DE659531C

DE659531C - Tube transmitter circuit for short waves

Info

Publication number: DE659531C
Application number: DER87355D
Authority: DE
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1933-02-26
Filing date: 1933-02-26
Publication date: 1938-05-05

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Röhrensenderschaltung, namentlich für sehr kurze Wellen, mit der sich einerseits eine sehr gute zeitliche Konstanz der eingestellten Selbsterregungsfrequenz erzielen und andererseits bei absichtlicher Änderung der Frequenz eine gute Konstanz der abgegebenen Leistung ermöglichen läßt. Dabei werden in den Zuleitungen der Stromquellen Hilfsmittel, wie Drosseln, Sperrkreise oder abstimmbare, resonanzfähige Systeme, vermieden, da diese zusammen mit den. Erdkapazitäten der Zuleitungen meist die Inkonstanzen verursachen.
Diese Drosseln und Sperrkreise waren Msher unerläßlich, tun die Gleichstromzuleitungen frei von Hochfrequenz halten zu können. Beim Arbeiten mit sehr kurzen Wellen mußte man auf die Dimensionierung und Anordnung der Drosseln in den Heiz- und in den .anderen Elektrodenzuleitungen äußerste Sorgfalt verwenden, um einigermaßen konstante Verhältnisse in bezug auf Leistung und Frequenz zu bekommen. Die Sperrglieder selbst mußten, um wirksam zu sein, mit ihrer Eigenfrequenz (Parallelresonanz) in der Nähe der Senderfrequenz liegen. Bei Änderung der Senderfrequenz in größerem Bereich traten Inkonstanzen in der Leistungskurve / = / (λ) oder sogar Schwinglöcher je nach Zahl der verwendeten Drosselkreise auf. Dementsprechend hatte auch die Eichkurve des Senders λ = / (Ca/) einen unregelmäßigen Verlauf.The present invention relates to a tube transmitter circuit, especially for very short waves, with which, on the one hand, a very good temporal constancy of the set self-excitation frequency can be achieved and, on the other hand, a good constancy of the output power can be made possible when the frequency is intentionally changed. Aids such as chokes, blocking circuits or tunable, resonance-capable systems are avoided in the supply lines of the power sources, since these are used together with the. Earth capacities of the supply lines mostly cause inconsistencies.
These chokes and trap circuits were essential to keep the direct current feed lines free of high frequency. When working with very short waves, extreme care had to be taken in the dimensioning and arrangement of the chokes in the heating and in the other electrode supply lines in order to obtain reasonably constant conditions with regard to power and frequency. In order to be effective, the blocking elements themselves had to be close to the transmitter frequency with their natural frequency (parallel resonance). When changing the transmitter frequency in a larger range, inconsistencies occurred in the power curve / = / (λ) or even oscillation holes depending on the number of throttle circuits used. Accordingly, the calibration curve of the transmitter λ = / (Ca /) also had an irregular course.

Etwas günstiger arbeitet es sich mit regulier· · baren Sperrkreisen.It works somewhat more favorably with regulatable trap circuits.

Gewisse Vorteile boten auch die Verfahren, bei denen die Kathodenzuleitungen innerhalb oder direkt neben der Gitter- bzw. Anodenindtiktivität herangeführt wurden. Besondere Schwierigkeiten bot aber hier die jeweilige Überführung der Kathodenleitung von Gitter bzw. Anode zur Kathode am Rohr, da ja gerade zwischen diesen Stellen die größten Spannungsunterschiede bestehen, so daß störende Nebenwirkungen kapazitiver oder anderer Art !entstanden und damit diese Verfahren bei höchsten Frequenzen nur teilweise Erfolg hatten.The method in which the cathode leads within or directly next to the grid or anode inductivity were introduced. However, the respective transfer of the cathode lead from the grid presented particular difficulties here or anode to cathode on the tube, as the largest between these points Voltage differences exist, so that disruptive side effects are capacitive or otherwise Art! Was created and this method was only partially successful at the highest frequencies had.

