DE651953C - Schaltungsanordnung zur Vermeidung von durch Gitteremission der Roehren bei Leistungsverstaerkern auftretenden Stoerungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für Leistungsverstärker, wie sie, in den Ausgangsstufen von Empfängern häufig verwendet werden.

Für die Anodenspannungsquelle stellt der Anodenstriom der Ausgangsröhren im allgemeinen die Hauptbelastung dar, so daß es nicht zweckmäßig ist, eine feste Vorspannung für die Endröhren dieser Stromquelle zu entnehmen, wenn der Durchschnittsstrom der Röhren sich, wie das· bei B-Verstärkern z. B. der Fall ist, mit der Amplitude der zugeführten Signalspannung ändert. Infolge der Änderung der Belastung ändert sich die Klemmenspannung und damit auch die dieser Quelle entnommene Gittervorspannung.

Versuche haben ergeben, daß z. B. Röhren einer bestimmten Type in Gegentaktschaltung eine Ausgangsleistung von 15 Watt bei einem Klirrfaktor von nicht über 2,50/0 aufweisen, unter der Voraussetzung, daß ihren Gittern eine feste Vorspannung von 60 Volt zugeführt wird. Wenn man. dagegen die Gittervorspannung für diese Röhren von einem im Kathodenkreis liegenden Widerstand abnimmt, so erhält man nur eine Leistung von ι ο Watt bei einem Klirrfaktor von. 50/0, was die Zweckmäßigkeit der Verwendung einer festen Vorspannung unterstreicht.

Aus diesen Gründen ist es bekannt, einen zusätzlichen Gleichrichter ausschließlich zur Lieferung der notwendigen festen Vorspannung zu benutzen. Die hiermit erzielten Ergebnisse sind so lange zufriedenstellend, als der Heizfaden des Gleichrichters nicht zerstört ist. Wenn dieser aber durchbrennt oder wenn die Röhren herausgezogen werden, während der Verstärker in Betrieb ist, wird die Gittervorspannung von den Ausgangsröhren weggenommen, was zu einem starken Ansteigen des Anodenstromes führt, so daß diese Röhren und andere Teile des Empfängers der Gefahr ernsthafter Beschädigungen ausgesetzt sind.

Ein weiterer Nachteil des obenerwähnten Kathodenwiderstandes zur Lieferung der Gittervorspannung ist, daß in dem Fall, wenn durch hohe Belastungen das Gitter zur thermischen Emission kommt, der Spannungsabfall an dem Vorwiderstand infolge des entgegengesetzten Verlaufs des Gitteremissionsstnomes vermindert und unter Umständen sogar Null oder gar positiv wird. Dies bringt wieder erhöhte Belastungen und damit eine

noch stärkere thermische Emission des Gitters mit sich. Unter solchen Umständen können die Röhren ebenfalls einen übermäßig großen Anodenstüom aufnehmen und zerstört werden, eine Erscheinung·, die in der Röhrentechnik . mit durchstoßen bezeichnet wird.

Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile der vorerwähnten bekannten Schaltungsanordnungen dadurch vermieden, daß in die ίο Kathodenleitung ein vom Entladungsstrom durchflossener Widerstand geschaltet ist, an dem ein Teil der erforderlichen Gittervorspannung erzeugt wird und zu dem parallel die Kathode eines gittergesteuerten, vom Netz gespeisten Gleichrichters liegt, in dessen Anodenkreis ein ebenfalls einen Teil der Vorspannung liefernder Widerstand eingeschaltet ist, durch den bei Auftreten der Emission Strom hindurchfließt und dabei einen Spannungsabfall hervorruft, der dem durch den Gleichrichter hervorgerufenen entgegengesetzt ist.

Mit Bezug auf die Abbildung wird also das der Erfindung· zugrunde liegende Problem gielöst durch die Kombination eines Kathodenwiderstandes 19, einer weiteren die Gittervorspannung· liefernden Stromquelle in Gestalt des gittergesteuerten Hochvakuumgleichriehters 27 und einer Einrichtung, um den Widerstand 19 unwirksam zu machen, wenn der Gleichrichter wirksam ist und umgekehrt. Der Gleichrichter wird im Nebenschluß zu dem Widerstand 19 geschaltet, und es werden die Gitter der in Gegentakt geschalteten Röhren zu einem Punkt an dem die Hauptspannung liefernden Widerstand über einen Stromkreis zurückgeführt, der ganz oder teilweise einen Ausgangswiderstand enthält, der zwischen der Anode und der Kathode des Gleichrichters liegt.

Zum Zwecke der Regelung des Gleichrichters wird auch der Spannungsabfall an dem Ausgangswiderstand oder an einem Teil desselben benutzt, um die Impedanz des « Gleichrichters zu beeinflussen, indem man diesen Spannungsabfall dessen Gitter zuführt. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist auf der Zeichnung schaltbildmäßig dargestellt.

Die Zeichnung zeigt die Ausgangsstufe eines Empfängers, bestehend aus zwei Röhren ι und 3, die mittels einer geteilten Eingangsinduktanz 5, 7 in Gegentakt geschaltet sind, und einer gemeinsamen Ausgangsimpedanz 9, die die Primärwicklung eines Ausgangstransformators 11 sein kann.

Die Anodenspannung für die Röhren wird durch einen Gleichrichter 13 geliefert, in dessen Ausgangskreis ein Widerstand 15 liegt. Im Nebenschluß; zu den Kathoden von 1 und 3 liegt ein Spannungsteiler 23 mit Schieber 21, der über eine Leitung 17 -an einen Widerstand 19 angeschlossen ist, der zur Lieferung der Gittervorspannung für die Röhren ι und 3 herangezogen wird. Dieser ■Widerstand ist seinerseits an. den Schieber 24 angeschlossen, der sich normal in Berührung mit dem Widerstand 1$ -in der Nähe von dessen negativem Ende befindet. Die Anodenspannung wird den Röhren 1 und 3 über eine Leitung 25 zugeführt, die einen Punkt am Widerstand 15 näher seinem positiven Ende mit dem Mittelpunkt der Äusgangsinduktanz 9 verbindet. '

Für die im vorliegenden Beispiel verwendeten Röhren wird eine Vorspannung von 60 Volt benötigt. Da jede dieser Röhren 40 Milliampere Anodenstrom aufnimmt, erhält man diese Spannung, wenn der Widerstand 19 eine Größe von 7500hm besitzt. Die soweit beschriebene · Verstärker stufe ist die übliche und kann, wie erwähnt, wenn die Vorspannung durch einen Kathodenwiderstand geliefert wird, nur ι ο Watt Ausgang bei einem Klirrfaktor von 50/0 liefern. Deshalb wird erfindungsgemäß eine zusätzliche Vorspannungsquelle und eine Einrichtung vorgesehen, durch die diese selbsttätig an die Stelle des Kathodenwiderstandes gesetzt wird. Diese zusätzliche Quelle besteht in einer Schirmgitterröhre 27, deren Kathode im Nebenschluß zu dem Widerstand 19 liegt und deren Anode mit der Kathode verbunden ist über die Sekundärwicklung 29 eines Leistungstransformators 31, einen veränderlichen Widerstand 33, einen Widerstandes und einen Teil des im Ausgangskreis des Gleichrichters liegenden Widerstandes 15.

Da es erwünscht ist, daß die die Vorspannung liefernde Röhre sofort beim Anlegen der Kathodenlieizspannung arbeiten soll, ist sie als direkt ■ geheizte Röhre dargestellt. ' Man kann aber auch, wie punktiert angedeutet, eine Äquipotentialkathode verwenden, wenn sie genügend schnell geheizt werden kann.

Auf dem Widerstand 3 5 schleift ein Schieber 3 7, der mit dem Gitter von 27 verbunden ist und durch, den dessen Spannung gegenüber der Kathode eingestellt werden kann. Durch weitere Schieber 41 und 39 können kleinere oder größere Teile des Widerstandes 35 in die Leitungen 43 und 45 eingeschaltet werden, die von den. Gittern der Verstärker 1 und 3 zu einem Schieber 46 laufen, der normalerweise den Widerstand 15 in der Nähe seiner negativen Klemme berührt. Zweckmäßig nimmt der Heizfaden der Röhre 27 normalerweise etwas weniger Strom auf, als von dem Anodenstrom in den Verstärkerröhren zur Verfügung steht. Im vorliegenden Falle nimmt sie 60 Milliampere bei 2VoIt

auf, wobei der Heizstrom durch einen Heizwiderstand geregelt werden kann.

