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Gegentaktröhrenanordnung zur Verstärkung und/oder Frequenzvervielfachung
sehr kurzer Wellen Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gegentaktröhrenanordnung,
bei der die Schwingkreisinduktivität'en in Form von Rohrleitungsbügeln direkt in
die zugehörigen Elektroden übergehen und bei der die beiden Entladungssysteme achsparallel
und nahe nebeneinander angeordnet sind. Die Röhrenanordnung soll vorzugsweise zur
Verstärkung sehr kurzer Wellen dienen. Es werden normale, vorzugsweise im Raumladungsgebiet
arbeitende und gittergesteuerte Entladungs-Systeme verwendet. Diese Entladungssysteme
und zumindest die angrenzenden Teile der Tnduktivitäten sind von einem gemeinsamen
gasdichten Gefäß umschlossen.
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Es sind bereits Gegentaktröhrenanordnungen, sogar mit konzentrischen
Rohren als Schwingkreise, bekannt, bei denen die Kathoden über abgestimmte Schwingkreise
verbunden sind, um eine möglichst günstige Schwingungsanfachung zu erreichen. Bei
der vorliegenden Erfindung handelt es sich im Gegensatz zu den bekannten Generatoranordnungen
um eine Anordnung zur Verstärkung und/oder Frequenzvervielfachung für sehr kurze
Wellen, bei der eine Selbsterregung nicht nur unerwünscht ist, sondern sogar mit
allen Mitteln unterdrückt werden muß. Es werden in der erfindungsgemäßen Anordnung
vorzugsweise normale raumladungsgesteuerte Entladungssysteme mit mehreren durchbrochenen
Elektroden (Gittern) verwendet. Die Einfügung eines Schirmgitters macht sich notwendig,
um die naturgemäß vorhandene Rückkopplung über die Anoden-Gitter-Kapazität in der
Wirkung herabzusetzen.
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Würde man bei der Planung einer Verstärkerschaltung den bereits eingeschlagenen
Weg weitergehen und auch den Schirmgittern in bekannter Weise abgestimmte Kreise
zuordnen, so würde sich infolge der vielen Freiheitsgrade
bezüglich
der Selbsterregung eine äußerst labile Schaltung ergeben, die selbst für eine einzige
feste Betriebsfrequenz kaum einstellbar sein würde. Bei einer Frequenzvervielfachungsschaltung
stände man außerdein vor der Frage, auf welche Frequenz diese Kreise abzustimmen
sind. Diese und ähnliche Schwierigkeiten sollen durch die Erfindung behoben werden.
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Die Gegentaktröhrenanordnung gemäß der Erfindung, bei der die Schwingkreisinduktivitäten
in Form von Rohrleitungsbügeln direkt in die zugehörigen Elektroden übergehen und
die beiden Entladungssysteme achsparallel und nahe nebeneinander angeordnet sind,
ist dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Röhren Schirmgitter besitzen und däß
sowohl die emittierenden (Kathode) als auch die abschirmenden (Schirmgitter) Elektroden
durch parallele Metallbänder öder konzentrische Rohre, die zugleich die Belegungen
eines Überbrückungskondensators bilden, unmittelbar miteinander verbunden sind.
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Es ist an sich bekannt, die Zuführungen zu den Elektroden einer Ultrakurzwellenröhre
unmittelbar an den Anschlußstellen, und zwar unter Verwendung der Zuführungsleitungen
als Kapazitätsflächen kapazitiv zu erden bzw. zu überbrücken. Durch die Anwendung
dieses Gedankens bei der Gegentaktröhrenanordnüng, auf die sich die Erfindung bezieht,
ergibt sich jedoch eine besonders vorteilhafte Konstruktion, die eine wirksame Verstärkung
kürzester Wellen ohne Schwierigkeiten ermöglicht.
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Zweckmäßigerweise wird man den Eingangskreis (Gitterkreis) und den
Ausgangskreis (Anodenkreis) nach verschiedenen Seiten, in der Richtung der Systemachsen
gesehen, ausführen. Weiterhin wird man zwecks völliger Entkopplung die Ebenen der
Induktivitätsbügel annähernd 9o° gegeneinander verdrehen: Beidem notwendigerweise
gedrängten Aufbau, die Verbindungen zwischen den gleichartigen Elektroden müssen
möglichst kurz gegenüber der zu verstärkenden Welle sein, ist es ratsam, die beiden
Entladungssysteme, die induktionsfreien Verbindungen zwischen den Kathoden bzw.
Schirmgittern und zumindest die angrenzenden Teile der Schwinginduktivitäten mit
einem gemeinsamen gasdichten Gefäß zu umschließen.
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Die erfindungsgemäße Anordnung bietet den Vorteil, daß die Betriebsfrequenz
durch an sich bekannte Mittel innerhalb der üblichen Grenzen geändert werden kann
und daß dabei nicht mehr Abstimmkreise als bei einem normalen Langwellenverstärker
bzw. Vervielfacher vorhanden sind. Außerdem wird durch die konstruktive Ausbildung
der Elektroden und der Schwingkreisinduktivitäten eine günstige Scheinwiderständsänpassun.g
und eine zweckmäßige Ableitung der Wärme erreicht.
