DE589338C - Schaltungsanordnung fuer mit Wechselstrom geheizte Verstaerkerroehren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für mit Wechselstrom geheizte Verstärkerröhren.- Bei gewöhnlichen Verstärkerröhren,, deren Arbeitsbereich auf dem geraden Teil der Kennlinie liegt, kann man noch allenfals direkte Wechselstromspeisung anwenden, wenn man eine Mittelpunktanzapfung der Kathode vorsieht und diesen Punkt erdet. Bei einer Detektorröhre, die auf dem gekrümmten Teil der Kennlinie arbeitet, dagegen wird der Störton so stark, daß hier Wechselstromspeisung praktisch unmöglich - wird.

Für das Auftreten des Wechselstromtones (Netzbrumm) sind dabei im wesentlichen drei Faktoren maßgebend: der erste ist ein. Temperatureffekt, der zweite (der sogenannte Spannungseffekt) ein elektrischer Effekt und der dritte ein magnetischer Effekt.

Der Temperatureffekt besteht darin, daß wegen des in seiner Stärke periodisch schwankenden Heizstromes die Fadentemperatur und damit auch die Emission der Glühkathode periodisch schwankt. Hierdurch sind periodische Schwankungen des Anodenstromes bejdingt.' Dieser Störeffekt kann dadurch unterdrückt werden, daß der Glühfaden betriebsmäßig auf einer Temperatur gehalten wird, bei welcher der Sättigungsstrom der Kathode weit größer ist als der bei der angelegten Heizspannung tatsächlich auftretende Betriebsstrom. 'Eine andere Möglichkeit besteht in der Verwendung von Glühfäden großer Masse und Wärmeträgheit, so daß die Fadentemperatur nicht den Stromschwankungen folgt. Vom Temperatureffekt soll im folgenden nicht die Rede sein.

Der Spannungseffekt bewirkt, daß sich dem Anodengleichstrom ein Wechselstrom überlagert, der ebenso wie der durch den Temperatureffekt bedingte Störton die doppelte Frequenz des Speisestromes hat. Er entsteht bekanntlich dadurch, daß jedes Fadenende in jeder Periode einmal eine positive und einmal eine negative Spannung gegen die Mitte des Glühfadens hat, während die Kathode im Augenblick des Durchgangs der Heizspannung durch Null äquipotentiell ist. Da die Beziehung zwischen Anodenstrom und der zwischen Faden und Anode herrschenden Spannung V nicht durch eine lineare Abhängigkeit, sondern durch das bekannte Langmuirsche F3/2-Gesetz gegeben ist, ist der Anodenstrom, wenn die Heizspannung durch Null geht und die ganze Kathode äquipotentiell ist, kleiner als der Emissionsstrom, der sich einstellt, wenn der Scheitelwert der Heizwechselspannung am Faden liegt; in

letzterem Fall erreicht der Anodenstroin seinen größten Wert. Zur Verminderung der Störungen durch den Spannungseffekt ist es' bekannt, Heizfäden mit möglichst geringem Spannungsabfall zu verwenden.

Der magnetische Effekt besteht, darin, daß der durch den Glühfaden fließende Wechselstrom ein periodisch sich änderndes magnetisches Feld erzeugt, das durch Beeinflussung to der Elektronenbahnen (Magnetroneffekt) eine Änderung des inneren Widerstandes der Röhre bewirkt; aus diesem Grunde ändert sich der Anodenstrom umgekehrt mit dem Heizstrom, d. h. wenn der Heizstrom in beiden Richtungen ein Maximum ist, ist der Anodenstrom ein Minimum; der Anodenstrom wird ein Maximum, wenn der Heizstrom durch Null geht. Man erkennt also, daß der Spannungseffekt und der magnetische Effekt ihren Einfluß auf den Anodenstrom in entgegengesetzter Phase ausüben.

Erfindungsgemäß wird der durch die Heizwechselspannung bedingte Spannungseffekt durch die magnetische Sperrwirkung eines konphas mit dem Heizstrom in geeigneter Stärke erregten, ungefähr senkrecht zur Elektronenbahn wirkenden Magnetfeldes kompensiert. Auf diese Weise läßt sich eine Röhre für Wechselstrombetrieb herstellen, welche beim normalen Gebrauch ein minimales Brummen ergibt.

Der Erfindungsgegenstand ist auf der Zeichnung in einer Abbildung schematisch dargestellt.

