DE663385C - Verstaerker- bzw. Empfangsanordnung, deren Verstaerkungsgrad ohne Rueckwirkung auf den Entdaempfungszustand regelbar ist - Google Patents

Description

• Verstärker- bzw. Empfangsanordnung, deren Verstärkungsgrad ohne Rückwirkung auf den Entdämpfungszustand regelbar ist Die Dämpfung eines im Anodenkreis einer Verstärkerröhre liegenden Nutzwiderstandes, z. B. eines Schwingungskreises, beeinflußt die Selektivität dieser Stufe. Man kann diese erhöhen, indem man die Röhre so betreibt, daß sie einen negativen Widerstand darstellt und daher den Belastungskreis ganz oder teilweise entdämpft. Neben den gewöhnlichen Rückkopplungsschaltungen kommen hierfür vor allem Schirrngitterröhren besonderer Bauart in Betracht, welche eine durchbrochene Anode besitzen und hinter derselben noch ein Hilfsgitter und eine Hilfsanode. Dieses Hilfsgitter kann entweder durch Raumladungsstauung oder durch dynamische Rückkopplung zur Herstellung eines negativen Innenwiderstandes herangezogen werden. In allen diesen Fällen ist jedoch die Größe des negativen Innenwiderstandes von der Vorspannung des Steuergitters abhängig. Dies bedeutet, daß bei Änderung des Verstärkungsgrades einer Röhre, indem beispielsweise durch Wahl einer entsprechenden Gittervorspannung der Arbeitspunkt auf der Kennlinie verschoben wird, sich auch die Entdämpfung des Anodenkreises und damit die Selektion ändert. Durch die vorliegende Erfindung wird eine Schaltung und mehrere zur Ausführung derselben geeignete Elemente angegeben, bei welcher die Verstärkung und die Entdämpfung einer Verstärkerstufe völlig unabhängig voneinander geregelt werden können. Dies wird dadurch erreicht, daß bei Einbau einer ein Schirmgitter enthaltenden Entladungsstrecke mit positivem und einer zweiten Entladungsstrecke mit negativem Innenwiderstand in ein gemeinsames Entladungsgefäß, die unter Anwendung von schirmenden Mitteln unabhängig voneinander gesteuert werden können, der zu entdämpfende Belastungskreis an zwei positiv vorgespannte, miteinander verbundene, verschiedenen Entladungsbahnen angehörige Elektroden oder an eine beiden Entladungsstrecken gemeinsame, positiv vorgespannte Elektrode angeschlossen ist und die Verstärkungsregelung an der Entladungsstrecke mit positivem Innenwiderstand erfolgt.
• Es sind bereits Schaltungen bekannt, in denen der Gitterkreis einer Verstärkerröhre durch eine besondere Röhre, entweder in Dynatron- oder in Rückkopplungsschaltung, entdämpft wird. Die Erfindung bezieht sich hingegen auf Schaltungen, in denen ein im Ausgangskreis einer hinsichtlich ihrer Verstärkung zu regelnden Röhre liegender Belastungswiderstand entdämpft werden soll. Es sind ferner Doppelröhren bekannt, die zwei- in Kaskade geschaltete, gegeneinander durch Querwände abgeschirmte Elektrodensysteme einschließlich der Kopplungsglieder enthalten.
• Eine grundsätzliche Lösung der der Erferi-,; dang zugrunde liegenden Aufgabe ist in d& Abb, i angedeutet. Es stellt i eine normale Schirmgitterröhre mit positivem Innenwiderstand, 2 einen mit Verlusten behafteten Belastungskreis und das Schaltsymbol 3 einen dazu parallel geschalteten negativen Widerstand dar. An Stelle von 3 kann im einfachsten Falle eine rückgekoppelte Elektronenröhre verwendet werden, wie dies in Abb.2 für eine Schaltung mit zwei Schirmgitterröhren ausgeführt ist. Links befindet sich die Empfangsverstärkerröhre; deren Verstärkung von dem Arbeitspunkt auf der Kennlinie und damit von det Gittervorspannung abhängt. Die rechte Röhre ist rückgekoppelt und dient zur Entdämpfung des angelegten Kreises und damit zur Selektionserhöhung. Man sieht, daß Kathode, Schirmgitter und Anode der beiden Röhren je das gleiche Potential haben und kann sich diesen Umstand zu einer konstruktiven Vereinigung beider Röhren in einem Kolben zunutze machen. Es ist jedoch dafür zu sorgen, daß sich die Funktionen der beiden Gitter nicht stören und die Steuerung der Elektronenströme unabhängig voneinander erfolgt.