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In den Abb. r bis 3 sind einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens
dargestellt. Abb. r zeigt im Prinzip die erfindungsgemäße Gegentäktröhrenanordnung.
Die Ausmaße und die Anordnung der Elektroden sind absichtlich derart gewählt worden,
daß die Schaltung ohne weiteres erkenntlich wird. Der Gitterkreis St, der aus einem
Rohrleitungsbügel besteht, geht an seinen Enden direkt in die Steuerelektroden G1
bzw. G2 über. In der Folge sollen deshalb die angrenzenden Rohrleitungsteile ebenfalls
die Bezeichnung der zugehörigen Elektroden tragen. Der Ausgangskreis N liegt auf
der entgegengesetzten Seite und ist in gleicher Weise aufgebaut. Die Enden des Rohrleitüngsbügels
gehen diesmal ohne Veränderung der Form direkt in die Anoden A; und A2 über. Zwischen
den Anoden und Steuerelektroden liegen Schirmgitter S1, S2. - In der gemeinsamen
Achse .der beiden Rohrleitungsbügel liegen die Kathoden KI,: K2. Sowohl die Kathoden
als auch die Schirmgitter sind durch möglichst kurze induktivitätsfreie Verbindungen
Vk bzw. Tls miteinander verbünden Zwischen beiden Verbindungen ist ein Überbrückungskondensator
C" vorgesehen. Die Verbindungen müssen weitgehend induktionsfrei z. B. in Form von
kurzen breiten Bändern oder konzentrischen Rohren ausgeführt sein, damit sich bei
der zu verstärkenden Frequenz kein merklicher Potentialunterschied zwischen den
unmittelbar verbundenen Elektroden ausbilden kann. Die zur Verbindung dienenden
Metallbänder bzw. Rohre bilden zugleich die Belegungen des Überbrückungskondensators
Gii,was der Einfachheit halber nicht dargestellt ist. Zur Erhöhung der Kapazität
kann man ein Material mit hoher Dielektrizitätskonstante einfügen.
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Zur Veränderung der Eigenfrequenz der Schwingkreise können an sich
bekannte Mittel Verwendung finden, z. B. können die Rohrleitungsbügel in Form von
Posaunenschiehern ausgebildet sein. Bei der Verwendung eines künstlichen Kühlmittels,
welches zweckmäßig in den Symmetriepunkt M der Schwingkreisinduktivitäten zu- ;
bzw. abgeführt wird, ist es vorteilhaft, die Rohr-Leitungsbügel in geometrischer
Hinsicht unverändert zu lassen und quer zu den Bügelhälften veränderbare Kondensatoren
zu legen.
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Abb. a zeigt die beiden Entladungssysteme und die nähere Umgebung
derselben in vergrößertem Maßstabe. Gleiche Bezugszeichen deuten auf gleiche Elemente
hin. Von besonderem
Interesse ist lediglich die Ausbildung der
Verbindungsleitung und die Form der Kathode. Die emissionsfähigen Teile der Kathode
hl, K2 werden durch Heizelemente Hl, H2 indirekt beheizt. Die Verbindung der emittierenden
Elektroden untereinander geschieht durch eine kurze Verbindungsleitung Vk. Die Schirmelektroden
sind durch eine entsprechende Verbindung VS zu-
sammengeschlossen. Die Heizelemente
H können nun mit Hilfe der Verbindungsleitungen Y'k in Reihe oder parallel geschaltet
werden. Die Leitungsführung bleibt in beiden Fällen annähernd dieselbe; lediglich
die Anschlüsse für die Heizstromquelle Uk müssen entsprechend gewählt werden. Um
Änderungen des Wellenwiderstandes möglichst zu vermeiden, sind nicht alle Verbindungsleitungen
auf einer Seite ausgeführt, sondern gleichmäßig auf beide Stirnseiten der Entladungssysteme
verteilt. Um etwa vorhandene geringe Wechselspannungsunterschiede zwischen den Verbindungsleitungen
wirksam beseitigen zu können, sind die eingangs genannten fiJberbrückungskondensatoren
C ;i vorgesehen, die von den Verbindungsleitungen selbst gebildet werden.
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Abb.3 zeigt beispielsweise einen fremdgesteuerten Kurzwellensender,
dessen Hauptglied eine Verstärkerstufe bzw. Frequenzvervielfacherstufe bildet, in
der die erfindungsgemäße Gegentaktröhrenanordnung verwendet wird.
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Von einem Steuersender O aus wird der Eingangskreis St z. B. einer
Verstärkerstufe fremderregt. Die elektrische Länge des Eingangskreises und des Ausgangskreises,
gerechnet von der Mitte des Entladungssystemes bis zu den Mitten M (Symmetriepunkt)
der Rohrleitungsbügel betragen je etwa A/4 der Betriebswelle. Die Verbindung der
Kathoden bzw. Schirmgitter untereinander erfolgt gemäß Abb. i oder Abb. 2 oder einer
Kombination davon. Die Betriebsspannung für die Steuerelektroden Ug und die für
die Anoden U" werden in den entsprechenden Symmetriepunkten M zugeführt. Der Ausgangskreis
N ist mit einem Lastkreis L, der z. B. aus einer Antenne bestehen
kann, gekoppelt.