode voltage in ^ a certain moment between the downsizing of the Änodenstromes formed one end of the cathode and the anode, as is generally obtained at the other _s end of a corresponding enlargement of the "Arrpdenspannung and thus a corresponding ■ eheode increase of the anode current. The condition necessary to meet this requirement, namely that the changes in the anode current are proportional to the changes in voltage, must be met when the electron tube is operated as an amplifier, since the straight part of the characteristic curve is used here.

Bei Mehrsystemröhren oder Mehrfachröhren kann diese Regel ohne weiteres Anwendung finden, wenn die verschiedenen Kathoden parallel geschaltet sind. Man legt für den Anschluß des Gitters und für die Schließung des Anodenkreises die elektrische Mitte durch mittlere Anzapfung des Potentiometers fest. In sehr vielen Fällen ist es aber nicht ratsam, die Kathoden verschiedener Systeme einander parallel zu schalten, insbesondere ist .-es dann nicht empfehlenswert, wenn die Kathoden vollständig andersartig sind und die einen beispielsweise zu einem Endverstärker, die anderen zum Spannungsverstärker gehören. In diesem Falle wären nämlich besondere Widerstände zur Stromverteilung notwendig, da die Widerstände der parallel zu schaltenden Kathoden mit Rücksicht auf Konstruktionsdaten nicht beliebig verändert werden können. - - . . -In the case of multi-system tubes or multiple tubes, this rule can be used without further ado when the different cathodes are connected in parallel. One sets for the connection of the grid and for the closure of the anode circuit the electrical center by tapping the potentiometer in the middle fixed. In many cases it is not advisable to use the cathodes of different systems to connect each other in parallel, in particular. It is not recommended if the cathodes are completely different and some of them, for example, become a power amplifier, the others belong to the voltage booster. In this case they would be special Resistors for power distribution necessary because the resistances of the parallel to switching cathodes cannot be changed arbitrarily with regard to construction data can. - -. . -

Werden nun zwei oder mehrere Kathoden in Serie geschaltet und soll an den beiden Enden eines derartigen Heizkreises die äußere Wechselstromquelle beispielsweise über einen Transformator angeschlossen werden, so kann man die elektrische Mitte fürIf two or more cathodes are now connected in series and should be connected to the two At the ends of such a heating circuit, the external alternating current source can be connected, for example via a transformer, so you can use the electrical center for

jede einzelne Kathode nicht mehr durch einen einzigen Angriff an der Transformatorwicklung bzw. an dem parallel geschalteten Potentiometer festlegen. Aus diesem Grunde war es auch bisher unmöglich, bei derartigen Röhren mit Wechselstrom geheizten Kathoden Heiztöne und Anodentöne zu vermeiden. Der Gegenstand der Erfindung befaßt sich nun mit einer Abhilfe dieser Übelstände.every single cathode is no longer caused by a single attack on the transformer winding or set on the potentiometer connected in parallel. For this reason it was It has also hitherto been impossible to use cathodes heated by alternating current in such tubes Avoid heating tones and anode tones. The object of the invention is now concerned with a remedy for these deficiencies.

ίο Erfindungsgemäß werden bei zwei und noch mehr Kathoden die elektrischen Mitten derart fixiert, daß für sämtliche Systeme eine einzige Anodenbatterie und eine einzige Gitterspannungsbatterie notwendig ist. Dazu werden erfindungsgemäß die Kathoden für die einzelnen Systeme derart in Serie geschaltet, daß ausgehend von den beiden an die äußere Stromquelle angeschlossenen Enden der Heizleitung je eine zu einem Elektrodensystem gehörige Kathodenhälfte in möglichst gleichem Abstand voneinander folgt. Eine derartige Anordnung wird beispielsweise schematisch in Abb. 1 gezeigt. Dort ist 11 das Potentiometer, das aus einem Ohmschen Widerstand besteht. An Stelle eines solchen in der Mitte angezapften Ohmschen Widerstandes können auch zwei gleich große Widerstände Verwendung finden. Ferner steht nichts im Wege, statt Ohmscher Widerstände für das Potentiometer Kondensatoren, beispielsweise einen Differentialkondensator oder zwei einzelne gleich große Kondensatoren, zu benutzen. ίο According to the invention, two and more more cathodes fixes the electrical centers in such a way that a single one for all systems Anode battery and a single grid voltage battery is necessary. To be according to the invention, the cathodes for the individual systems are connected in series in such a way that that starting from the two ends of the heating cable connected to the external power source one cathode half belonging to an electrode system follows at the same distance from one another as possible. Such a one Arrangement is shown schematically in Fig. 1, for example. There is 11 the potentiometer, which consists of an ohmic resistance. Instead of one in the The middle of the tapped ohmic resistance can also have two resistances of the same size Find use. Furthermore, nothing stands in the way, instead of ohmic resistances for that Potentiometer capacitors, for example a differential capacitor or two individual ones capacitors of the same size should be used.

An die Enden des Potentiometers sind nun die beiden Hälften der Kathode 2 angeschlossen, die ihrerseits miteinander durch die Kathode 1 verbunden sind.The two halves of the cathode 2 are now connected to the ends of the potentiometer, which in turn are connected to one another by the cathode 1.

Wenn nun das Potentiometer 11 genau in der Mitte angezapft ist und an dieser An-Zapfstelle der äußere Anoden- und Gitterkreis . geschlossen werden, so wird nicht nur die elektrische Mitte der Kathode 1 genau festgelegt und ein Heizton bzw. Anodenton in diesem System beseitigt, sondern es werden auch die elektrischen Mitten der Kathodenhälften 2, 2 festgelegt und in derselben Weise die störenden Nebentöne beseitigt. Zu diesem Zweck ist notwendig und hinreichend, daß die beiden Kathodenhälften 2, 2 denselben Elektrodensystemen zugeordnet sind. Dies ist aus Abb. 2 ersichtlich. Dort ist 1 die Kathode eines Elektrodensystems, beispielsweise des Spannungsverstärkersystems bei ■einer Mehrfachröhre; 2, 2 sind die beiden Hälften der Kathode der Endverstärkerstufen. Das zur Kathode 1 gehörige Elektrodensystem besteht aus dem Gitter 3 und der Anode 5, während zu den beiden Kathodenhälften 2,2 das Elektrodensystem mit dem Gitter 4 und der Anode 6 gehört.If now the potentiometer 11 is exactly in the center is tapped and at this tap the outer anode and grid circle . are closed, so not only the electrical center of the cathode 1 is precisely determined and a heating tone or anode tone is eliminated in this system, but the electrical centers of the cathode halves are also removed 2, 2 and eliminated the annoying secondary tones in the same way. To this Purpose is necessary and sufficient that the two cathode halves 2, 2 are the same Electrode systems are assigned. This can be seen from Fig. 2. There is 1 die Cathode of an electrode system, for example the voltage amplifier system ■ a multiple tube; 2, 2 are the two halves of the cathode of the power amplifier stages. The electrode system belonging to the cathode 1 consists of the grid 3 and the Anode 5, while the electrode system with the two cathode halves 2.2 Grid 4 and the anode 6 belongs.

Wenn die beiden Zweige der Heizleitung dieselben Widerstände besitzen, so besitzt die Mitte der Kathode 1 dasselbe Potential wie die Mitte des Potentiometers 11. Eine an das Potentiometer 11 angelegte Wechselspannung erzeugt also in einem bestimmten Moment andern einen Ende ein Potential, das beispielsweise um ebensoviel höher ist als das Potential am anderen Ende. Schreitet man nun von beiden Enden des Potentiometers 11 auf beiden Zweigen gleich schnell zur Mitte vor, so erhält man immer einander zugeordnete Paare von Punkten entgegengesetzt gleichen Potentials. Solche Punkte sind beispielsweise die beiden unteren Enden der Kathodenhälften 2, 2. Entsprechend den oben gegebenen Erläuterungen erhält man also bei den beiden Kathodenhälften 2, 2 dieselben Verhältnisse wie bei der Kathode 1 wie überhaupt bei jeder in der Mitte geschalteten Kathode. In jedem Moment erhält man nämlich trotz Wechselpotential an dem Potentiometer 11 keine Fluktuation des Emissionsstromes, sondern nur gemäß der Potentialverteilung eine andere Verteilung der Elektronenwolke längs der Kathode. Wenn beispielsweise in einem bestimmten Moment an dem unteren ■ Ende der linken Kathodenhälfte das Potential um einen bestimmten Betrag höher und die Steuerspannung im selben Maße niedriger ist, so ist in demselben Moment um den gleichen Betrag das Potential am unteren Ende der rechten Kathodenhälfte 2 niedriger und die Steuerspannung höher, so daß die Gesamtheit der gesteuerten Elektronen gleichbleibt. An Stelle der Potentiometermitte kann auch — unter Fortfall des Potentiometers — die Mitte der Zentralkathode als Ansatzpunkt der Anoden- bzw. Gitterkreise genommen werden.If the two branches of the heating cable have the same resistances, then the The center of the cathode 1 has the same potential as the center of the potentiometer 11. One to the The alternating voltage applied to the potentiometer 11 thus generates another at a certain moment one end has a potential that is, for example, just as much higher than the potential on the other end. If you now step up from both ends of the potentiometer 11 two branches at the same speed towards the middle, you always get one that is assigned to one another Pairs of points of opposite equal potential. Such points are for example the two lower ends of the cathode halves 2, 2. Corresponding to those given above Explanations are thus obtained for the two cathode halves 2, 2, the same relationships as with the cathode 1 as with every cathode connected in the middle. In any moment, despite the alternating potential, you get on the potentiometer 11 no fluctuation of the emission current, but only according to the potential distribution a different distribution of the electron cloud along the cathode. For example, if in a certain moment at the lower ■ end of the left half of the cathode the potential higher by a certain amount and the control voltage is lower by the same amount, so at the same moment by the same amount the potential is at the lower end of the right cathode half 2 lower and the control voltage higher, so that the whole of the controlled electrons remains the same. Instead of the middle of the potentiometer, - omitting the potentiometer - the center of the central cathode as the starting point of the Anode or grid circles are taken.

Da die Festlegung der elektrischen Mitte für die mittlere Kathode, also die Kathode 1, nach dem Ausführungsbeispiel von Abb. 1 und Abb. 2 am genauesten möglich ist, so wird die Anordnung zweckmäßig so getroffen, daß ,die empfindlichste Kathode in die Mitte gelegt wird. Bei einem aus mehreren Kaskaden bestehenden Verstärker ist die empfindlichste Verstärkerstufe stets die erste Kaskade, so daß also die Kathode dieses Elektrodensystems in die Mitte des Heizkreises gelegt wird und nach Maßgabe der Reihenfolge der Kaskaden in derselben Reihenfolge von der Mitte aus in jedem Zweige die Kathodenhälften aufeinanderfolgen.Since the definition of the electrical center for the middle cathode, i.e. cathode 1, is most precisely possible according to the embodiment of Fig. 1 and Fig. 2, so the arrangement is expediently made so that, the most sensitive cathode in the middle is placed. In the case of an amplifier consisting of several cascades, the most sensitive is Amplifier stage always the first cascade, so that the cathode of this electrode system is in the middle of the heating circuit is laid and in accordance with the order of the cascades in the same order The cathode halves follow one another in each branch from the middle.

Mit dieser Anordnung wird auch noch ein anderer großer Vorteil erzielt. Sie trägt nämlich demverschiedenartigenHeizleistungsverbrauch bei Kaskadenverstärkern mit verschiedenartigen Elektrodensystemen weitgehend Rechnung. Besteht nämlich eine solche aus Spannungsverstärkerstufen und einer Endverstärkerstufe, so erweist sichAnother great advantage is also achieved with this arrangement. she wears namely the various heating power consumption in the case of cascade amplifiers with different types of electrode systems, this is largely accounted for. There is one those made up of voltage amplifier stages and a final amplifier stage, it turns out