Es ist 10 die Röhre mit der Anode 11 und dem Gitter 12. Der lineare Heizfaden 13 ist an die Sekundärwicklung eines Transformators 14 angeschlossen, dessen Primärwicklung mit einer Wechselstromquelle, beispielsweise dem Lichtnetz, verbunden ist und der die Spannung derselben entsprechend herabsetzt. In Reihe mit dem Heizfaden 13 liegt eine Spule 15, die entweder außerhalb oder innerhalb der Röhre angeordnet ist und den magnetischen Effekt des Heizstromes ver-■ größert. Man erkennt, daß wegen der Reihenverbindung zwischen Heizfaden und Spule der Spulenstrom von dem Heizstrom abhängt; infolgedessen wirkt das durch die Spule erzeugte magnetische Feld in gleicher Phase auf den Elektronenstrom ein wie der im Faden fließende Heizstrom. Durch geeignete Bemessung und Anordnung dieser Spule 15 kann man die Größe des magnetischen Feldes so einstellen, daß sich der magnetische Effekt und der Spannungseffekt aufheben und die von dem Wechselstrom herrührenden Schwankungen des Anodenstromes auf ein Minimum herabgesetzt werden.

Bei der Ausführungsform gemäß der Abbildung kann die Stärke des magnetischen Feldes dadurch geändert werden, daß der Abstand der Spule von dem Elektrodensystem oder die Anzahl der Windungen der Spule geändert wird.

Versuche haben ergeben, daß man einen passenden Wert des in dem Raum zwischen Anode und Faden wirksamen magnetischen Feldes durch eine geeignete Bemessung des Heizfadens erreichen kann, ohne zu besonderen Spulen greifen zu müssen. Hierbei ist der Widerstand des Fadens maßgebend, da die Spannungsänderung am Faden den Spannungseffekt und die Stromänderung den magnetischen Effekt erzeugt.

Die richtige Bemessung des Heizfadens ergibt sich auf folgende Weise:

Bei gegebener Konstruktion von Gitter und Anode lege man an den Faden eine niedrige Spannung von etwa 1 Volt und verbinde die Röhre mit einer Vorrichtung, die das Auftreten eines Stromes von der doppelten Frequenz im Anodenkreis zu beobachten gestattet. Darauf schließe man die Gitter- und Anodenspannungsquelle an die Mitte eines den Heizfaden überbrückenden Potentiometers an und stelle die Gitter- und Anodenspannung so· ein, daß der Arbeitspunkt in den steilsten Teil der Gitterspannungs-Anodenstrom-Kennlinie fällt, wodurch der Spannungseffekt vernachlässigbar klein gemacht wird. Nun vergrößere man die negative Gittervorspannung allmählich, bis das Brummen oder der Strom von der doppelten Netzfrequenz ein Minimum wird. Wenn das Minimum auftritt, bevor die gewünschte Arbeitsvorspannung erreicht ist, ist die Fadenkonstruktion so, daß unter den verlangten Arbeitsbedingungen der Spannungseffekt überwiegt. Dann wird der Faden durch einen ido anderen ersetzt, der bei denselben Abmessungen einen kleineren Widerstand hat, oder durch einen Faden aus demselben Draht und von geringerer aktiver Länge oder durch irgendeinen Faden, bei dem der Spannungseffekt kleiner im Verhältnis zum magnetischen Effekt ist.

Ausführungsbeispiel für eine Röhre der Type 201-A: Der Widerstand des Fadens wird auf ungefähr 1,5 Ohm erniedrigt; der Faden ist mit Oxyd bekleidet, so daß auch bei Spannungen unter 1,5 Volt eine hinreichende Elektronenemission vorhanden ist. Der Kerndraht besitzt einen rechteckigen Querschnitt und eine Länge von 50 mm und ist in Form eines umgekehrten V gebogen.

Claims (3)

1. pAtENTANSPRÜCHE:

   i. Schaltungsanordnung für mit Wechselstrom geheizte Verstärkerröhren, deren Anodenkreis an den Spannungsmittelpunkt der an der Kathode liegenden

   Wechselspannung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein konphas mit dem Heizwechselstrom erregtes, ungefähr senkrecht zur Elektronenbahn wirkendes Magnetfeld geeigneter Stärke vorgesehen ist, durch dessen magnetische Sperrwirkung der durch die Heizwechselspannung bedingte Spannungseffekt kompensiert wird.'
2. 2. Elektronenröhre für eine Schaltungsanordnung gemäß Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine vom Heizstrom konphas durchflossene Solenoidspule im Vakuumgefäß oder außerhalb derselben konaxial zum Heizfaden und zur Anode angeordnet ist, deren Feld die durch den Spannungseffekt bedingten Anodenstromschwankungen kompensiert.
3. 3. Elektronenröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizfaden einen großen Querschnitt und einen geringen Widerstand besitzt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen