DE646355C

DE646355C - Device to improve the effectiveness of electron tubes

Info

Publication number: DE646355C
Application number: DESCH91778D
Authority: DE
Original assignee: JOHANNES MICHAEL SCHMIERER
Current assignee: JOHANNES MICHAEL SCHMIERER
Priority date: 1929-10-08
Filing date: 1929-10-08
Publication date: 1937-06-14

Description

Die Kennlinie der gebräuchlichen Verstärfeerröhren beginnt sehr flach, mit abnehmender (negatLvier) Gitterspannung nimmt die Steilheit allmählich, zu und bleibt schließlieh von einem gewissen (absoluten) Höchstwert der Gitterspannung- an konstant. Die Kennlinie geht also in eine Gerade über. Den Anfang dieser Geraden nennt man unteren Knick. Bei manchen Röhren biegt die Kennlinie zuletzt in eine Parallele zur Abszissenachse (Sättigungsgerade) ein, so daß sie auch einen oberen Knick aufweist. Dem unteren Knick entspricht ein gewisser Anodenstrom, der einen Verlust 'darstellt, da die Röhre nur im geraden Teil ihrer Kennlinie verzerrungsfrei arbeitet. Wäre die Steilheit auch bei höheren (negativen) Gitter spannungen konstant, so könnte man die Röhre mit niedrigerer Anodenspannung und schwächerem Anodenruhestrom betreiben oder aber bei gleicher Anodenspannung eine höhere Ausgangsleistung erzielen. Die anfängliche Krümmung der Kennlinie verursacht daher eine schlechte Ausnutzung der Verstärkerröhren. Um sie zu verbessern, wird gemäß der Erfindung mit. dem Anoderistromkreis einer Verstärkerröhre derjenige einer zweiten Röhre gekoppelt, die von der gleichen Spannung gesteuert wird und deren Bauart, Abmessungen und Betriebsbedingungen so gewählt sind, daß sich der obere gekrümmte Teil ihrer Kennlinie in etwa dem gleichen Abstand von der Ordinatenachse befindet wie der untere gekrümmte Teil · der Kennlinie der ersten Röhre, so daß sich für die Gesamtanordnung eine Kennlinie ergibt, deren ausnutzbarer geradliniger Teil verlängert ist. Die Kopplung der beiden Anodenkreise mit dem Nutzwiderstand, ζ. Β. einem Lautsprecher, kann induktiv, kapazitiv oder galvanisch sein. Ebenso können die Gitter mit dem die Steuerspannung führenden Leiter induktiv, kapazitiv oder galvanisch gekoppelt sein, und zwar unabhängig von der Art der Kopplung der Anodenkreise. Die einfachste Art der Kopplung ist die Parallelschaltung der beiden Röhren. Dann ergibt sich der gesamte Anodenstrom einfach als Summe beider Anodenströme. Es kommt nur darauf an, daß sich die beiden Anodenströme in ihrer Wirkung derart gegenseitig ergänzen, daß die resultierende Kennlinie bis zu einem möglichst kleinen Abstande von der · Abszissenachse geradlinig verläuft. Durch die Kompensationswirkung der zweiten Röhre ist die geradlinige Strecke der resultierenden Kennlinie länger als bei der ersten Röhre und liegt ihr unterer Knick weiter im Nega-.tiven. Die Abweichungen des kompensierten Teils der resultierenden Kennlinie vom vollkommen' geraden Verlauf können durch an sich bekannte Maßnahmen der Ausbildung der Kompensationsröhre und der Betriebsbedingungen so niedrig gehalten werden, daß sie praktisch keine Rolle spielen. Zweckmäßig verwendet man für die Kathode der Hauptröhre leinen Thorium-, Oxyd- loderAzidfaden, für die Kathode der Kompensations-The characteristic of the common amplifier tubes begins very flat, with decreasing (negative four) grid tension increases the steepness gradually, and finally remains constant from a certain (absolute) maximum value of the grid voltage. the The characteristic curve therefore merges into a straight line. The beginning of this straight line is called the lower one Kink. With some tubes the characteristic curve finally bends parallel to the abscissa axis (Saturation line) so that it also has an upper kink. The lower one Kink corresponds to a certain anode current, which represents a loss, since the Tube only works without distortion in the straight part of its characteristic curve. Would be the steepness constant even at higher (negative) grid voltages, one could use the tube with operate with lower anode voltage and weaker anode quiescent current or else achieve a higher output power with the same anode voltage. The initial one Curvature of the characteristic therefore causes poor utilization of the amplifier tubes. In order to improve them, according to the invention with. the anoderic circuit an amplifier tube coupled to that of a second tube, which is of the same voltage is controlled and their design, dimensions and operating conditions are selected are that the upper curved part of their characteristic curve is approximately the same distance from the ordinate axis is located as the lower curved part · of the characteristic curve of the first tube, so that for the entire arrangement results in a characteristic whose usable straight-line part is lengthened. The coupling of the two anode circuits with the Useful resistance, ζ. Β. a loudspeaker, can be inductive, capacitive or galvanic. Likewise, the grid with the conductor carrying the control voltage can be inductive or capacitive or be galvanically coupled, regardless of the type of coupling of the Anode circles. The simplest type of coupling is to connect the two in parallel Tubes. Then the total anode current is simply the sum of both anode currents. It just depends that the two anode currents complement each other in their effect so that the resulting characteristic up to the smallest possible distance from the abscissa axis runs in a straight line. Due to the compensation effect of the second tube, the straight line is the resulting one The characteristic curve is longer than that of the first tube and its lower kink is further in the negative .tiven. The deviations of the compensated part of the resulting characteristic curve from the perfect ' A straight course can be achieved by means of measures known per se for the design of the compensation tube and the operating conditions are kept so low that they are practically irrelevant. It is useful to use the for the cathode Main tube linen thorium, oxide or azide thread, for the cathode of the compensation

