DE654403C - Anordnung zur Konstanthaltung der Gitterspannungen fuer Verstaerker - Google Patents

Description

Für gleichmäßiges Arbeiten der Elektronenröhren, namentlich in Verstärkern, ist möglichste Konstanz der Gitterspannung erwünscht, da die Verstärkung sehr stark vom Arbeitspunkt auf der Kennlinie abhängig ist. Zu diesem Zweck benutzte man neben anderen Gründen gewöhnlich besondere Gitterbatterien. Bei zahlreichen Parallelschaltungen (stromversorgungsmäßig) von Verstärkern, z.B. in größeren Verstärkerämtern, hat man bisher die Gitterbatterien, aufgeteilt und z. B. für jede zu einem Sicherungsgestell gehörige Verstärkergruppe eine besondere Batterie verwandt, um neben anderen Gründen auch den Schwierigkeiten der verschiedenen Spannungsverhältnisse an den einzelnen Gestellen aus dem Wege zu gehen. Neuerdings geht man vielfach zur -zentralen Gitterspannungsversorgung über und teilt, um den oben genannten Schwierigkeiten zu begegnen, jedem Gestell für jede Gitterspannungsart einen besonderen Spannungsteiler zu, an dem die erforderliche Gitterspannung mit Hand eingestellt wird. In den meisten Fällen ist man auch hier gezwungen, besondere Batte^ rien aufzustellen, um im anderen Falle auftretende Schwankungen durch Belastungsänderungen zu vermeiden, wie dies der Fall wäre, wenn man z. B. die Zentralbatterie des Amtes dazu benutzen würde.

In allen Fällen wird man aber nie ganz frei von Gitterspannungsschwankungen, schon durch die natürlichen Spannungsunterschiede der Batterien im geladenen und entladenen Zustande und die verschiedenen Spannungsabfalle der Entladeleitungen sowie etwaiger Regelapparate für die Heizung. Auch macht es bei größeren Ämtern Schwierigkeiten, die zweckmäßigste Stelle der Verbindung von Gitterbatterie mit Heizbatterie zu ermitteln. Ferner sind eine peinliche Überwachung der Batterien und Spannungen sowie besondere Maßnahmen für Ladung und Entladung erforderlich.

Man könnte nun z. B., wie dies schon vorgeschlagen wurde, die Spannung der Gitterbatterie für sich durch einen der üblichen Spannungsregler konstant halten. Dies würde jedoch nur einen Teil der Schwankungen beseitigen. Außerdem läßt sich ein solcher Spannungsregler für diesen Zweck sehr schwer in den Betrieb eingliedern, namentlich wenn man die Zentralbatterie des Amtes mitbenutzen will, und erfordert verhältnismäßig großen Aufwand und zusätzliche Stromkosten. Mit der Hand einzustellende Spannungsteiler wären daneben weiter erforderlich. So ergeben sich z. B. bei normalem Betrieb ohne Spannungsregler Gitterspannungsschwankungen bis zu 10 °/o> mit zentralern Spannungsregler solche noch bis zu 5 %> was schon merkbare Verstärkungsänderungen zur Folge hat.

Erfindungsgemäß werden diese Schwierigkeiten dadurch beseitigt, indem als Gitterspannungsteiler selbsttätig elektromagnetisch wirkende Spannungsregler in der Weise verwendet werden, daß die erforderlichen Gitter-

spannungen an den Erregerkreisen dieser Spannungsregler selbst abgegriffen werden. Als Spannungsregler für solche Zwecke kommen z. B. Kohledruckregler in Frage, doch lassen sich auch andere Arten von Reglern, hierzu verwenden. Der Regelungsvorgang b$ solchen Reglern bewirkt bekanntlich, daß der" Strom im Erregerkreis (Magnetspule) einen konstanten Wert besitzt, der dadurch herbeigeführt wird, daß der Magnetanker bei-Änderungen der Erzeugerspannung durch mechanische Veränderung eines Widerstandes (z.B. Kohlensäule bei Kohledruckreglern) diesen so lange verändert, bis der Strom wieder dergleiche ist wie vorher. Die Erfindung benutzt diese Tatsache, um den Regler selbst als Spannungsteiler auszubilden und am Erregerkreis die erforderlichen Gitterspannungen abzugreifen. Da in den Gitterleitungen nor- malerweise kein Gleichstrom fließt, bleiben die abgegriffenen Gitterspannungen ebenfalls konstant, da zusätzliche Spannungsabfälle nicht entstehen. Es kann dabei zweckmäßig sein, der Magnetspule noch einen bestimmten Widerstand vorzuschalten oder auch ihr mit oder ohne Vorschaltwiderstaüd einen bestimmten Widerstand parallel zu schalten, um besondere Herausführungen aus der Spule zu vermeiden, so daß an den Widerständen ebenfalls Spannungen abgegriffen werden können. Die Schaltungsanordnung sei an nachstehendem Beispiel erläutert.

In Abb. la stellt 1 den Erregerkreis eines Kohledruckreglers in Form einer Mägnetspule dar. 2 ist die Kohlensäule, 3 die Hebelübertragung, mit der — bei unter dem Einfluß von Spannungsänderungen der Batterie 4 sich drehendem Anker — die Kohlensäule in ihrem Widerstand so lange verändert wird, bis wieder der gleiche Strom wie vorher fließt. Die Schaltung ist so getroffen, daß Batterie, Kohlensäule und Erregerkreis hintereinandergeschaltet sind, der Regler also als Stromregler im Kurzschluß bzw. als leerlaufender nur sich selbst regelnder Spannungsregler arbeitet. 9 und 10 sind die Abgriffe zu den Gittern 7 und 8 der Verstärkerröhren 5 und 6, die durch ihre Heizfäden dargestellt sind. Die Gitter haben gegenüber den Kathoden, die am Punkt 21 an den Spannungsteiler angeschlossen sind, stets konstantes Potential. Dabei ist vorausgesetzt, daß die Röhren, wie bei Verstärkern üblich, negativ vorgespannt sind und demgemäß im Gitterkreis keinen oder nur einen zu vernachlässigenden Gleichstrom führen. Die Anordnung ist jedoch auch anwendbar auf Fälle, in denen zwar Gitter-. strom, jedoch stets gleichbleibender Gitterstrom fließt. In Abb. ib besteht der Erregerkreis 1 aup dem Widerstand 11 und der Spule 12, in Abb. ic tritt außerdem noch der der Magnetspule parallel geschaltete Widerstand 13 hinzu. Diese Widerstände sind für die Wirkung bedeutungslos; sie erleichtern je-■ .doch die Anpassung des Erregerkreises an die vorhandenen Strom- und Spannungsveri.haltnisse und können daneben zum Abgreifen *der Spannungen mitbenutzt werden.

Die dadurch erzielte Konstanz der Gitterspannungen hängt lediglich noch von der Regelgenauigkeit des verwandten Reglers ab, die z. B. bei Kohledruckreglern bekanntlich bis zu + 0,5 °/o getrieben werden kann.

Die Anwendung dieser Anordnung bietet erfindungsgemäß jedoch noch eine große Zahl weiterer Vorteile. Die selbstregelnden Gitterspannungsteiler werden zweckmäßig· an Punkte konstanten Potentials (bei größeren Verstärkerämtern z. B. an solchen Punkten jedes Sicherungsgestells) angeschlossen. Alle sonstigen Spannungsabfälle der Entladeleitung usw., Potential- und Batteriespannungsschwankungen sowie wechselnde Spannungsschwankungen an anderen Regelapparaten, auch solche infolge wechselnder Belastung (z. B. für die Heizung der Röhren) werden mit ausgeglichen. Werden noch besondere Gitterbatterien verwandt, so können diese im Gegensatz zu früher bereits im Batterieraum mit der Heizbatterie verbunden werden. Die Gitter spannungen können beliebig auf den positiven oder negativen Pol der Heizung bezogen werden. Der nicht für'die Heizung der Rohren benutzte Teil der Zentralbatterie des Amtes kann ohne Rücksicht auf ihre sonstige \^erwendung für die Gitterspannungsversorgung mitbenutzt werden. Zur^- Beseitigung etwaiger Störspannungen kann es zweckmäßig sein, die Zuführungen zu den Spannungsteilern oder auch die Gitterleitungen selbst zu verdrossein. Falls höhere Spannungen gebraucht werden, genügt die Anschaltung einer Zusatzbatterie. Ferner kann gleichzeitig geladen und gepuffert werden. Die früher notwendige peinliche Überwachung aller (Spannungen fällt fort.

Die Abb. 2 und 3 zeigen Beispiele für die Verwendung der selbstregelnden Gitterspannungsteiler in Verstärkerämtern. Abb. 2 zeigt die Anordnung für eine besondere Gitterbatterie mit Anknüpfung an den Pluspol der Heizbatterie und zwei Verstärkergruppen. Die Zahlen 1, 4 bis 12 und 21 bedeuten dasselbe wie in Abb. 1. 14 ist die Heizbatterie. Die Darstellung dürfte ohne weitere Erläuterung verständlich sein.

Abb. 3 zeigt die Anordnung für Mitbenutzung der Hälfte der Zentralbatterie als Gitterbatterie und Anknüpfung an den Minuspol der Heizbatterie. Die gleichen Zahlen wie in Abb. 2 bedeuten hier wieder dasselbe. 15 und 16 sind sonstige Belastungen der Zen-

tralbatterie, die aus den Teilen 14 (Heizbatterie von 12 V) und 22 (zweite Hälfte, ebenfalls 12 V) besteht. 17 und 18 sind Entstörungsmittel. 19 stellt eine Zusatzbatterie dar, falls höhere Gitterspannungen erforderlich sind, als Batterie 22 sie liefern kann. Die Zuführungen zu den Spannungsteilern verlaufen in diesem Fall so, wie sie gestrichelt angedeutet sind. 20 sind Regelapparate für den Heizstrom. Die Wirkungsweise dürfte auch hier ohne weiteres verständlich sein.

Die Anwendung dieser Schaltungsanordnungen ist naturgemäß nicht auf die als Beispiele angegebenen Fälle beschränkt, sondern läßt sich auch für anders geartete Fälle durchführen, wo konstante Gitterspannungen erforderlich sind.

Claims (6)

1. Patentansprüche:
   20

   i. Anordnung zur Konstanthaltung der Gitterspannungen für Verstärker, insbesondere für solche in Verstärkerämtern, bei denen die Gitterspannungen von einem gemeinsamen Spannungsteiler abgegriffen werden, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannungsteiler ein selbsttätig elektromagnetisch wirkender Spannungsregler in der Weise verwendet ist, daß der zufolge des konstanten Stromes in der Magnetspule bzw. in einem mit ihr in Serie geschalteten Widerstand oder in einem zu der Magnetspule mit oder ohne Vorschaltwiderstand parallel geschalteten Widerstand auftretende konstante Spannungsabfall als Gitterspannung benutzt ist.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannungsregler ein Kohledruckregler verwandt ist.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Speisebatterie für den Regelkreis eine besondere Batterie, die Heizbatterie oder die Zentralbatterie eines Verstärkeramtes benutzt ist.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzuführungen zum Spannungsteiler oder die von ihm abgehenden Gitterspannungszuführungen durch Drosseln, Widerstände und Kondensatoren entstört sind.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bezugspunkt des Spannungsteilers für die Gitterspannungen mit einem Punkt konstanten oder nahezu konstanten Potentials, sei es am positiven oder negativen Ende des Heizkreises, verbunden ist.
6. 6. Anordnung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß, vom Verbindungspunkt Spannungsteiler-Heizkreis als Bezugspunkt der Gitterspannung aus gesehen, zuerst der Vorschaltewiderstand, alsdann die Spule des Erregerkreises und alsdann das Regelmittel, z. B. die Kohlensäule, liegen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen