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Vorrichtung zur Kopplung der hochfrequenten Schwingungskreise zweier
Verstärkerstufen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kopplung der hochfrequenten
Schwingungskreise zweier Verstärkerstufen mittels einer Glimmentladungsstrecke.
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Bei den bisher bekannten, eine Glimmentladestrecke benutzenden Kopplungsgliedern
werden die Eigenschaften der Entladestrecke, nämlich der hohe Gleichstromwiderstand
und der bei hohen Frequenzschwingungen praktisch auf Null sinkende Wechselstromwiderstand,
in der Weise ;ausgenutzt, daß die Glimmlampe fast den ganzen Gleichspannungsabfall
zwischen den Stufen übernimmt, ohne einen merklichen Widerstand für die zu übertragenden
Wechselströme zu bilden. Da jedoch in der bekannten Vorrichtung die Entladestrecke
von dem Signalstrom selbst erzeugt wird, ändert sich mit der Stärke der Signalströme
auch die Leitfähigkeit der Entladestrecke und damit dieWirkung des Kopplungsgliedes.
Die Entladeelektroden besitzen außerdem eine bedeutende elektrostatische und elektromagnetische
Kopplung, so daß der Energiefluß durch die vorhandene Reaktanz begrenzt wird.
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Gemäß der Erfindung sind in der fremdgespeisten Gleichstromentladungsstrecke
zwei besondere, die Entladung nicht behindernde Kopplungselektroden vorgesehen,
von denen die eine mit der Anode der ersten, die andere mit dem Gitter der zweiten
Röhre verbunden ist. Zwecks Regelung der Selektivität sind Mittel zur Veränderung
der die Entladungsstrecke speisenden Gleichspannung vorgesehen. Die Kopplungselektroden
sind derartig ausgebildet, daß ihre gegenseitige kapazitive oder induktive Beeinflussung
möglichst klein wird und vernachlässigt werden kann.
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Der einzige Widerstand für den durch die Vorrichtung fließenden Strom
ist der Ohmsche Widerstand, der, obwohl er immer bis zu einem gewissen Grad vorhanden
ist, auf ein Minimum gebracht werden kann. Gemäß der Erfindung ist die Leitfähigkeit
zwischen den Kreisen veränderlich, so daß die Selektivität der Schaltung wirksam
beeinflußt werden kann.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. Es ist: Fig. r eine Gruppe von Resonanzkurven, die die Wirkung einer
Änderung' der Reaktanz zwischen Schwingungskreisen in Übereinstimmung mit bekannten
Verfahren zeigt, Fig.-a, g und 4 je eine Resonanzkurve mit verschiedenem Frequenzbereich
gemäß der Erfindung, Fig. 5 eine graphische Darstellung von der Wirkung der Widerstandänderung
zwischen den gemäß der Erfindung gekoppelten Stromkreisen, Fig.6 eine bevorzugte
Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes, Fig. 7 eine weitere Ausführungsform
und
Fig. 8 eine Schaltung -unter Verwendung der neuen Vorrichtung.
_ In Fig. i zeigt die Kurve a die mit einer üblichen Kopplung erzielten Bedingungen.
An dem Punkt der größten Amplitude ist das Signal auf ein enges Frequenzband von
z. B. i o kHz beschränkt. Das im unteren Teil der Kurve breitere Frequenzband, das
niedrigere Amplituden zeigt, ist unerwünscht, und es sind gewöhnlich weitere abgestimmte
Kreise notwendig, um die erforderliche Selektivität zu erzielen.
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Wenn in induktiv gekoppelten Kreisen die Kopplung zwischen der Primär-
und der Sekundärwicklung extrem lose gemacht wird, so wird die Reaktanz zwischen
den Stromkreisen erniedrigt, die Energieübertragung wird jedoch ungenügend, um eine
gute Übertragung der Signale sicherzustellen. Dieser Zustand ist durch Kurve b angedeutet.
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Wird die Reaktanz zwischen den Stromkreisen erhöht, z. B. durch feste
oder dichte Kopplung, so verbreitert sich das ausgestrahlte (oderempfangene Frequenzband,
und die Energieübertragung findet auch bei anderen Frequenzen als bei der erwünschten
statt. Dieser Zustand ist durch Kurve c dargestellt.
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Aus diesen Betrachtungen geht hervor, daß ohne Rücksicht auf die verlangte
Selektivität es wichtig ist, daß die Vorrichtung nur auf die gewünschte Welle anspricht.
Im Interesse der Einfachheit und Sparsamkeit ist es ferner wünschenswert, das verschiedene
Wellenbänder verfügbar sind, ohne komplizierte Einstellungen oder zusätzliche abgestimmte
Kreise.
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Obwohl die heutigen Rundfunkempfangsanforderungen gewöhnlich durch
einen Bereich von 1o kHz erfüllt werden, ist doch häufig :einte breitere Abstimmung
erwünscht, und andererseits sind auch Verwendungszwecke für eine viel schärfere
Abstimmung bekannt.
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Die Fig. 2, 3 und 4 zeigen graphisch verschiedene Grade der Selektivität,
die gemäß der Erfindung in einfacher Weise durch Regulierung des Stromes zwischen
den Elektroden erzielt werden. Ein Betrieb innerhalb des eingestellten Bandes zeigt
nicht die geringste Spur von Unstabilität.