• Eine geeignete Röhrenform ist in Abb. 3 schematisch dargestellt. Die Wirkung beider Steuergitter ist durch das T-förmige Schirmgitter weitgehend getrennt. In anderer und für die praktische Ausführung günstigerer Form läßt sich dieselbe Aufgabe dadurch lösen, däß man die für die verschiedenen Zwecke benötigten Gitter bzw. deren Haltestreben gleich lang wie die Kathode macht, die Formgebung der beiden Hälften jedoch im Bedarfsfalle so verschieden gestaltet, indem. man beispielsweise die Ganghöhe der Gitterwicklung. ändert oder diese stellenweise ganz wegläßt, daß die verschiedenen Teile der Strombahn in verschiedener Weise gesteuert werden. Man erhält auf diese Weise eine Dreigitterröhre gemäß Abb. .4, deren Aufbau einfacher herzustellen ist als das Elektrodensystem der Abb. 3. Die Maschenweite des ersten und des dritten Gitters ist längs der Kathode extrem variiert, so daß nur der eng gewickelte Teil des Gitters eine Steuerwirkung ausübt: Wie ohne weiteres zu ersehen ist, arbeitet die linke Hälfte der Röhre als Schirmgitterröhre, während die rechte Hälfte als Raumladegitterröhre wirkt.
• Wie oben bereits erwähnt wurde, können auch noch andere Effekte zur Erzeugung des negativen Widerstandes. herangezogen werden. Auch in diesen Fällen ergibt sich die Möglichkeit eines einfachen Systemaufbaues in Gestalt von Mehrfachröhren mit durchgehenden Elektroden, deren Formgebung längs der Kathode verschiedenartig ist.
• A@bb. 5 stellt beispielsweise eine Röhre dar, deren linke Hälfte als normale Schirmgitterröhre zur Verstärkung der Hochfrequenzenergie dient. Der rechte Teil der Anode ist durchbrochen ausgeführt und dahinter eine weitere Elektrode angeordnet, welche auf höherem Potential als die Anode liegt und die' von der letzteren ausgehenden Sekundärelektronen aufnimmt. Durch die Sekundäremmission wird ein Dynatroneffekt mit fallender Charakteristik und dadurch eine Entdämpfung des äußeren Kreises erzielt.
• Abb. 6 stellt eine Elektrodenkombination dar, bei welcher die linke Hälfte als Schirmgitterröhre mit Fanggitter wirkt. Die beispielsweise als Maschenelektrode ausgeführte Anode ist auf dieser Seite so dicht, daß die dahinterliegende Elektrode hier nicht zur Wirkung kommt. Auf der rechten Seite ist die Anode stärker durchbrochen und dahinter ein Hilfsgitter mit negativer Vorspannung und eine Hilfsanode auf positivem Potential angebracht. Das Steuergitter ist auf dieser Seite infolge größerer Ganghöhe ohne Einfluß. Die Wirkungsweise der rechten Hälfte ist -damit zu erklären, daß die Dichte des durch die durchbrochene Anode hindurchgehenden Elektronenstromes durch die Schirmgitterspannung, seine Geschwindigkeit durch die Anodenspannung bestimmt wird. In dem Raume zwischen Anode und Hilfsanode tritt eine Raumladung auf, welche durch das Hilfsgitter so beeinflußt werden kann, daß der zur Anode fließende Strom eine fallende Charakteristik aufweist, d. h. mit steigender Anodenspannung abnimmt. Dies bedeutet jedoch nichts anderes, als daß die Kathode-Anoden-Strecke einen negativen Widerstand darstellt, 'ohne daß eine äußere Rückkopplung angewendet -wird und zur Entdämpfung des Anodenkreises dienen kann.
• Eine Röhre gleicher Bauart, bei welcher der negative Widerstand durch Rückkopplung am Hilfsgitter erzeugt wird, zeigt Abb. 7. Ein allen diesen Kombinationsröhren gemeinsames Kennzeichen besteht darin, daß der durch den Belastungskreis fließende Gesamtanodenstrom bei Vergrößerung der negativen Vorspannung des Steuergitters der Entladungsstrecke mit positivem Widerstand einen bestimmten Grenzwert nicht unterschreitet und theoretisch überhaupt nicht auf Null gebracht werden kann (v g1. Abb. 8).
• Anordnungen der oben beschriebenen Art lassen sich mit besonderem Vorteil in Empfangsschaltungen verwenden, in denen eine Verstärkungsregelung zum Zwecke der Beseitigung von Schwunderscheinungen vorgenommen wird.