für letztere im allgemeinen eine größere Anzahl von parallel geschalteten Fäden als notwendig. Mit der erfindungsgemäßen Schaltung erhält man eine Unterteilung in zwei Fäden ganz von selbst. Für die beiden Kathodenhälften 2, 2 nach Abb. 2 und 3 wird man allgemein lange dünne Fäden wählen, so daß man zwischen den Enden dieser Kathoden einen großen Spannungsabfall bekommt und bei gegebenem Strom somit eine große Leistung. Die Kathode ι für das Spannungsverstärkersystem kann aus einem einzigen, und zwar vorzugsweise dicken und kurzen Faden bestehen.for the latter generally a larger number of threads connected in parallel than necessary. With the circuit according to the invention, a subdivision into two threads is obtained quite automatically. For the two cathode halves 2, 2 according to Fig. 2 and 3 one is generally long and thin Choose threads so that there is a large voltage drop between the ends of these cathodes gets and with a given current a great performance. The cathode ι for the voltage amplifier system can consist of a single, preferably thick and short thread.

Im übrigen kann der Faden 1 auch beispielsweise V-förmig ausgebildet und an den mittleren Punkten an einer Feder aufgehängt werden. Ferner steht nichts im Wege*, die beiden Kathodenhälften ihrerseits wieder in mehrere parallel geschaltete Fäden, beispielsweise zwei, drei, vier oder noch mehr, zu unterteilen.In addition, the thread 1 can also, for example, be V-shaped and attached to the central points are suspended from a spring. Furthermore, nothing stands in the way *, the both cathode halves in turn into several parallel-connected threads, for example two, three, four or even more to subdivide.

Außerdem ist die Erfindung keineswegs auf die Serienschaltung von zwei Kathoden beschränkt. Es können ebensogut drei und noch mehr Kathoden in der erfindungsgemäßen Weise hintereinandergeschaltet werden. So wird als weiteres Ausführungsbeispiel in Abb. 3 die Anordnung bei dnei Elektrodensystemen. gezeigt. ,Die Kathode α des Elektrodensystems I ist in der Mitte des Heizkreises angeordnet. Von der Mitte aus folgen die beiden Hälften δ amid c des Elektrodensystems II und hierauf die beiden Kathodenhälften d und e des Elektrodensystems III. Diese sind direkt an den beiden Enden f und g des Potentiometers 11 angeschlossen. Gemäß der Erfindung geht der Heizkreis von f über d nach b bis zur Mitte von o.In addition, the invention is in no way restricted to the series connection of two cathodes. Three or even more cathodes can just as well be connected in series in the manner according to the invention. Thus, as a further embodiment in Fig. 3, the arrangement in the case of two electrode systems. shown. The cathode α of the electrode system I is arranged in the middle of the heating circuit. The two halves δ amid c of the electrode system II and then the two cathode halves d and e of the electrode system III follow from the middle. These are connected directly to the two ends f and g of the potentiometer 11. According to the invention, the heating circuit goes from f via d to b to the middle of o.

Dies ist der eine Zweig des Heizkreises; der andere Zweig geht von der Mitte von a über c und e nach g. This is one branch of the heating circuit; the other branch goes from the middle of a via c and e to g.

Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Anordnung auch beim Betrieb von in Serie geschalteten Kathoden aus Gleichstromnetzen Anwendung finden.Of course, the arrangement according to the invention can also be used when operating cathodes connected in series from direct current networks are used.

Claims

Patent claims:

1. Switching method for directly heated from AC networks, connected in series Hot cathodes of electron tubes, characterized in that the Cathodes of all or part of the electrode systems are divided into two halves and the halves belonging to each electrode system are symmetrical arranged to the electrical center of the heating circuit, and that the anode and grid circuits of the individual electrode systems on the cathode side are brought to the potential of the electrical center of the heating circuit (neutral point).

2. Circuit according to claim 1, in particular for multiple tubes, with a or several voltage amplifier stages and one final amplifier stage, characterized in that that the amplifier stage for the most sensitive electrode system (first voltage amplifier stage) is in the middle the series-connected cathodes is arranged.

3. A circuit according to claim 2, characterized in that each cathode half for the power amplifier system consists of several threads connected in parallel, while the cathode for the first voltage amplifier system consists of a single filament.

1 sheet of drawings