DE684162C

DE684162C - Amplifier circuit for very high frequencies

Info

Publication number: DE684162C
Application number: DEN38737D
Authority: DE
Inventors: Dr Albert Van Der Ziel
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1935-10-18
Filing date: 1935-10-19
Publication date: 1939-11-23

Description

Verstärkerschaltung für sehr hohe Frequenzen Die Erfindung bezieht sich auf eine Verstärkerschaltung für sehr hohe Frequenzen, [)ei der zwischen das Steuergitter und die Kathode einer oder mehrerer Verstärkerröhren ein auf die zu verstärkende Frequenz abgestimmter Schwingungskreis eingeschaltet ist.Amplifier circuit for very high frequencies The invention relates on an amplifier circuit for very high frequencies, [) ei the between the Control grid and the cathode of one or more amplifier tubes on the one amplifying frequency tuned oscillation circuit is switched on.

Wenn dem Steuergitter einer Elektronenröhre eine Spannung sehr hoher Frequenz zugeführt wird, so wird der das Steuergitter durchfließende Strom eine Phasenverschiebung in bezug auf die Steuergittervorspannung aufweisen, infolge des Umstandes, daß die Laufzeit der Elektronen in bezug auf die Periode der angelegten Spannungen nicht vernachlässigbar klein ist. Infolge dieser Phasenverschiebung verhält sich die Röhre in solcher Weise, als ob zwischen das Steuergitter und die Kathode ein Ohmscher Widerstand eingeschaltet wäre. Es wird dadurch eine zusätzliche Dämpfung des Gitterkreises herbeigeführt. Der zwischen Steuergitter und Kathode auftretende scheinbare Ohmsche Widerstand wurde von C. J. Bakker und G. d e V r i e s in einem in Physica a, S. 683 bis 697, Juli 1935, veröffentlichten Aufsatz berechnet.If a voltage of very high frequency is applied to the control grid of an electron tube, the current flowing through the control grid will have a phase shift with respect to the control grid bias, due to the fact that the transit time of the electrons is not negligibly small with respect to the period of the applied voltages . As a result of this phase shift, the tube behaves as if an ohmic resistor were connected between the control grid and the cathode. This brings about additional damping of the grid circle. The apparent ohmic resistance occurring between the control grid and cathode was calculated by CJ Bakker and G. de V ries in an article published in Physica a, pp. 683 to 697, July 1935.

Gemäß diesem Aufsatz ist der Reziprokwert dieses Widerstandes gleich wobei S die Steilheit der Kennlinie ist, welche den Zusammenhang zwischen dem das Steuergitter durchfließenden Gesamtstrom und der Steuergitterspannung angibt, während co die Kreisfrequenz der zugeführten Hochfrequenzspannung und a die Laufzeit der Elektronen zwischen der Kathode und dem Steuergitter darstellt.According to this article, the reciprocal of this resistance is the same where S is the steepness of the characteristic curve which indicates the relationship between the total current flowing through the control grid and the control grid voltage, while co represents the angular frequency of the supplied high-frequency voltage and a represents the transit time of the electrons between the cathode and the control grid.

Wenn die Verstärkung der Schaltung in üblicher Weise durch Änderung der Steuergittervorspannung der Verstärkerröhren geregelt wird, so weist die Steilheit und mithin auch der obengenannte scheinbare Widerstand für jede Einstellung der Verstärkung einen anderen Wert auf. Es wird also für jede Einstellung der Verstärkung eine verschiedene zusätzliche Dämpfung der Gitterkreise herbeigeführt, so daß auch die Selektivität der Schaltung . für jeden Wert der Verstärkung verschieden ist.If the gain of the circuit in the usual way by changing the control grid bias of the amplifier tubes is regulated, so the slope and therefore also the above-mentioned apparent resistance for each setting of the Gain a different value. So it will be for each gain setting a different additional attenuation of the lattice circles brought about, so that too the selectivity of the circuit. is different for each value of the gain.

Dieser Nachteil wird erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß in die dem Anoden- und Gitterkreis gemeinsame Kathodenleitung der Verstärkerröhre bzw. -röhren ein vorwiegend Ohmscher Widerstand eingeschaltet ist, der so bemessen ist, daß der infolge der Phasenverschiebung zwischen der Steuergittervorspannung und dem das Steuergitter durchfließenden Strom zwischen Steuergitter und Kathode auftretende scheinbare Ohmsche Widerstand ausgeglichen oder nahezu ausgeglichen wird.This disadvantage is eliminated according to the invention that in the cathode line of the amplifier tube or -röhren a predominantly ohmic resistance is switched on, which is dimensioned in such a way, that due to the phase shift between the control grid bias and the current flowing through the control grid between the control grid and cathode apparent ohmic Resistance balanced or nearly balanced will.

Die Einschaltung eines Ohmschen Widerstandes in die Kathodenleitung ist bei Ver-: stärkerschaltungen für sehr hohe Frequente für andere Zwecke bekannt. Neu ist aber cie besondere Bemessung des in die Kathoden-" leitung eingeschalteten vorwiegend Ohmschen Widerstandes, durch welche Bemessung die Abhängigkeit der Dämpfung des Eingangskreises von der Röhrensteilheit beseitigt wird.The inclusion of an ohmic resistor in the cathode line is known in amplifier circuits for very high frequencies for other purposes. What is new, however, is the special dimensioning of what is connected to the cathode line predominantly ohmic resistance, through which dimensioning the dependency of the attenuation of the input circuit is eliminated from the tube slope.

Die Erfindung wird an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. - . .The invention is based on the embodiment shown in the drawing explained in more detail. -. .

In der Zeichnung ist eine Schirmgitterröhre dargestellt, bei der das Steuergitter und die Kathode mit einem abgestimmten Schwingungskreis verbunden sind, der aus einer Selbstinduktion L und einer veränderlichen Kapazität C besteht. Die durch die im Schwingungskreise auftretenden Verluste herbeigeführte Dämpfung wird durch den Parallelwiderstand R dargestellt. In der Kathodenleitung der Röhre liegt ein Widerstand Rk, und die Kapazität zwischen dem Steuergitter und der Kathode wird durch Cgk dargestellt.In the drawing, a screen grid tube is shown in which the The control grid and the cathode are connected to a tuned oscillation circuit, which consists of a self-induction L and a variable capacitance C. the caused by the losses occurring in the oscillation circuit damping represented by the parallel resistance R. Located in the cathode lead of the tube a resistor Rk, and the capacitance between the control grid and the cathode becomes represented by Cgk.

Die Spannung über den Schwingungskreis beträgt V und die Spannung zwischen dem Steuergitter und der Kathode Vg. Ferner ist der die Kapazität Cgl, durchfließende Strom mit i, und der von der Anode und dem Schirmgitter aufgenommene Strom mit ik bezeichnet.The voltage across the resonant circuit is V and the voltage between the control grid and the cathode Vg.Furthermore, this is the capacitance Cgl, flowing through current with i, and that absorbed by the anode and the screen grid Current designated with ik.

Ist nun die Rückwirkung der Anode und des- Schirmgitters vernachlässigbar, so ist ik = Shg. Ferner ist i, = ja) Cg,7, # Vg, also V=Vg+ (ik -I- i@) Rk =Vg [z --1- Rk(S -i- i C0 Cgk)1 - Aus diesen Gleichungen läßt sich die infolge der Anwesenheit des Widerstandes Ri, scheinbar parallel zum Schwingungskreis auftretende Impedanz leicht errechnen. Diese Impedanz Zg läßt sich wie die. Parallelschaltung eines Ohmschen Widerstandes Rg und einer Kapazität Cg auffassen. Die Kapazität Cg ergibt nur eine Verstimmung des Eingangskreises, sie führt aber keine zusätzliche Dämpfung herbei. Die durch die Anwesenheit des Widerstandes Rk bedingte Dämpfung wird also nur durch den Widerstand Rg bestimmt; für die bei der Berechnung annähernd gefunden wird: Rg=co2 CgkRk (i --2SRk).If the reaction of the anode and the screen grid is negligible, then ik = Shg. Furthermore, i, = yes) Cg, 7, # Vg, i.e. V = Vg + (ik -I- i @) Rk = Vg [z --1- Rk (S -i- i C0 Cgk) 1 - From these equations the impedance appearing parallel to the oscillating circuit due to the presence of the resistor Ri can easily be calculated. This impedance Zg can be like that. Conceive parallel connection of an ohmic resistor Rg and a capacitance Cg. The capacitance Cg only results in a detuning of the input circuit, but it does not bring about any additional attenuation. The damping caused by the presence of the resistor Rk is therefore only determined by the resistor Rg; for which the calculation approximately finds: Rg = co2 CgkRk (i --2SRk).

fiese Dämpfung hat ein positives Glied: -C#j# Rk, das nicht von der Steilheit ab-#id a gt, und ein negatives, also entdämpfendes i n # Glied:.- 2 a)2 S Cäa; Rh , das der Steilheit proportional ist. Der Wert des Widerstandes Rk wird nun so gewählt, daß oder ist- diese Bedingung erfüllt, so beträgt die gesamte zusätzliche Dämpfung des Eingangskreises des Schwingungskreises Diese Dämpfung ist also von der Steilheit der Verstärkerröhre unabhängig, d. h. die Selektivität der Schaltung ist von der Vorspannung der Steuergitter der Verstärkerröhren unabhängig. Die Kapazität zwischen der Kathode und dem Heizfaden ist zu dem Widerstand Rk parallel geschaltet. Wenn man diese Kapazität in die Rechnung einführt, so ergibt sich, daß diese Kapazität keinen nachteiligen Einfluß auf die beabsichtigte Wirkung ausübt. Nur soll man für den Widerstand Rk einen etwas kleineren Wert wählen, als aus der obigen Rechnung hervorgeht.This nasty attenuation has a positive term: -C # j # Rk, which does not depend on the slope- # id a gt, and a negative, that is, damping in # term: .- 2 a) 2 S Cäa; Rh, which is proportional to the steepness. The value of the resistor Rk is now chosen so that or if this condition is met, the total additional damping of the input circuit of the oscillation circuit is This attenuation is therefore independent of the steepness of the amplifier tube, ie the selectivity of the circuit is independent of the bias voltage of the control grids of the amplifier tubes. The capacitance between the cathode and the filament is connected in parallel to the resistor Rk. If this capacity is included in the calculation, it turns out that this capacity has no adverse influence on the intended effect. Only one should choose a slightly smaller value for the resistance Rk than can be seen from the above calculation.

Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel wurden gute Ergebnisse mit einem Widerstand von zoo Ohm mit dazu parallel geschalteter Kapazität von 2o,uuF erhalten.In a practical embodiment good results have been obtained with a resistance of zoo ohms with a capacitance of 2o, uF connected in parallel obtain.

Claims

PATENT CLAIM: Amplifier circuit for very high frequencies, at between the control grid and the cathode of one or more amplifier tubes an oscillating circuit tuned to the frequency to be amplified is switched on and a damping of this circle occurs due to the running time, thereby characterized in that in the cathode line common to the anode and grid circuit A predominantly ohmic resistance is switched on in the amplifier tube or tubes which is dimensioned in such a way that the attenuation caused by the running time is compensated will.