röhre einen unterheizten Wolframfaden (mit niedrigem Sättigungsstrom)." Diebeiden Heizfäden mit oder ohne Regelwiderstände kön-·, nen parallel öder Mntin'einandergeschalÄ^: sein.. tube under a heated tungsten filament (low saturation current) "Diebeiden filaments with or without variable resistors kön- ·, NEN parallel barren ^{Mntin'einandergeschalÄ:} be.

Die Erfindung ist auch anwendbar Elektronenröhren mit mehreren Gittern sowie für Mehrfachröhren mit oder ohne eingebaute Kopplungsglieder.The invention is also applicable to electron tubes with multiple grids as well for multiple tubes with or without built-in coupling links.

ίο Es ist an sich nicht neu, zwei Röhren mit verschiedenen Kennlinien zusammenzuschalten, um eine resultierende Kennlinie von andersartigein Verlauf zu erlangen. So wurde beispielsweise vorgeschlagen, zwei Röhren in Gegentaktschaltung zur Beseitigung von Modulationsfehlern zu verwenden. Hierbei handelt es sich aber nicht um eine resultierende Kennlinie mit verlängerter geradliniger Nutzstrecke, sondern umgekehrt um die Herbeiführung einer Krümmung der Nutzstrecke zum Zwecke der Abflachung der einer Übersteuerung ausgesetzten Scheitel der positiven oder negativen Halbwellen der Steuerspannung.ίο It is not really new to connect two tubes with different characteristic curves, in order to obtain a resulting characteristic curve of a different kind. So For example, it has been proposed to eliminate two tubes in push-pull connection to use from modulation errors. However, this is not a resultant characteristic curve with an extended straight line Usable route, but vice versa to bring about a curvature of the usable route for the purpose of flattening the peaks of the positive or negative half-waves of the Control voltage.