Im Betrieb werden die Anoden- und Kathodenspannung von 27 und die von dem Widerstand gelieferte Gitterspannung so eingestellt, daß unter normalen Bedingungen die an dem Widerstand 35 stehende Gesamtspannung' die Vorspannung übertrifft, die von dem Gitter der Verstärkerröhren verlangt wird. Wenn der Widerstand eine Größe von 12000.0 Ohm hat, kann man ein solches Potential durch einen Strom von 1 Milliampere erhalten, während die Schieber 39 und 41 so eingestellt werden, daß sie eine Gittervorspannung von 60 Volt für die Verstärkerröhren ergebein.

Eine weitere Regelung der Gittervorspannung für die Verstärkerröhren' kann man durch Einstellung· .des Schiebers 24 oder des Schiebers 46 oder beider Schieber erhalten.

Wenn im Betrieb Gitteremission, auftritt,

hat der Gitterstrom im Widerstand 3 5 die Tendenz, in der Richtung des Pfeiles zu fließen, d.h. in einer Richtung, die zu der dies gleichgerichteten Stromes von der Röhre 27 entgegengesetzt ist. Solch ein Gegenstroin würde die Gitter der Verstärkerröhren weniger negativ machen, wenn das Gitter von der die Vorspannung liefernden Röhre 27 nicht so mit dem Widerstand 35 verbunden wäre, daß es auch weniger negativ gegenüber der Kathode von 27 werden würde, wenn ein solcher Güterstrom fließt. Es wird daher die Impedanz von 27 verringert und ein zusätzlicher gleichgerichteter Strom dem Widerstand 35 geliefert, der, der Wirkung des Gitterstromes entgegenwirkend, die Vorspannung an den Gittern der Verstärkerröhren konstant hält. Wegen der Verbindung zwisehen dem Gitter von 27 und dem Widerstand 3 S wird jeder Änderung· der Anodenspannung· von dem Transformator 31 entgegengewirkt, so daß sich die richtige Vorspannung selbsttätig einstellt. Falls die Kathode von 27 durchbrennt oder diese Röhre herausgezogen wird, wird den Verstärkerröhren die Vorspannung .von dem Widerstand 19 geliefert. Unter bestimmten Bedingungen kann es erwünscht sein, daß die Verstärkerröhren unwirksam gemacht werden, wenn die feste Vorspannungsquelle versagt. In diesem Falle soll der Widerstand 19 einen viel höheren Wert als 7500hm haben, und zwar genügt ein Wert von etwa 100 000 Ohm, um den Verstärkerröhren eine Spannung· zu liefern, die die Röhren verriegelt.

Die vorliegende Schaltung hat, wie erwähnt, den Vorteil, daß die richtige Vorspannung sich selbsttätig einstellt, daß sie dem Effekt der Gitteremission entgegenwirkt und daß sie eine Ersatzvorspannungsquelle besitzt, die bei Versagen des Vorspannungsgleichrichters in Wirksamkeit tritt.

Claims (1)

1. Patentanspruch: ,

   Schaltungsanordnung zur Vermeidung von durch Gitteremission der Röhren bei ' Leistungsverstärkern auftretenden Störungen, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kathodenleitung ein vom Entladungsstrom durchflossener Widerstand (19) geschaltet ist, an dem ein Teil der erforderlichen Gittervorspannung· erzeugt wird und zu dem parallel die Kathode eines gittergesteuerten, vom Netz gespeisten Gleichrichters (27) liegt, in dessen Anodenkreis ein ebenfalls einen Teil der Vorspannung liefernder Widerstand (35) eingeschaltet ist, durch den bei Auftreten der Emissionsstrom hindurchfließt und dabei einen Spannungsabfall hervorruft, der dem durch den Gleichrichterstrom hervorgerufenen entgegengesetzt ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen