DE637985C - Verfahren zur Verhinderung von Frequenzschwankungen infolge Spannungsaenderungen der Anodenspeisequelle bei Roehrengeneratoren - Google Patents

Description

Es sind Einrichtungen und Schaltungsanordnungen bekannt, bei welchen das Auftreten von Frequenzschwankungen bei Änderungen der zugeführten Spannungen verhindert wird. Demgegenüber bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Verhinderung von Frequenzschwankungen infolge Spannungsänderungen der Anodenspeisequelle bei Röhrengeneratoren mit vier Elektroden, wovon eine als Kathode, eine als Gitter und zwei als Anoden wirken, wobei die Frequenz-' Schwankungen dadurch verhindert werden, daß den beiden Anoden der Spannungsquelle entnommene Potentiale aufgedrückt werden, die in einem solchen Verhältnis zueinander eingestellt werden, daß die bei Spannungsschwankungen in entgegengesetztem Sinne entstehenden Frequenzänderungen sich ausgleichen.

Eine vorteilhafte Weiterentwicklung des Erfindungsgiedankens besteht darin, daß die Anoden über ein Potentiometer an die Spannungsquelle gelegt sind. Die eine der beiden Anoden kann gitterförmig ausgebildet werden, und es ist möglich, bei einer der bekannten Vier-Elektroden-Röhren das Verfahren gemäß dem Erfindungsgedanken anzuwenden.

Bei ieiner Ausführungsform des Erfindungsgedankens wird die eine der beiden Anoden mit der Kathode und dem Steuergitter über einen Stromkreis verbunden, der mit die Frequenz bestimmenden Einrichtungen — Resonanzkreisen oder Piezokristallsteuerungen — versehen ist, während die andere Anode mit der Kathode über einen weiteren Stromkreis· in Verbindung steht, in welchem Mittel zum Übertragen der Schwingungsenergie vorgesehen sind.

Durch eine solche Schaltung wird eine praktisch vollständige Entkopplung von schwingungserzeugendem und Ausgangsteil der Schaltungsanordnung erzielt, da die Kopplung ausschließlich über den gemeinsamen Elektrodenstrom in der Röhre erfolgt. Daher haben Änderungen der Arbeitsbedingungen im Ausgangsteil, ζ. B. hervorgerufen . durch Belastungsänderungen, praktisch keine Rückwirkungen auf den Schwingungserzeugenden Teil zur Folge, so daß trotz dieser Änderungen die Frequenz der erzeugten Schwingungen praktisch konstant bleibt.

Die Spannungsänderungen, deren Auswirkungen erfindungsgemäß verringert werden sollen, können durch vorübergehende Schwankungen einer im allgemeinen spannungskon-

stallten Stromquelle verursacht werden oder durch allmähliches Absinken der Spannung (z. B. einer die Anodenspannung liefernden Batterie). Im letzteren Falle können diß'i Anoden über Anzapfstellen der Batterie Ja)., Spannung gelegt werden, und zwar die Α¥&' gangsanode an die höhere, die Schwingung^/·, erzeugeranode an eine niedrigere Spannung. Da an dem allmählichen Absinken der Batteriespannung die einzelnen Zellen im allgemeinen in gleicher Weise beteiligt sind, nehmen die Anodenspannungen verhältnisgleich ab, so· daß auch bei direktem Anschluß an die Batterie die dem Erfindungsgedanken 'eigentümliche Verbesserung erzielt werden kann. Bei Potentiometersehaltuing bleibt natürlich (bei gleicher Potentiometer-Stellung) das Verhältnis zwischen Anodenspannungen und Spannungsquelle stets konstant.

An Hand der Zeichnung soll nunmehr ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens erläutert werden. Abb. 1 zeigt eine Schaltungsanardnung, deren grundsätzliche Wirkungsweise aus dem Schaubild nach Abb. 2 hervorgeht, während das Schaubild nach Abb. 3 die praktisch gemessenen Ergebnisse wiedergibt.