• In der Abb.9 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt. Mit i ist eine Kombinationsröhre bezeichnet, deren linke Hälfte als Schirmgitterröhre arbeitet, welche die von der Antenne z aufgenommenen Schwingungen verstärkt und dem Gitterkreis des Gleichrichterrohres 3 zuführt. Die rechte Hälfte der Röhre i wirkt als Raumladegitterröhre und ist durch die Spule .4 auf die im gemeinsamen Anodenkreis liegende Induktivität 5 rückgekoppelt. Die Entdämpfung des Anodenkreises und damit auch die Selektivität der Stufe ist mithin völlig unabhängig vom Steuergitterkreis der Röhre i. Im Anodenkreis des Gleichrichters 3 liegt in Reihe mit dem Niederfrequenzübertrager 6 ein Widerstand 7; der an diesem entstehende Gleichspannungsabfall wirkt als Gittervörspannüng des Steuergitters der Röhre i und regelt dadurch den Verstärkungsgrad derselben. Der Kondensator 8 dient als Kurzschlußweg für die Hochfrequenz und bestimmt gleichzeitig die Leitkonstante des Regelvorganges. Damit durch die Verstärkungsregelung weder eine Verzerrung noch eine Selektionsänderung eintritt, ist die linke Röhrenhälfte als Schirmgitterröhre mit längs der Kathodenoberfläche veränderlichem Durchgriff auszuführen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verstärker- bzw. Empfangsanordnung, deren Verstärkungsgrad ohne Rückwirkung auf den Entdämpfungszustand regelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei Einbau einer ein Schirmgitter enthaltenden Entladungsstrecke mit positivem und einer zweiten Entladungsstrecke mit negativem Innenwiderstand in ein gemeinsames Entladungsgefäß, die unter Anwendung von schirmenden Mitteln unabhängig voneinander gesteuert werden können, der zu entdämpfende Belastungskreis an zwei positiv vorgespannte, miteinander verbundene, verschiedenen Entladungsbahnen angehörige Elektroden oder an eine beiden Entladungsstrecken gemeinsame, positiv vorgespannte Elektrode angeschlossen ist und die Verstärkungsregelung an der Entladungsstrecke mit positivem Innenwiderstand erfolgt. z. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathoden und die auf gleichem Potential gehaltenen Elektroden der beiden Entladungsstrecken konstruktiv vereinigt sind. 3. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der negative Widerstand der einen Entladungsstrecke durch eine aus dem Belastungskreis abgenommene und einem zwischen Kathode und Anode liegenden Steuergitter zugeführte Wechselspannung erzeugt wird. q.. Anordnung nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuergitter der beiden Entladungsstrecken sich nur über die zugehörige Entladungsbahn erstrecken und vorzugsweise in der gegenseitigen Verlängerung liegen und durch eine als Scheidewand ausgebildete Abschirmelektrode elektrisch getrennt sind. 5. Anordnung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, dgß die Steuergitter der beiden Entladungsstrecken verschiedene Abstände von der Kathode besitzen und zwischen ihnen ein beide Entladungsstrecken durchsetzendes Schirmgitter angeordnet ist. 6. Anordnung nach Anspruch i, .dadurch gekennzeichnet, daß der negative Widerstand in einer Elektronenentladungsstrecke, die mindestens eine Kathode, ein positives Gitter und eine positive Anode enthält, durch Sekundäremission des Gitters zur Anode erzeugt wird, wobei die Anode das höchste Potential erhält. 7. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der negative Widerstand in einer Mehrgitterröhre mit durchbrochener Anode und hinter derselben befindlichen weiteren Elektroden durch Raumladeeffekte hinter der durchbrochenen Anode erzeugt wird. B. Anordnung nach Anspruch i und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Elektronenentladungsstrecken eine gemeinsame Kathode, ein gemeinsames Schutzgitter und eine gemeinsame Anode besitzen und die Anode derart ausgebildet ist, daß die hinter der Anode befindlichen Elektroden nur den zur Erzeugung des negativen Widerstandes dienenden Teil des von der gemeinsamen Kathode -ausgehenden Elektronenstromes beeinflussen können. 9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die hinter der Anode liegenden Elektroden eine solche Länge und Lage haben, daß sie nur den zur Erzeugung des negativen Widerstandes dienenden Teil des Elektronenstromes beeinflussen können. io. Anordnung nach Anspruch 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß den Elektroden der beiden Entladungsstrecken außer der dem Steuergitter der Elektronenentladttngsstrecke mit positivem Widerstand aufgedrückten Wechselspannung nur feste, aber regelbare Spannungen zugeführt werden. i i. Anordnung nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß außer der dem Steuergitter der Elektronenentladungsstrecke mit positivem Widerstand zugeführten Wechselspannung eine vorzugsweise von dem Belastungskreis der Kombination abgenommene Wechselspannung einem hinter der durchbrochenen Anode liegenden Gitter der Elektronenentladungsstrecke mit negativem Widerstand zur Rückkopplung zugeführt wird und die Spannungen sämtlicher anderen Elektroden der beiden Entladungsstrecken fest, aber regelbar sind. 12. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Eiektronenentladungsstrecke mit dem positiven Widerstand einen längs der Kathodenoberfläche veränderlichen Durchgriff besitzt. 13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke der Schwundbeseitigung beim Empfang elektromagnetischer Wellen der Steuerelektrode der Elektronenentladungsstrecke mit positivem Widerstand eine von der Empfangsintensität abhängige, veränderliche Vorspannung erteilt wird.