Es ist ferner vorgeschlagen worden, zwei Röhren mit hyperbolisch gekrümmter Kennlinie in Gegentaktschaltung zu verwenden, wobei sich eine resultierende Kennlinie von vollkommen geradlinigem Verlauf ergibt. Gegenüber diesem Vorschlag hat der ErImdungsgegenstand den Vorteil, daß die beiden Röhren im Gleichtakt geschaltet sind. Hieraus ergibt sich im Falle der galvanischen Kopplungen eine weit einfachere, kleinere, leichtere und billigere Gesamtanordnung (Fortfall des Gegentakttransformators) und im Falle der induktiven Ankopplung der Anoden eine größere Betriebssicherheit. Wenn nämlich bei den bekannten Aiiordmmgen die beiden Kennlinien der Röhren nicht genau den verlangten Verlauf aufweisen, so treten nichtlineare Verzerrungen schon bei den kleinsten Amplituden der Steuerspannung auf. Infolge der unvermeidlichen Alterung der Röhren ist dies in der Praxis schon nach verhältnismäßig kurzer Betriebsdauer der Fall. Hat dagegen bei der Erfindung die Kennlinie der Kompensationsröhre nicht oder nicht mehr genau den verlangten Verlauf, so werden nur die Wellen größter Amplitude an ihren Scheiteln leicht verzerrt. Außerdem verträgt die erwähnte Gegentaktschaltung keineIt has also been proposed to use two tubes with a hyperbolically curved characteristic to be used in push-pull circuit, resulting in a characteristic curve that is completely straight. Compared to this proposal, the subject matter of the earth the advantage that the two tubes are switched in common mode. This results in the case of galvanic Couplings a far simpler, smaller, lighter and cheaper overall arrangement (Elimination of the push-pull transformer) and in the case of inductive coupling of the Anodes greater operational reliability. If namely with the known dimensions the two characteristic curves of the tubes do not show exactly the required course, so Nonlinear distortions occur even with the smallest amplitudes of the control voltage on. As a result of the inevitable aging of the tubes, this is already less in practice relatively short operating time is the case. Has, however, in the invention The characteristic curve of the compensation tube does not or no longer exactly corresponds to the required course, see above only the waves of greatest amplitude are slightly distorted at their apexes. Also tolerates the mentioned push-pull circuit none

-Änderungen der Anodenspannung, weil sich der Anodenspannung die Lage der Kenniien ändert. Dagegen tritt beim Erfmdungs-- Changes in the anode voltage, because the anode voltage changes the position of the characteristics changes. On the other hand, in the case of the invention

^gegenstand, sofern die Röhren richtig gewählt sind, die erstrebte Wirkung (Verlängerung des geradlinigen Teils der Kennlinie) bei allen in Betracht kommenden Anodenspannungen ein, so daß die Kompensation durch Änderangen der Anodenspannung nicht gestört wird. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sie die Anwendung der sog. Sparschaltung (Anpassung der Gittervorspannung an die Amplituden der Steuerspannung) gestattet, während bei der erwähnten Gegentaktschaltung die beiden Arbeitspunkte in den Scheiteln der beiden Hyperbeln liegen müssen, also die Gittervorspannungen nicht geändert werden können.^ subject, provided the tubes are correctly chosen, the desired effect (extension the straight part of the characteristic) for all anode voltages in question so that the compensation is not disturbed by changing the anode voltage. Another advantage of the invention is in that they use the so-called economy circuit (adaptation of the grid bias to the amplitudes of the control voltage), while with the mentioned push-pull circuit the two working points must lie in the vertices of the two hyperbolas, so the lattice prestresses are not changed can be.

Claims

Patent claims:

i. Device for improving the effectiveness of electron tubes, thereby characterized in that the anode circuit of a tube is coupled to that of a by the same variable voltage controlled second tube, and that the second tube for example by appropriate Formation of the electrode 8c system or regulation of the heating and / or anode voltage is set in such a way that the upper curved part of its characteristic curve is at approximately the same distance from the ordinate axis as the lower curved part of the characteristic curve of the first tube, so that for the overall arrangement results in a characteristic whose usable straight-line part is lengthened.

2. Device according to claim 1, characterized in that the electron tubes Contain cathodes made of differently emitting substances.

3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that the tubes Cathodes of various dimensions included.