Die Schaltungsanordnung nach Abb. 1 dient zur Erzeugung von Hoehfrequenzschwingun-.gen und besitzt eine Elektronenröhre mit einer Kathode 1, einem Steuergitter 2, einer inneren Anode 3 und leiner äußeren Anode 4. Der Resonanzkreis 5, der im wesentlichen die Frequenz der Schwingung bestimmt, enthält die veränderliche Kapazität 6 (die als Spannungsteiler mit Mittelabgriff ausgebildet ist) und eine Induktivität 7. Der Kondensator 6 besitzt zwei Plattengruppen 6", 6^b, die kapazitiv mit einer dritten, mittleren Plattengruppe 6^C gekoppelt sind. Ein Blockkondensator 8 und der Ableitungswiderstand 9 sind in der dargestellten Weise verbunden. Bei 10 ist eine Ausgleichskapazität angedeutet. Die Batterie 11 ,dient zur Heizung der Kathode, während der Batterie 12 die Spannungen für die innere und äußere Anode entnommen werden, die über die Gleitkontakte 18, 19 des Potentiometers 13 abgegriffen werden können. Der eine Pol der Batterie 12 ist mit dem einen Ende des Potentiometers fest, der andere Pol über den Gleitkontakt 20 mit der anderen Potentiometerseite veränderlich verbunden. Als' Spannungsquelle kann offenbar ein Gleich- oder Wechselstromerzeuger dienen. 14 und 15 sind Wechselstromwiderstände beliebiger Art, vorteilhaft Induktivitäten. Parallel zu den der inneren und äußeren Anode 3 bzw. 4 zugeordneten Zuführungs-Stromkreisen sind Überbrückungskapazitäten 16 vorgesehen. Die Ausgangsleistung der Schaltungsanordnung nach Abb. 1 kann auf einen Arbeitsstromkreis übertragen werden, und zwar dadurch, daß dieser Kreis mit dem |^bstimmbaren Schwingungskreis 5 oder den

Wechselstromwiderständen 14 oder 15 ver- ·■ bunden oder gekoppelt wird. '.-." Wirkt der Elektronenfluß eines beliebigen ElektronenrohrschwingungskreisesaufeinHilfselement, beispielsweise die äußere Anode 4, ein und wird diese mit einef Spannungsquelle, zweckmäßig über einen Wechselstromwiderstand 15, verbunden, so kann die Schwingungsfrequenz innerhalb weiter Grenzen durch Änderung der diesem Hilfselement zugeführten Spannung geändert werden. Es hat sich ergeben, daß der Wert der Frequenzänderung, welcher einer gegebenen Spannungsänderung des Hilfselementes entspricht, sowie die Richtungsänderung der Frequenz, d. h. ob die Frequenz mit größer werdender Spannung des Hilfselementes steigt oder fällt, eine Funktion der den anderen Röhrenelementen zugeführten Spannungen ist sowie der Spannung des Hilfselementes und seiner Anordnung mit Bezug auf die anderen Elemente der Vorrichtung. Diese Wirkung kann mit großem praktischem Vorteil bei ElektronenröhrenS'Chwingungskreisen ausgenutzt werden.

Abb. 2 zeigt, wie die Frequenzänderung, die durch die Änderung der Spannung eines mit dem Elektronenfluß eines Elektronenrohrs chwingungskreis es zusammenarbeitenden Hilfselementes hervorgerufen wird, ausgenutzt werden kann. Die Ordinaten entsprechen den Frequenzänderungen (in Perioden) oberhalb und unterhalb einer gegebenen Frequenz, auf welche ein Stromkreis der in Abb. 1 gezeigten Art ursprünglich eingestellt werden kann. Die durch die Kurven gemäß Abb. 2 wiedergegebenen Frequenzänderungen sind diejenigen, welche sich aus der Änderung der Schieberstellungen 18, 19 und 20 am Potentiometer 13 gemäß Abb. 1 ergeben. Diese Frequenzänderungen sind daher das unmittelbare Ergebnis der Spannungsände-' rangen der inneren und äußeren Anode, und zwar bezogen auf die ursprünglich eingestellten Werte, welche in Abb. 2 durch 18«, 1 g." und 2o^a wiedergegeben sind.

Bei geeigneter Auswahl der ursprünglich eingestellten Spannungen für die innere und äußere Anode hat sich ergeben, daß durch Änderung der Anzapfung 18 unter, gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Lage der Anzapfungen 19 und 20 die Frequenz, mit welcher der Stromkreis gemäß Abb. 1 schwingt, entsprechend der Kurve i8* sich ändert und daß, wenn die Anzapfung 19 verändert wird, während die Lage der Anzapfungen 18 und 20 iao unverändert bleibt, die Frequenz sich entsprechend der Kurve 19⁶ ändert. Es ist er-

sichtlich, daß die Kurven 18* und ig^b im umgekehrten Sinne geneigt sind, wobei die Neigungswinkel dieser Kurven an den Kreuzungsstellen der der Nullfrequenz entsprechenden Achse in weiten Grenzen durch geeignete Auswahl der ursprünglich eingestellten, den Punkten i8^a und 19" entsprechenden Spannungen verändert werden können. Erfolgt die Auswahl der ursprünglich eingestellten Spannungen derart, daß die Neigungswinkel an den Punkten 18^S und ι g^a genau gleich und einander entgegengesetzt gerichtet sind, so kann offenbar keine wesentliche Frequenzänderung eintreten, wenn man die Anzapfung 20 nach Abb. 1 innerhalb ziemlich weiter Grenzen verändert. Es ergibt sich daher, daß man, um Frequenzänderungen infolge von z. B. vorübergehenden Spannungsänderungen an der Anode bei Vakuumrohr- schwingungsvorrichtungen der mit zwei Anoden versehenen Art zu vermeiden, die Anodenspannungen derart auswählen muß, daß die Tangenten i8^e und I9^C gleich und entgegengesetzt geneigt sind.

Abb. 3 zeigt die beobachteten Ergebnisse einer praktischen Anwendung der im vorhergehenden Absatz entwickelten Grundsätze. Die Kurven 18^d, 1 g^d und 20^ von Abb. 3 zeigen die tatsächlichen Änderungen der Schwingungsfrequenz des Stromkreises gemäß Abb. ι infolge der Verstellung der Gleitkontakte 18, 19 und 20. Die Gesamtausgleichswirkung wird durch die Kurve 2o^e dargestellt. Der Resonanzstr<omkreis 5 wird auf eine bestimmte Frequenz eingestellt, und zwar durch Änderung der räumlichen Anordnung der mittleren Plattengruppe 6^C relativ zu den Plattengruppen 6" und 6^b. Nachdem einmal die bestimmte Frequenz eingestellt worden ist, wird die betreffende. Stellung der veränderlichen Kapazität 6 fixiert, und bei dieser Stellung arbeiten die Stromkreise derart, daß sie Schwingungen der gewünschten Frequenz erzeugen, und zwar unabhängig von den Änderungen oder Schwankungen der der inneren und äußeren Anode zugeführten Spannung.

An der Schaltungsanordnung nach Abb. 1 ausgeführte Messungen zeigen bei einer Frequenz von 4 500 000 eine Frequenzänderung yon nur vier Perioden bei einer 2 5prozen-"tSgön Änderung der Spannung an der Battgjie 12. Diese Frequenzänderung beläuft sich auf weniger als 0,0001 0/0 bei einer 2 5prozentigen Änderung der zugeführten Anodenspannung und erweist die durch die Verwendung des Erfindungsgegenstandes zu erzielende erhebliche Verbesserung, wodurch ein hoher Grad der Genauigkeit bezüglich der Aufrechterhaltung der Frequenz bei Vakuumrohrschwingkreisen erzielt wird. Da Frequenzändefungen bei derartigen Stromkreisen infolge von Änderungen der Anodenspannung eine häufige Störungsursache, besonders bei Stromkreisen der selbstschwingenden Art und dort, wo die genaue Aufrechterhaltung der Schwingung wesentlich ist, sind, kann die Erfindung auf vielen Gebieten mit erheblichem Erfolg Verwendung finden.

Daß die Schaltungsanordnung nach Abb. 1 nur eine der vielen Formen von Elektronenrohrstromkr.eisen verkörpert, für welche die vorliegende Erfindung geeignet ist, geht schon daraus hervor, daß diese bei allen üblichen Arten von Elektronenrohrschwingungskreisen Anwendung finden kann, und zwar mit Ein-Schluß derjenigen, bei welchen piezoelektrische Kristalle benutzt werden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verhinderung von Frequenzschwankungen infolge Spannungsänderungen der Anodenspeisequelle bei Röhrengeneratoren mit vier Elektroden, wovon 'eine als Kathode, eine als Gitter und zwei als Anoden wirken, dadurch gekennzeichnet, daß den beiden Anoden (3, 4) der Spannungsquelle entnommene Potentiale aufgedrückt werden, die in ■einem solchen Verhältnis zueinander eingestellt werden, daß die bei Spannungs-Schwankungen in entgegengesetztem Sinne entstehenden Frequenzänderungen sich ausgleichen.

2. Schaltanordnung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anoden (3, 4) über ein Potentiometer an die Spannungsquelle gelegt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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