DE643934C - Rueckgekoppelte Roehrenschaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine rückgekoppelte Röhrenschaltung unter Verwendung einer Schirmgitterröhre, deren Schirmgitterpotential höher ist als das Anodenpotential.
' Derartige Schaltungen weisen in bekannter Weise eine Dynatronwirkung, d. h. eine fallende Kennlinie des Anodenstromes auf und können zur Schwingungserzeugung verwendet werden. Die vorliegende Erfindung bezieht sich aber auf den Sonderfall, daß die Vorspannungen der Röhre derart gewählt sind, daß ein negativer Anodenstrom auftritt, und daß infolge dieses negativen Anodenstromes eine phasengleiche Rückkopplung von der Anode auf das Steuergitter der Röhre vorgenommen wird.

An Hand der Abbildungen soll die Erfindung näher beschrieben werden. In Abb. 1 ist der Anodenstrom I_p als Funktion der

Anodenspannung E₁, für zwei verschiedene Werte des Steuergitterpotentials aufgetragen, wobei das Schirmgitterpotential einen Wert besitzt, der höher ist als die höchste der in Abb. ι vorkommenden Anodenspannungen.

Man erkennt, daß der Anodenstrom mit wachsender Anodenspannung zunächst steigt, dann abfällt, negativ wird und schließlich wieder ansteigt. Das Gebiet zwischen dem Maximum und dem Minimum,der dargestellten Kurven stellt das Gebiet der Dynatronwirkung dar, d. h. in diesem Gebiet verhält sich die Röhre wie ein negativer Widerstand.. Weiterhin erkennt man, daß im Bereich des negativen Anodenstromes der absolute Wert des Anodenstromes wie bei einer gewöhnlichen Röhre durch das Steuergitterpotential gesteuert wird. Wird daher eine Röhre in Abb. 2 in der üblichen Weise mit einer Rückkopplung versehen und so vorgespannt, daß ein umgekehrter Anodenstrom fließt, so ergibt 4c sich, daß der Kopplungssinn zwischen der Rückkopplungsspule T und dem abgestimmten Kreis LC entgegengesetzt dem ist, der bei einer gewöhnlichen Röhre zum Zwecke der Schwingungserzeugung benötigt wird.

Bei der normalen Rückkopplung ist eine Phasenverschiebung von i8o° zwischen der Gitter- und Anodenspannung erforderlich, da einer Änderung der Gitterspannung im positiven Sinne ein Anwachsen des Anodenstromes und damit ein Absinken, d. h. Negativwerden der Anodenspannung entspricht. Demgegenüber verursacht ein Anwachsen der Steuergittervorspannung bei einer Röhre mit

negativem Anodenstrom, wie in Abb. 2, ein Anwachsen des negativen Anodenstromes und damit auch ein Anwachsen der Anodenspaty^ nung im positiven Sinne. Hierdurch w ermöglicht, die Anode phasengleich auf? Gitter rückzukoppeln und hierdurch Schw gungen zu erzeugen.

Da also die Wicklungsrichtung der beiden Spulen T und L in Abb. 2 dieselbe ist, können to sie auch durch eine einzige Spule wie in Abb. 3 ersetzt werden, wobei die Kopplung zwischen Anode und Gitter durch die Koppelkapazität C₁ hergestellt wird. In Abb. 3 bedeutet Z eine beliebige Impedanz, die bei '5 der Arbeitsfrequenz einen hohen Widerstand darstellt. Die Anodenspannung betrage beispielsweise -f- 40 Volt, die Schirmgitter vorspannung J- 90 Volt gegenüber der Kathode. In Abb. 4 liegt der Schwingungskreis LC statt im Gitterkreis im Anodenkreis, während im Gitterkreis eine Impedanz Z angeordnet ist. Die übrige Schaltung entspricht der Abb. 3. Die Impedanz Z im Gitterkreis ist vorteilhaft, da durch sie wie bei bekannten Oszillatorkreisen gleichzeitig eine Begrenzung des Gitterstromes vorgenommen wird.

Die Abb. 5 und 6 zeigen praktisch verwendbare Ausführungsformen der Abb. 4. Der Koppelkondensator C₁ ist veränderlich ausgeführt, und in die Gleichspannungszuleitungen zu dem Schirmgitter und der Anode sind (Abb. 5) Hochfrequenzdrosseln 2 und 3 eingefügt, welche von Kapazitäten 4, 5 überbrückt sind. In Abb. 6 sind weiterhin veränderliche Widerstände zur Regelung der Rückkopplung und damit der Größe der Entdämpfung und der Schwingungsamplitude eingeschaltet. Die Widerstände T₁, r₃, r₄ und r₅ wirken als energieabsorbierende Elemente. Weiterhin ist angedeutet, daß die Spannungen der Quellen B und S veränderlich sein sollen.

Eine Anordnung gemäß der Abb. 6 schwingt so stark, daß der Widerstand r_s bis zu 100 Ohm hinauf verändert werden könnte und daß erst dann die Schwingungen aufhören. Würden die Vorspannungen der Röhre dagegen so gewählt, daß sie als einfache Dvnatronschaltung arbeiten, so genügten schon 14 Ohm des Widerstandes r₅, um die Schwingungen zum Abreißen zu bringen. Dies zeigt, wieviel stärker die Rückkopplung gemäß der Erfindung wirkt als die einfache Dvnatronschaltung.

Die Rückkopplung über den Kondensator C₁ zwischen Anode und Gitter braucht nicht immer so stark zu sein, daß sie zur Selbsterregung von Schwingungen führt, sondern kann dazu verwendet werden, eine frequenzno unabhängige Entdämpfung einer beispielsweise widerstandsgekoppelten Niederfrequenzstufe zu erzeugen. Die Abb. 7 zeigt einen derartigen Verstärker. Die niederfrequente ^Spannung wird einer Verstärkerröhre 1' zugeführt, deren Anode kapazitiv mit dem *|Steuergitter der gemäß der Erfindung gef/schalteten Schirmgitterröhre 1 gekoppelt ist. Die Rückkopplung der Röhre 1 erfolgt wieder wie in den vorhergehenden Abbildungen über den Kondensator C₁ und weiterhin über die eine Hälfte eines Widerstandes 4, dessen andere Hälfte die Gitterimpedanz bildet. Im Anodenkreis der Röhre 1 liegt der Widerstand 2'. Der Ausgang dieser Röhre kann weiterhin über eine Kapazität 3' und dem Ableitwiderstand 4' an die nächste Röhre angeschlossen sein. Falls sehr geringe Frequenzen entdämpft werden müssen, kann der Rückkopplungskondensator C₁ durch eine entsprechend bemessene Gitterbatterie ersetzt g₀ werden.

Ein praktisches Anwendungsbeispiel der Erfindung zeigt die Abb. 8, in welcher mittels einer einzigen Röhre sowohl die Pendelfrequenz als auch die Hochfrequenz einer Superregenerativschaltung erzeugt werden. Zwischen Steuergitter und Kathode der Röhre liegt der Hochfrequenzschwingungskreis LC, dessen Induktivität im Falle eines Empfängers als kleine Rahmenantenne aus- go gebildet sein kann. 5 ist die Gitterbatterie, C₁ der veränderliche Rückkopplungskondensator. Das Schirmgitter liegt auf einem konstanten, positiven Potential, während die Anoden spannung an der Batterie B über ein von einem Kondensator 6 überbrücktes Telephon H und weiterhin über einen aus den Induktivitäten 8, 9 und der Kapazität 7 bestehenden Schwingungskreis abgenommen wird.

Die Wirkungsweise dieser Schaltung ist folgende: Die Batteriespannungen werden derart gewählt, daß der normale Anodenstrom sehr klein oder ο ist, daß man sich also in Abb. 9 in der Mitte zwischen den Punkten A und B befindet. Wegen der fallenden Anodenstrom-Anodenspannungskennlinie werden in dem Schwingungskreis 7, 8, 9 infolge des Dynatroneffektes in der Röhre 1 Schwingungen erzeugt. Hierdurch schwankt die Anodenspannung der Röhre im Rhythmus dieser Schwingungen um den Arbeitspunkt hin und her. Die Punkte A und B in Abb. 9 bezeichnen die Grenzwerte, bis zu welchen diese Anodenspannungsschwankungen reichen können. Befindet sich der Arbeitspunkt oberhalb der Nullachse, so ist die Hochfrequenzrückkopplung der Röhre über die Kapazität C₁ auf den Schwingungskreis LC dämpfend, während sie entdämpfend, d. h. schwingungsanfachend iao wirkt, solange sich der Arbeitspunkt unterhalb der Nullachse befindet. Auf diese Weise

werden in dem Kreis LC im Rhythmus der durch den Schwingungskreis 7, 8, 9 hervorgerufenen Pendelfrequenz Hochfrequenzschwingungen aufgebaut und wieder gedämpft. Dies ist das Wesen der Superregeneration. V₁ Schließlich sei noch erwähnt, daß es sowoM möglich ist, mit den angegebenen Schaltu^ gen im Gebiet des negativen Anodenstromes und dabei der phasengleichen Rückkopplung

Λο allein als auch zugleich im Rückkopplungsgebiet und im Gebiet der fallenden Kennlinie, d. h. im Dynatrongebiet zu arbeiten. Auf der Kurve der Abb. 1 kann man nämlich entweder an der Stelle des maximalen umgekehrten Anodenstromes als auch an einer nach der Nullachse hin verschobenen Stelle, d. h. eine,r Stelle, wo die Kennlinie fallend ist, arbeiten.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   r.RückgekoppelteRöhrenschaltungunter Verwendung einer Schirmgitterröhre,deren Schirmgitterpotential höher ist als das Anodenpotential, dadurch gekennzeichnet, daß im Gebiet eines umgekehrten Anodenstromes gearbeitet wird, und daß ein Teil der Anodenwechselspannung phasengleich auf das Steuergitter der Röhre rückgekoppelt ist.
2. 2. Röhrenschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplung über eine gegebenenfalls veränderliche Kapazität zwischen Anode und Steuergitter geschieht.
3. 3. Röhrenschaltung nach den An-Sprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplung derart stark ist, daß die Röhre in Selbsterregung schwingt.
4. 4. Röhrenschaltung nach den Ansprüchen ι und 2, gekennzeichnet durch die Verwendung als entdämpfter, widerstandsgekoppelter Niederfrequenzverstärker.
5. 5. Röhrenschaltung nach den Ansprüchen ι und 2, gekennzeichnet durch die Verwendung als Pendelrückkopplungsverstärker, derart, daß die Röhre als Dynatronschwingungserzeuger für die Erzeugung der Pendelfrequenz arbeitet, und daß die Rückkopplung gemäß Anspruch 1 während der einen negativen Anodenstrom bewirkenden Halbperiode der Dynatronschwingung zur Selbsterregung der Hochfrequenz führt und während der anderen einen positiven Anodenstrom bewirkenden Halbperiode der Dynatronschwingung gegenkoppelnd auf den Hochfrequenzgitterkreis wirkt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen