DE645177C - Rueckkopplungsschaltung fuer Hochfrequenzanordnungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rückkopplungsschaltung für Hochfrequenzanordnungen und hat das Ziel, eine Unabhängigkeit der Regelung der Amplitude der an den Ausgangskreis abgegebenen Schwingungen von der Regelung der Rückkopplung zu bewirken.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß bei einer Rückkopplungsschaltung, bei der in bekannter Weise die Rückkopplung mit Hilfe des Steuergitters und eines besonderen auf positivem Potential' befindlichen Gitters vorgenommen wird, zur Amplitudenregelung der verstärkten oder erzeugten Schwingungen die Spannung eines zwischen der Anode der Röhre und dem Rückkopplungssystem befindlichen dritten Gitters veränderbar gemacht ist.

Die Regelung der Lautstärke durch Ändern der Schirmgitterspannung ist an sich bekannt.

Ferner ist es bekannt, in einer rückgekoppelten Stufe den von der Anode abgenommenen Rückkopplungsstrom durch Ändern der Schirmgitterspannung zu beeinflussen. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung soll dagegen die Amplitude ohne Beeinflussung der Rückkopplung regelbar sein. Der Rückkopplungsstrom wird deshalb nicht von der Anode, sondern von einem zwischen Steuergitter und dem zur Lautstärkeregelung dienenden Schirmgitter angeordneten positiv vorgespannten Gitter abgenommen."

Abb. ι zeigt eine einstufige Verstärkerschaltung;

Abb. 2 zeigt eine mehrstufige Verstärkerschaltung; Abb. 3 zeigt eine Oszillatorschaltung.

Abb. ι: s ist eine abgeschirmte, abgestimmte Hochfrequenzverstärkerstufe, die mit den Klemmen 6 eines vorhergehenden Verstärkers oder einer Signalquelle 7 verbunden ist und deren Ausgangsklemmen 8 an die darauffolgende Verstärkerstufe 9 angeschlossen sind.

Erfindungsgemäß wird in der Stufe 5 eine einzige Röhre 10 verwendet, die nicht nur eine gleichmäßige Verstärkung innerhalb des Frequenzbandes, sondern auch eine geregelte Rückkopplung ergibt.

Diese Röhre 10 ist im vorliegenden Falle als Penthode ausgebildet mit Kathode n, Steuergitter 12, Schirmgitter 13, Anode u. und Raumladegitter 15 zwischen Kathode und Steuergitter.

Das Raumladegitter wird bekanntlich normalerweise dazu benutzt, um die Steilheit der Röhre zu vergrößern. Im vorliegenden Falle wird jedoch erfindungsgemäß von diesem

Gitter ein weiterer wichtiger Gebrauch gemacht, indem es nämlich als Energiequelle für Rückkopplungszwecke verwendet wird. Wenn, die Röhre io so ausgebildet ist, daß dieAnotJ% 14 durch das Schirmgitter 13 gegen^idie. anderen Elemente der Röhre gut abgescMrjrjV ist, dann kann keine Rückkopplung von de'f' nachfolgenden Stufe 9 auf die Stufe 5 auftreten und einen Rückkopplungszustand stören, >o der in dieser Stufe 5 gebildet wird.

Zu diesem Zweck ist das Steuergitter 12 mit der für Rückkopplungszwecke verwendeten Elektrode, also im vorliegenden Falle dem Raumladegitter 15, elektrisch gekoppelt. Im vorliegenden !"alle ist das Steuergitter mit einem Eingangskreis 16 verbunden, enthaltend einen Drehkondensator 17 im Nebenschluß zu der Wicklung 18 eines Eingangstransformators IQ, der an die Klemmen 6 angeschlossen ist. Die Wicklung 18 ist induktiv mit einer Rückkopplungswicklung 20 gekoppelt, die mit dem Raumladegitter 15 in dem Rückkopplungskreis 21 verbunden ist.

Durch die Ausgangsklemmen 8 ist die »5 Anode 14 mit einem Kreis 22 verbunden, enthaltend den Transformator 23 für die Nutzstufe 9. !Die verschiedenen Spannungen für die Röhre 10 werden von den Klemmen 24 bzw. dem Spannungsteiler 25 abgenommen. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Kathode 11 mit einer Anzapfung 26 verbunden, die mehr positiv ist als eine Anzapfung 27 für das Steuergitter 12 und den Gitterkreis 16, der bei 2S an Erde gelegt ist. Das Raumladegitter 15 und die Anode 14 enthalten eine mehr positive Spannung von den Anzapfungen 29 und 30. Das Schirmgitter 13 wird mit einer positiven Spannung betrieben, die über eine Leitung 32 an einen verstellbaren Schieber 31 angeschlossen ist. 33 sind die üblichen Ouerkondensatoren.

Das Raumladegitter 15 wird nun, wie erwähnt, als Rückkopplungsanode verwendet und ist, wie erwähnt, mit einer Spannungsquelle verbunden, die mehr positiv ist als die Kathode. Die Rückkopplungsspüle 20 liefert durch ihre Kopplung mit der Spule 18 dem Eingangskreis 16 Energie.

Es hat sich gezeigt, daß diese Rückkopphilfsschaltung im wesentlichen von dem Arbeiten der Röhre als Signalverstärker unabhängig ist und daß der verstärkte Signalausgang durch den Anodenkreis 22 hindurch auch unabhängig durch Änderung der Spannung am Schirmgitter 13 infolge Verstellen des Schiebers 31 geändert werden kann.

Die Kombination der Rückkopplung im Eingangskreis und der unabhängigen Lautstärkeregelung mit einer einzigen Röhre für jede Stufe ergibt eine verbesserte Lautstärkeregelung und einen verbesserten Wirkungsgrad.

Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ferner das zweite, das heißt, das mittelste Gitter als Steuergitter benutzt, während das »'äußere Gitter als Schirm- und Stärkeregel- ij Je.lektrode wirkt. Zu beachten ist, daß das «Krste Gitter, das Raumladegitter, als Rück-"kopplungsanode, wie oben erwähnt, gegen die Hauptanode 14 durch das Schirmgitter abgeschirmt ist. Während jedoch die Steilheit der 7· Röhre 10 daher durch Änderung der Steuerspannung an dem Schirmgitter 13, wie oben beschrieben, veränderlich ist, ist zur gleichen Zeit die Steilheit der Röhre über das Raumladegitter 15 unabhängig von der Regelung W der Steilheit, die durch das Schirmgitter 13 bewirkt wird.

Für den Fall, wo die Rückkopplungsanode einen übermäßigen Strom aufnimmt, kann man diesen Strom regeln oder an dem Er- to reichen übermäßig hoher Werte verhindern, indem man eine Impedanz in den Kreis einschaltet, wie später beschrieben werden wird. Bei der Schaltung gemäß Abb. 2 sind zwei in Kaskade geschaltete, abgeschirmte Stufen !5 35 vorgesehen, die Mehrgitterröhren 37 und 38 nach Art des ersten Ausführungsbeispiels enthalten. Jede dieser Röhren 37 und 38 enthält eine geheizte Kathode 39, ein erstes inneres Gitter 40, ein zweites Gitter 41, ein 9· drittes äußeres Gitter 42 und eine Ausgangsanode 43. 44 ist der mit dem ersten Gitter 40 verbundene Eingangskreis, mit dessen Spule 46 eine Rückkopplungsspule 45 verbunden ist. Der Widerstand 47 liegt in Verbindung mit der Leitung 48 im Stromkreis des Gitters 41. 49 ist die Nfederspannungsseite der Anodenleitung, an die die Kathode 39 über den Widerstand 50 angeschlossen ist, während der Ein- , gangskreis 44 durch die Leitung 51 direkt an die Leitung 49 angeschlossen ist.

Die Ausgangsanode 43 der Röhre 38 ist mit der darauffolgenden Stufe durch den Kreis 52, enthaltend die beiden Wicklungen 53 und 54, die eine induktive und kapazitive Kopplung t*s mit dem Eingangskreis 44 der darauffolgenden Stufe ergeben, verbunden. Man kann auch jede andere Zw.-Kreiskopplung verwenden, die eine gleichmäßige Signalübertragungergibt. no

Der Ausgangskreis 55 der zweiten Stufe ist in ähnlicher Weise wie der *der ersten Stufe angeschlossen. 56 sind die üblichen Querkondensatoren. Die Gitter erhalten ihre Span- -.. nungen über Leitungen 57 von den durch das Gestänge 60, 61 gekuppelten Schiebern 58 der Potentiometer 59.

Der Widerstand 47 im Rückkopplungsanodenkreis dient dazu, das Auftreten des · Rückkopplungsstromes zu verhindern, wena la« die Schirmgitterspannungen durch Betätigung der Potentiometerschieber 58 unter einem be-

stimmten Wert verringert werden. Dieses hat den Grund, daß, wenn die Schirmgitterspannung verringert wird, die Elektronen von der Kathode das Bestreben haben, nach dem zweiten Gitter, der Rückkopplungsanode 41, anstatt nach der Hauptanode 43 zu fliegen, wenn nicht der Rückkopplungskreis durch eine Reihenimpedanz nach Art des Widerstandes 47 geschützt wird.