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Gemäß der Erfindung kann irgendeine' Selektivität durch Regulierung
des durch die Kopplung fließenden Stromes eingestellt werden, wobei die kapazitive
und/oder induktive Widerstandskomponente zwischen den Stufen im wesentlichen gleich
Null ist. Die Kurve der Fig. 5 zeigt, daß die Selektivität direkt proportional dem
zwischen den Elektroden fließenden Strom ist.
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Die zur Ausführung der Erfindung benutzte Entladungsvorrichtung besitzt
keine Glühkathode und hat z. B. die Gestalt der in Fig. 6 dargestellten Röhre 1a,
die ein ionisierbares Gas enthält. Die Röhre enthält zwei die Entladung erzeugende
Elektroden 13 und 14 und zwei Kopplungselektroden 15 und 16. Alle diese Elektroden
können entlang der Achse der Röhre angeordnet sein, in welchem Falle die Elektroden
15 und 16 zweckmäßig Hohlzylinder oder Ringe sind, so daß der Entladungsweg zwischen
den Elektroden 13, 14 frei bleibt. Die Elektroden 13 und 14 können punktförmig sein,
denn es ist wichtig, daß die Anordnung dieser Elektroden so getroffen ist, daß eine
möglichst kleine elektrostatische Kopplung zwischen ihnen herrscht. Aus diesem Grunde
ist die Fläche der Entladungselektroden zweckmäßig klein, und die Elektroden haben
weiten Abstand.
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Die verschiedenen Elektrodenzuführungsleitungen enden in äußeren Ansätzen
i, um den Anschluß zu erleichtern.
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Die Vorrichtung der Fig. 7 ist in vielen Punkten der der Fig. 6 ähnlich.
Sie besitzt eine gasgefüllte Hülle 12d und ionisierende Elektroden 13d und 14a.
Die Kopplungselektroden sind .einander gegenüberliegende stiftförmige Teile, deren
Spitzen senkrecht zu der Entladungsstrecke liegen, so daß die elektrostatische Kopplung
vollkommen vernachlässigbar ist.
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Fig. 8 zeigt eine Kopplung, die gemäß der Erfindung in einen Rundfunkempfänger
eingebaut ist. Eine Antenne i ist mit einem Erdleiter 2 über einen Kopplungstransformator
3 verbunden, der eine Primärwicklung 4 und eine Sekundärwicklung 5 besitzt. Die
Enden der Sekundärwicklung 5, die von einem Abstimmkondensator 6 überbrückt sind,
sind mit der Steuerelektrode 7 und der Kathode 8 einer Glühkathodenröhre 9 verbunden.
Die Röhre 9 enthält einen Glühfaden 1o und eine Anode 1i außer den Eingangselektroden
7 und B. Eine Spannungsquelle, die durch Plus- und Minuszeichen angedeutet ist,
dient zum Betrieb der Anordnung. Die Kopplungsvorrichtung enthält eine Hülle 12,
die ein ionisierbares Medium, wie z. B. Neon, Argon, Quecksilber usw., unter geeignetem
Druck einschließt. Die .Elektroden 13 und 14 sind die ionisierenden Elektroden,
durch die das Gas oder der Dampf leitend gemacht wird - infolge der an der Spannungsquelle
17 abgenommenen Spannung. Die Elektroden 13 und 14 können, falls es erwünscht ist,
auch von der Hauptspannungsquelle der Schaltung mit Strom versorgt werden. Ein Rheostat
18 ist vorgesehen, um die Leitfähigkeit und hierdurch die Selektivität der ionisierten
Strecke, wie dies in Verbindung mit Fig. 5 erläutert ist, zu
ändern.
Die zu übertragende Energie wird von der ersten Stufe der Eingangselektrode 15 zugeführt,
wobei die Übertragung -nach der Ausgangselektrode 16 infolge der Leitfähigkeit des
ionisierten Mediums stattfindet. Die übertragene Energie kann einem zweiten abgestimmten
Kreis mit der Induktivität i9 und dem Kondensator ao zugeführt werden. Ein zweiter
Verstärker oder Detektor 2 i, ein Audionverstärker 2a und ein Ausgangsschaltelement
23 sind in der Schaltung vorgesehen. Die Größe sämtlicher Elektroden der Vorrichtung
12 und ihr Abstand ist so gewählt, daß die kapazitive und magnetische Kopplung verschwindend
gering ist. Es wird daher vorgezogen, daß die ionisierenden Elektroden und die Spannungsquelle
völlig voneinander getrennt sind und nicht mit dem Hochfrequenzweg in Verbindung
stehen, um die Wirkungen einer verteilten Kapazität und/oder Induktivität zu verhindern.
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Es sei darauf hingewiesen, daß die heute benutzten Rundfunkfrequenzen
eine Empfangseinheit mit einem Bereich von rokHz erfordern und daß heutige abgestimmte
Empfängersätze mindestens drei hochwirksame Stufen erfordern, um diese Selektivität
zu ergeben. Im Vergleich hierzu ist die Sparsamkeit und Einfachheit des vorliegenden
Verfahrens ohne weiteres einleuchtend.