Alle diese Ausführungen haben bei Veränderung der Frequenz und besonders der der höchsten Frequenzen den großen Nachteil, daß Inkonstanzen in der Leistung oder gar Schwinglöcher auftreten.All these versions have a change in the frequency and especially the of the highest frequencies the major disadvantage that inconsistencies in performance or even vibration holes occur.

Würde man bei einem Sender, der mit Drosseln oder abstimmbaren resonanzfähigen Kreisen als Sperrkreise betrieben wird, versuchen, die Eigenwelle zu bestimmen, so würde dies zu falschen Resultaten führen. Die Drosseln, die beim Betrieb des Senders die jeweilige Selbsterregungsfrequemz mitbestimmen, spielen beim ungeheizten Sender eine andere Rolle als im Betrieb und kommen somit anders oder gar nicht j;ur Wirkung.You would with a transmitter that is capable of resonance with chokes or tunable Circles operated as trap circuits, try to determine the eigenwave so this would lead to incorrect results. The chokes that are used when operating the transmitter determine the respective self-excitation frequency, play with the unheated Broadcasters have a different role than in the company and thus come differently or not at all Effect.

Es sind auch Gegentaktschaltungen be-There are also push-pull circuits

kannt, bei denen eine teilweise äußere Sym-.·■ lnetiie vorhanden ist. Jedoch sind in diesen Schaltungen, meist die Induktivitäten zwis< Gitter und Anode und den bzw. dem näc; liegenden Spannungsknoten verschieden, ο es sind die Kapazitäten zwischen den genarisfe ten Elektroden, "und der zugehörigen Kathode verschieden. Infolge dieser äußeren und inneren Unsymmetrie sind in diesen Schaltungen ίο die dielektrischen Steahlungs- und anderen Verluste in den 'einzelnen an die Elektroden derselben Röhre angeschlossenen Kreisen verschieden, so daß es nicht gelingt, die Zuführungspunkte für die Gleichspannungen 1-5 hochfrequenzfrei zu bekommen. Die Folge davon ist, daß sich Ausgleichsströme zwischen den Gleichsparmungsanschlußp unkten ausbilden, deren Größe von der jeweilig erzeugten Frequenz abhängt.knows where a partially external sym-. · ■ lnetiie is present. However, in these are Circuits, mostly the inductances between Grid and anode and the or the next; lying voltage nodes different, ο there are the capacities between the genarisfe th electrodes, "and the associated cathode different. As a result of this external and internal asymmetry are in these circuits ίο the dielectric steel and other losses in the individual circles connected to the electrodes of the same tube, so that it is not possible to identify the feed points to get the DC voltages 1-5 free of high frequencies. The consequence it is that equalizing currents develop between the DC voltage connection points, the size of which depends on the frequency generated in each case.

Die erfindunigsgemäße Röhrensenderschaltung für kürze Wellen, bei der Röhren mit !^gleichwertigen Kapazitäten zwischen den . kalten Elektroden und der Kathode verwendet werden und bei der die Betriebsspannungen bzw. Betriebsspannung in Spannungsknoten eines resonanzfähigen Systems zugeführt werden, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Spaninungsknoten sowohl elektrisch als auch geometrisch symmetrisch zu den Elektroden der Röhre bzw. Röhren gelegt und die wirksamen Kapazitäten zwischen der Kathode und den wechselstromführenden Elektroden durch eine oder mehrere Kapazitäten außerhalb der Entladuinigsstreeke gleich- oder annähernd gleichgemacht werden.The tube transmitter circuit according to the invention for shorter waves in which tubes with! ^ equivalent capacities between the . cold electrodes and the cathode are used and at which the operating voltages or operating voltage are supplied in voltage nodes of a system capable of resonance, is characterized in that the voltage nodes are both electrical and placed geometrically symmetrical to the electrodes of the tube or tubes and the effective Capacities between the cathode and the electrodes carrying alternating current one or more capacities outside the discharge line equal or approximately be made equal.

In den Bildern 1 und 2 sind Ausführungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Röhrenschaltungen gezeigt.· In Bild 1 ist das Generatörrohr eine Triode mit direkt geheizter ■40 Kathode/C Der in diesem Fall frequenzbestimmiende Schwingkreis liegt zwischen Anode j4 und Gitter G. Die zugehörigen Kapazitäten werden durch die Röhrenkapazitäten gebildet: C_ak = Kapazität zwischen Anode und Kathode, CgI₁ = Kapazität zwischen Gitter und Kathode, C_as = Kapazität zwischen Anode und ■ Gitter. .Possible embodiments of the tube circuits according to the invention are shown in Figures 1 and 2. In Figure 1, the generator tube is a triode with a directly heated ■ 40 cathode / C The oscillating circuit that determines the frequency in this case is located between the anode j4 and the grid G. The associated capacitances are determined by the Tube capacities formed: C _a k = capacitance between anode and cathode, _{CgI 1} = capacitance between grid and cathode, C _as = capacitance between anode and ■ grid. .

Da die Wechselspannungen an Anode und Gitter im Falle einer Schwingungserzeugung in Phasenopposition sein müssen, so bildet . sich auf der Induktivität £_fl -{-Lg ein Spannungsknoten M aus, dessen Lage von dem . Verhältnis der Kapazitäten C^ und C₅/_£ abhängt. Die Werte dieser Kapazitäten sind entsprechend dem Durchgriff der betreffenden Röhre verschieden. Um im Punkt M gleichzeitig die Anoden- und Gitterspannungisquellen anschließen zu können, schaltet man είηρη größeren Blockkondensator. C« zwischen L_n und Lg, der so bemessen sein muß., daß er den Hochfrequenzvorgang, praktisch nicht beeinflußt. Mit einem gleichen Kondensator Cf₁ überbrückt man zweckmäßigerweise . die Kathode /OSince the alternating voltages at the anode and grid must be in phase opposition in the case of vibration generation, so forms. on the inductance £ _fl - {- Lg a voltage node M , whose position depends on the. The ratio of the capacities C ^ and C ₅ / _£ depends. The values of these capacitances are different according to the penetration of the tube in question. In order to be able to connect the anode and grid voltage sources at the same time at point M, one switches είηρη larger block capacitor. C «between L _n and Lg, which must be dimensioned in such a way that it practically does not influence the high-frequency process. It is expedient to bridge with an identical capacitor Cf _1. the cathode / O

yine derartige Schaltung ist bei längeren ^fl^llen ^miei^st; ohne Schwierigkeiten verwend- %$$($■ Bei höheren Frequenzen tritt eine Verlustquelle, die durch die Strahlerwirkung der Schaltelemente bedingt ist, stark in den Vordergrund. Diese Verluste wachsen quadratisch mit dem Verhältnis///λ, wobei H eine den geometrischen Abmessungen der strahlenden Leitung proportionale Größe ist. Die diesen Verlusten entsprechenden Strahlungswiderstände und die damit eng verwandten dielek- trischen Verluste in unmittelbarer· Nähe der Schaltelemente, sind bei ungleichen Induktivitäten L_a und Lg und ungleichen Kapazitäten Cak und Cgk auf den beiden Seiten von M bzw. /C verschieden. Die durch die elektrischen und geometrischen Unsymmetrien bedingten verschiedenen wirksamen Erdkapazitäten bewirken, daß die Speisepunkte K ■ und M der Erde gegenüber kein definiertes Potential besitzen, so daß sich Ausgleichsströme über die Gleichspannungsquellen ausbilden können, die auf die erzeugte Frequenz zurückwirken bzw. deren Größe von der jeweiligen Frequenz abhängt.yine Such a circuit is for longer ^ fl ^ cases ^mie i ^st; Use without difficulty- % $$ ($ ■ At higher frequencies, a source of loss caused by the radiation effect of the switching elements comes to the fore. These losses grow quadratically with the ratio /// λ, where H is one of the geometrical dimensions of the The radiation resistances corresponding to these losses and the closely related dielectric losses in the immediate vicinity of the switching elements are in the case of unequal inductances L _a and Lg and unequal capacitances Cak and Cgk on the two sides of M and / The different effective earth capacitances caused by the electrical and geometrical asymmetries have the effect that the feed points K and M have no defined potential in relation to the earth, so that equalizing currents can develop via the direct voltage sources that have an effect on the generated frequency or their Size depends on the respective frequency.

Erfindungsgemäß werden zur Erzielung eines frequenz- und leistungskonstanten Betriebes 'einerseits die Induktivität L_n zwischen Anode und Spannungsknoten M und die Induktivität Lg zwischen. Gitter und Spannungsknoten 'M- gleich- oder annähernd gleichge- macht. Andererseits werden auch dieRöhren kapazitäten C_ak und C_gk durch Zusatzkapazitäten. Caii und Cgi/ einander gleichgemacht. Mit Cak -j- Cak' = Cgk -χ-Cgk' werden unter anderen die spannungsabhängigen Verluste und mit L_a —Lg die Strahlungsveiiuste zu beiden Seiten von M und K. gleich.According to the invention, in order to achieve constant frequency and power operation, on the one hand the inductance L _n between the anode and voltage node M and the inductance Lg between. Lattice and tension nodes' M- made equal or approximately equal. On the other hand, the tubes also become capacitances C _a k and C _g k by additional capacities. Caii and Cgi / made equal to each other. With Cak -j- Cak ' = Cgk -χ-Cgk' the voltage-dependent losses, among other things, and with L _a -Lg the radiation ratio on both sides of M and K. become the same.

Verwendet man. außerdem auf beiden Seiten von M und K. elektrisch gleiche Materialien im Rohr und in den Schaltelementen, sorgt man für gleiche Formgebung der Schaltelemente und für symmetrische Lage der Anodenseite und der Gitterseite zur Erde bzw. zur nächsten Bezugsebene, so werden die kapazitiven Verschiebungsströme und damit die no dielektrischen Verluste in der Umgebung des Senders und schließlich, bei ebenfalls symmetrischer Ankopplung evtl. weiterer Kreise, auch alle stromabhängigen Verluste für Gitter- und Anodenseite gleich.If you use. In addition, electrically identical materials in the tube and in the switching elements on both sides of M and K. If you ensure the same shape of the switching elements and a symmetrical position of the anode side and the grid side to earth or to the next reference plane, the capacitive displacement currents and thus the no dielectric losses in the vicinity of the transmitter and finally, with symmetrical coupling of possibly further circuits, all current-dependent losses for the grid and anode side are the same.

Bild 2 stellt eine beispielsweise Ausfüliruaigsmöglichkeit eines völlig symmetrischen Einrohrkurzwellensenders mit indirekt geheizter Kathode dar. In der. Schaltung ist. das Rohr als Wechselspannungsquelle und sind die zum Schwingungskreis erforderlichen Kapazitäten in und außerhalb des RohresFigure 2 shows an example of a completion option a completely symmetrical single-tube short-wave transmitter with indirectly heated Cathode. In the. Circuit is. the pipe as an alternating voltage source and are the capacities required for the oscillation circuit inside and outside the pipe

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und die dazugehörige Induktivität bzw. Induktivitäten in Form einer Brückenschaltung gezeichnet. and the associated inductance or inductances drawn in the form of a bridge circuit.

Auf der in der Zeichnung rechten Brückenhalf te ist die Induktivität L_a -j- L_g zwischen Anode und Gitter durch einen Kondensator Cn so aufgetrennt, daß beim Betrieb des Senders die Verluste beiderseits von M einander gleich sind. Der Überbrüekungskondensator C_Ä On the bridge half te on the right in the drawing, the inductance L _a -j- L _g between anode and grid is separated by a capacitor Cn in such a way that the losses on both sides of M are equal when the transmitter is in operation. The bridging capacitor C _Ä

ίο an der Trennstelle muß so bemessen sein, daß er den Hochfrequenzvorgang praktisch nicht beeinflußt. Zu beiden Seiten von C„ werden in üblicher Weise die Gitter- und Anodenspannungsquellen angeschlossen.ίο at the separation point must be dimensioned in such a way that that it practically does not affect the high frequency process. On both sides of C " the grid and anode voltage sources are connected in the usual way.

Auf der in der Zeichnung linken Brückenhälfte liegen die Röhrenkapazitäten C_ak und Cgu, die ohne zusätzliche Abgleichkapazitäten meist noch kein Gleichgewicht der gesamten Brückenschaltung ergeben. Man fügt daher zu einer oder zu beiden der Röhrenkapazitäten Cak umd Cgu Zusatzkapazitäten Ca// bzw. Cgii hinzu, bis die Brücke genügend abgeglichen ist.On the left half of the bridge in the drawing are the tube capacitances C _a k and Cgu, which without additional balancing capacities usually do not result in an equilibrium of the entire bridge circuit. One therefore adds additional capacities Ca // or Cgii to one or both of the tube capacities Cak and Cgu until the bridge is sufficiently balanced.

Nach diesen Maßnahmen gelingt es ohne weiteres, die Heizstromquelle und die anderen Pole der Anoden- und Gitterspannungsquelle bzw. Spannungsquellen bei Röhren mit mehr als drei Elektroden, ohne Hilfsmittel und ohne daß Hochfrequenzenergie über diese Pfade verlorengeht, anzulegen.After these measures, the heating power source and the others succeed without further ado Poles of the anode and grid voltage sources or voltage sources for tubes with more than three electrodes, without tools and without losing radio frequency energy through these paths.

Die Gitteranodenkapazität C_ag hat auf den Brückenabgleich keinen Einfluß; da sie über neutralen Punkten des symmetrischen resonanzfähigen Systems liegt. Über diese Punkte kann in bekannter Weise eine variable Kapazität, eine variable Induktivität oder ein Schwingkreis bei oder zwecks Änderung der Frequenz gelegt werden.The grid anode capacitance C _ag has no influence on the bridge adjustment; because it lies above the neutral points of the symmetrical system capable of resonance. A variable capacitance, a variable inductance or an oscillating circuit can be placed over these points in a known manner at or for the purpose of changing the frequency.

Die eingestellte Symmetrie ist von der jeweiligen Frequenz unabhängig, da das Brük-The set symmetry is independent of the respective frequency, as the bridge

' kengleichgewicht bestehen bleibt, wenn nicht durch die Abstimmelemente willkürlich Unsymmetrien hereingebracht werden. Es sind also bei Freqiienzanderangen keinerlei Nacliregulier ungen erforderlich.'ken equilibrium remains, if not through the tuning elements arbitrary asymmetries be brought in. So there are no nacliregulators whatsoever in the case of frequency interferences necessary.

Schaltungen nach vorliegender Erfindung können ohne jede Drossel und andere Hilfsmittel oder Kunstschaltungen betrieben werden und lassen sich einwandfrei abschirmen.Circuits according to the present invention can be used without any choke and other aids or art circuits are operated and can be properly shielded.

Die unangenehm sich auswirkenden Frequenz- und Leistutngsänderungen bei Annäherung an die GleichstroimzuleitUingen oder bei Berühren derselben verschwinden völlig.. Dies ist wichtig für die Bedienung des Senders, besonders bei transportablen Sendern. Für den gesamten Aufbau der Schaltung gelten natürlich die auch sonst üblichen grundsätzlichen Regeln für das Arbeiten mit höchsten Frequenzen,, d. h. unbeabsichtigte Kopplungen kapazitiver oder induktiver Art müssen vermieden werden. The unpleasant effects of frequency and power changes when approaching the direct current supply lines or if they are touched disappear completely. This is important for operating the transmitter, especially with portable transmitters. For the whole Structure of the circuit, of course, the usual basic rules also apply for working with the highest frequencies, d. H. unintentional couplings more capacitive or inductive type must be avoided.

Schaltungen nach vorliegender Erfindung sind gegenüber äußeren Einflüssen und bis zu einem gewissen Grade auch gegenüber Schwankungen ■ der zugehörigen -. Spannungsquellen unempfindlich. Die jeweils eingestellte Selbsterneguingsfrequenz ist außerordentlich konstant. Deshalb läßt sich der Erfmdungsgedanke mit großem Vorteil auch auf Kurz- ■ Wellenempfänger anwenden, die mit Röhrenanordnungenversehen sind, welche zur Selbsterregung gebracht werden können (Übeiiagerungs- und Überrückkopplungsschaltungen). Die Durchführung eines Zwisehenfrequenzempfanges bei ultrakurzen Wellen war bisher immer schwierig, da sowohl Sender als auch Überlagerer hinsichtlich ihrer Frequenz inkonstant waren. Die Anwendung der hier gegebenen Richtlinien gestattet, äußerst frequenzkoostante Sender und Überlagerer zu bauen.Circuits according to the present invention are against external influences and up to to a certain extent also against fluctuations ■ of the associated -. Voltage sources insensitive. The self-learning frequency set in each case is extremely constant. Therefore, the concept of the invention can also be used with great advantage on short wave receivers that are equipped with tube arrangements which can be made to self-excite (over-positioning and over-feedback circuits). The implementation of a dual frequency reception with ultrashort waves has always been difficult, as both the transmitter and the superimposed with regard to their Frequency were inconsistent. The application of the guidelines given here allows to build extremely frequency-constant transmitters and superimposers.

- ,Bei Mehrgitterröhren, d. h. bei Röhren mit mehr als drei Elektroden, gelten natürlich dieselben Grundsätze der Symmetrierung in bezug auf Abgleich der evtl. etwas abgeänderten Brücke und in bezug auf Zuführung der Stromquellen in den den Spannungsknoten entsprechenden Eckpunkten der Brücke.-, In the case of multi-grid tubes, i.e. H. for tubes with more than three electrodes, of course, the same principles of symmetry apply with regard to the adjustment of the possibly slightly modified bridge and with regard to the supply of the Current sources in the corner points of the bridge corresponding to the voltage nodes.

Claims

Patent claims:

1. Tube transmitter circuit for short waves, with tubes with unequal values Capacitance is used between the cold electrodes and the cathode and in which the operating voltages or operating voltage in voltage nodes of a resonant. System fed are characterized in that the voltage nodes are both electrical as well as geometrically symmetrical to the electrodes of the tube or tubes and the effective capacities between the cathode and the alternating current <. leading electrodes through an or several capacities outside the discharge path are made equal or approximately equal.

2. Transmitter in circuit according to claim 1, characterized in that the resonance Q ¹¹ nanzfähige system, via which the operating voltages are supplied to the frequency-determining resonant circuit is of the relevant tube generator.

3. Transmitter circuit according to claim 1, "5 characterized in that on the resonance system when changing or a variable alternating resistor is switched to change the frequency generated will.

4. Transmitter circuit according to claim 1, characterized in that, each energy

incoming or outgoing circle coupled symmetrically to the tension node will.

5. Shortwave tube receivers that use Tube arrangements are provided, which can be made to self-excite, characterized in that the circuits of the oscillating o the oscillatable Tubes according to the claims 1 to 4 are executed.

1 sheet of drawings