Das zweite Gitter ist bei dieser Schaltung nun die Rückkopplungsanode und das erste Gitter das Steuergitter. Es wird deshalb das zweite Gitter zweckmäßig mit einer positiven Spannung betrieben, die etwas geringer ist als die Spannung der Hauptanode. Diese Spannung kann so groß oder größer sein als die dem Schirmgitter 42 zugeführte Spannung. Die Impedanz 47 soll einen Spannungsabfall ergeben, der hoch im Verhältnis zudem inneren Abfall in der Röhre selbst ist, so daß diese Impedanz dazu dient, den Rückkopplungsstrom zu regeln, wenn die Schirmgitterspannung verändert wird.

Die Schirmgitterspannung wird durch das Potentiometer verändert und ist im allgemeinen positiv gegenüber der Kathode, um die Steilheit auf einem hohen Wert zu halten, während das Schirmgitter gleichzeitig eine Abschirmung zwischen der Hauptanode 43 und der Rückkopplungsanode 41 bildet.

Die.Steilheit des zweiten Gitters 41 ist geringer als die des ersten Gitters 40, so daß bei der vorliegenden Schaltung im Gegensatz zu der gemäß Abb. 1 die Kopplung für Rückkopplungszwecke mit dem Gitterkreis ohne Überlastung des Rückkopplungskreises vergrößert werden kann. Dieses ist möglich wegen der höheren Impedanz des zweiten Gitters bei der benutzten Röhre, welche Impedanz etwa 40 000 Ohm beträgt, gegenüber einer Impedanz des ersten Gitters von ungefähr 1000 Ohm gegenüber der Kathode.

Es ist ferner bei dieser Schaltung der normale Strom zum zweiten Gitter 40 von der Größenordnung von 2 bis 3 Milliampere gegenüber 20 bis 30 Milliampere bei der Schaltung gemäß Abb. 1, wo das erste Gitter der Rückkopplungsanode benutzt wird.

Bei beiden Schaltungen jedoch enthält die Röhre mehrere Gitter außer der üblichen Anode und Kathode, und das eine Gitter dient als Schirmgitter zwischen der Hauptanode und der Rückkopplungsanode, der Hilfsanode, während ein drittes Gitter als Steuergitter für den Verstärker dient.

Zwischen der Hilfsanode und dem Steuergitter ist eine Rückkopplung vorgesehen, und unabhängig von der Einstellung der Rückkopplung wird dann die Lautstärke der Stufe durch Veränderung der dem Schirmgitter zugeführten Spannung eingestellt. |

Bei einem Kaskadenversiärker für den Hochfrequenzempfangskreis erhält man eine verhältnismäßig hohe Verstärkung pro Stufe, und bleiben die Rückkopplung und die sich daraus ergebende Selektivität konstant, während die Gesamtverstärkung gleichzeitig in jeder Stufe, wie beschrieben, geregelt werden kann. Eine Impedanz in dem Kreis der Rückkopplungsanode hält die Steilheit bei allen Stellungen der Lautstärkeregelung konstant. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der ersten Verstärkerstufe 35 die Signalenergie über den Verstärker 62 der ersten Stufe zugeführt, dessen Eingang 63 über die Kopplung 64 an die Antenne 65 bzw. Erde 66, angeschlossen ist. Dieser Verstärker 62 enthält die Kathode 67 mit Vorspannungswiderstand 68, das Steuergitter 69, das Schirmgitter 70, das seine Spannung von einer Anzapfung7i des Potentiometers 59 über eine Leitung 72 erhält, und die Ausgangsanode 73, die durch die Leitung 74 an die Spannungsquelle 48 angeschlossen ist.

Die Kopplung des Verstärkers 62 mit der ersten Ausgangsstufe 35 erfolgt durch die Wicklungen 53 und 54, die mit der Eingangsspule 46 gekoppelt sind.

Falls eine weitere geregelte Rückkopplung und Verstärkung verlangt werden sollte, kann man weitere Stufen nach Art der Stufen 35 vorsehen und den Eingangsverstärker 62 unter gewissen Bedingungen in derselben Weise ausbilden wie die darauffolgenden Stufen. Natürlich beschränkt sich die vorliegende Erfindung nicht auf die Verwendung von Penthoden.

Die Schaltung gemäß Abb. 3 enthält einen Oszillator 75 mit Kathode 76, Steuergitter γγ, Hauptanode 78, Schirmgitter 79 um die Anode 78 herum, und diese gegen die anderen Elektroden isolierend, und weiteres Gitter 80, das in vorliegendem Falle ein zweites Gitter ist. Dieses zweite Gitter dient als Hilfs- oder Rückkopplungsanode und ist über einen Kondensator 81 mit dem einen Ende 82 eines Schwingungskreises 83 verbunden, während die andere Klemme 84 dieses Schwingungskreises über das übliche Gitterwiderstandsund Kondensatoraggregat 85 mit dem Steuergitter yy verbunden ist. Der Gleichstromkreis für das Steuergitter 80 ist über eine Hochfrequenzdrossel 87 geschlossen.

Der Oszillatorkreis enthält die übliche angezapfte Gitteranodeninduktanz 88, die durch eine Leitung 90 mit der Kathodenrückleitung 89 verbunden ist.

Der Anodenkreis für die Hauptanode 78 ist mit 91 bezeichnet. Das Schirmgitter 79 umgibt die Anode 78 und ist mit der Kathodenleitung 89 über die Leitung 92 und eine veränderliche Vorspannungsquelle verbunden,

bestehend aus Batterie 93 und Potentiometer 94, 95. Die Mitte 96 der Batterie ist mit der Kathodenrückleitung 89 über eine geerdete Leitung 97 verbunden, wodurch bei entsprechender Einstellung des Potentiometerschiebers dem Schirmgitter die erforderliche negative oder positive Spannung geliefert wird.

Der Oszillator liegt in einem Schirm 98, der mit der Kathodenrückleitung 89 verbunden ist und mit dem Schirmgitter 79 die Ausgangsanode mit ihrem Ausgangskreis 91 gegenüber den anderen Elektroden und dem Oszillatorkreis 83 abschirmt. Bei einer solchen Schaltung ist die in dem Generatorkreis 83 erzeugte Schwingungsfrequenz unabhängig von dem Ausgangskreis 91, und es kann die Amplitude der diesem Kreis zugeführten Schwingungen innerhalb weiter Grenzen geregelt werden, ohne daß die Frequenzeinstellung des Kreises 83 beeinflußt wird, der aus dem Kondensator 99 und der Spule 88 besteht.

Die Arbeitsweise dieses Generators bedarf as keiner Erläuterung. Es ist nur darauf hinzuweisen, daß die Ausgangsanode gegenüber den anderen Elementen abgeschirmt und das Schirmgitter zwischen der Anode, durch die Schwingungen erzeugt werden, und derSignaleingangsanode liegen soll.

Es ist deshalb vorzuziehen, eine Mehrgitterröhre zu verwenden, und zwar das erste Gitter als Steuergitter und das zweite als Rückkopplungsgitter oder Schwingungsanode zu verwenden, wobei dann zwischen diese beiden Elektroden ein geeigneter Schwingungsgeneratorkreis geschaltet wird. Durch Regelung der Spannung, die dem zu der Ausgangsanode gehörenden Schirmgitter zugeführt wird, kann die Signalamplitude innerhalb weiter Grenzen geregelt werden, ohne daß die Frequenzeinstellung beeinträchtigt würde.

Zu beachten ist ferner, daß eine feste Rückkopplung vorgesehen ist. Eine solche feste Kopplung hat bei gewissen Verstärkern, etwa dem gemäß Abb. 1, den Vorteil, daß an dem höheren Frequenzende durch eine richtige Bemessung der Kopplung ein genügendes Maß von Rückkopplung erhalten wird, um einen 5« gewünschten Selektivitätseffekt in diesem Be- v, reich zu ergeben, wo die Selektivität gewöhn- > lieh kleiner ist als an dem niedrigeren Fre- , quenzende.

Dieser Rückkopplungseffekt hat die Möglichkeit, durch die feste Kopplung mit einer Abnahme der Frequenz abzunehmen, so daß an dem niedrigeren Frequenzende nahezu keine Rückkopplung erhalten wird. Da die Selektivität an dem niedrigeren Frequenz- 6V ende gewöhnlich nach Wunsch ist, erhält man auf diese Weise eine nahezu gleichmäßige/ flach verlaufende Selektivität über den ganzen Arbeitsbereich.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Rückkopplungsschaltung für Hochfrequenzanordnungen, bei denen die Rückkopplung mit Hilfe des Steuergitters und eines besonderen, auf positivem Potential befindlichen Gitters vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Amplitudenregelung der verstärkten oder erzeugten Schwingungen die Spannung eine« zwischen der Anode der Röhre und dein Rückkopplungssystem befindlichen dritten Gitters (Schirmgitters) veränderbar ist.
2. 2. Rückkopplungsschaltung nach Anspruch ι, dadurch gekennzeichnet, daß die So Spannung des dritten Gitters zwischen positiven und negativen Werten veränderbar ist.
3. 3. Rückkopplungsschaltung nach An<Spruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Gleichstromkreis des die, Rückkopplung bewirkenden Gitters ein Widerstand zur Strombegrenzung vorgesehen ist.
4. 4. Rückkopplungsschaltung nach An-, spruch ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich das zur Rückkopplung dienende positiv vorgespannte Gitter, von der Kathode aus gesehen, vor dem Steuergitter befindet.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen