DE688045C

DE688045C - Anode-neutralized amplifier arrangement for short waves of high power by means of a tube simulation

Info

Publication number: DE688045C
Application number: DE1935T0046031
Authority: DE
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1935-11-19
Filing date: 1935-11-19
Publication date: 1940-02-10
Also published as: FR813706A; US2163582A; US2170653A; NL80058B; NL51108C; GB478849A

Description

Mittels einer Röhrennachbildung anodenneutralisierte Verstärkeranordnung für kurze Wellen großer Leistung Der Erzeugung großer Leistungen bei sehr kurzen Wellen stehen die mit zunehmender Leistung steigenden Abmessungen der Senderöhren aus verschiedenen Gründen im Wege. Bei größeren Abmessungen nehmen die Kapazitäten zu, so daß es Schwierigkeiten macht, auf eine genügend kleine Welle herunterzukommen.Anode-neutralized amplifier arrangement by means of a tube replica for short waves of great power The generation of great powers with very short ones Waves stand for the dimensions of the transmission tubes, which increase with increasing power in the way for various reasons. With larger dimensions, the capacities decrease so that it is difficult to get down on a wave that is sufficiently small.

Bei einer neutralisierten Senderstufe ist es ferner sehr wichtig, daß die Verbindung zwischen dem Gitter der eigentlichen Röhre und dem Gitter der Nachbildung im Neutrozweig sehr kurz ist, da trotz Einstellung des Brükkengleichgewichtes auf Entkopplung des Eingangskreises vom Ausgangskreis eine Rückkopplung oder Gegenkopplung auftreten kann, was beides in bestimmten Fällen sehr unerwünscht sein kann.With a neutralized transmitter level, it is also very important that the connection between the grid of the actual tube and the grid of the Replica in the neutro branch is very short, because despite the setting of the bridge equilibrium a feedback or negative feedback on the decoupling of the input circuit from the output circuit can occur, both of which can be very undesirable in certain cases.

Eine Leistungserhöhung durch Steigerung der Anodengleichspannung hat eine Grenze, da die Dämpfung zu stark abnimmt und deshalb eine genügende Bandbreite nicht zu erzielen ist. Die Ursache liegt darin, daß man bei erhöhter Anodengleichspannung zur Erzielung einer größeren Anodenwechselspannung bei gleichem Strom den Außenwiderstand vergrößern, die Belastung also loser ankoppeln muß, wodurch die Dämpfung abnimmt. Nach der Erfindung wird ein Sender großer Leistung, insbesondere für Ultrakurzwellen, in der Weise aufgebaut, daß die gitterseitigen Enden der Senderöhre und der zur Neutralisation dienenden, der Röhre konstruktiv im wesentlichen gleichenden Röhrennachbildung einander gegenüberliegen, daß die Längsachsen der Röhre und der Nachbildung annähernd eine gerade Linie bilden und daß die zwischen Röhre und Nachbildung liegende Kathodenv erbindungsleitung im wesentlichen von der möglichst kurzen Gitterverbindungsleitung umschlossen ist.A power increase by increasing the anode DC voltage has a limit, since the attenuation decreases too much and therefore a sufficient bandwidth cannot be achieved. The cause lies in the fact that one with increased anode DC voltage the external resistance to achieve a higher anode alternating voltage with the same current increase, so the load must couple loosely, which decreases the damping. According to the invention, a high-power transmitter, in particular for ultra-short waves, constructed in such a way that the grid-side ends of the transmitter tube and the for A replica of a tube that is used for neutralization and is structurally essentially the same as that of the tube opposed to each other so that the longitudinal axes of the tube and the replica are approximate form a straight line and that the cathode lying between the tube and the replica connection line essentially from the shortest possible grid connection line is enclosed.

Die Verwendung einer Röhrennachbildung, die konstruktiv der Röhre im wesentlichen gleicht, ist zu Neutralisationszwecken 'an sich bekannt.The use of a replica tube, the constructive of the tube is essentially the same, is known per se for neutralization purposes.

In Abb. i ist ein Beispiel für die Ausführung der Erfindung dargestellt. Die Anode der Röhre, die meistens mit Wasser gekühlt ist, und die Anode der Neutralisationsnachbildung sind mit A bezeichnet. Die Kothodenverbindungsleitung IL liegt im Innern der rohrförmigen Gitterleitung G (insbesondere konzentrisch). Die Steuerleistung wird über die Energieleitung E zugeführt. Der Glaskörper G1 der Röhren wird durch die Haltevorrichtungen H entlastet.In Fig. I an example of the implementation of the invention is shown. The anode of the tube, which is mostly cooled with water, and the anode of the neutralization simulation are denoted by A. The Kothodenverbindungsleitung IL lies in the interior of the tubular Grid line G (especially concentric). The control output is via the power line E supplied. The glass body G1 of the tubes is relieved by the holding devices H.

Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die Leitung zwischen dem eigentlichen Gitteranfangspunkt im Innern der Röhre und dem entsprechenden Punkt der Nachbildung sehr kurz gemacht werden kann.An advantage of the invention is that the line between the actual grid starting point inside the tube and the corresponding point the replica can be made very short.

Die Ausbildung der Verbindungsleitungen zwischen den Gittern der eigentlichen Röhre und der Nachbildung einerseits und den beiden Kathoden 'andererseits als konzentrische Leitungen haben noch den besonderen Vorteil, daß die in der Gitterleitung G in Abb. z fließenden Blindströme nicht nur an dieser Leitung, sondern auch an der in ihr liegenden Leitung K einen genau gleich großen Spannungsabfall hervorrufen, so daß von der Ausgangswechselspannung keine rückkoppelnde oder gegenkoppelnde Wechselspannung zwischen dem Gitter und der Kathode hervorgerufen werden kann. Vom Ausgang aus gesehen sind also Gitter und Kathode Äquipotentialpunkte für die Hochfrequenz.The formation of the connecting lines between the grids of the actual Tube and the replica on the one hand and the two Cathodes' on the other hand as concentric lines have the particular advantage that those in the grid line G in Fig. Z flowing reactive currents not only on this line, but also on cause the line K in it to have a voltage drop of exactly the same size, so that there is no feedback or negative feedback from the output alternating voltage between the grid and the cathode. Seen from the exit So grid and cathode are equipotential points for the high frequency.

Als weiterer Vorteil ist noch zu nennen, daß die beiden Anoden gegeneinander eine geringe Streukapazität besitzen.Another advantage to be mentioned is that the two anodes are against each other have a low stray capacitance.

Da Röhrenanode und INTeutroanode wie die beiden Hälften einer Dipolantenne wirken, würde ein derartiger Kreis aber eine erhebliche Strahlungsdämpfung aufweisen. Es muß deshalb für Verwendung als Zwischenkreis durch ein ganz oder annähernd auf Kathodenpotential befindliches Rohr, das Röhrenanode und Neutroanode umgibt, der offene Schwingungskreis zu einem geschlossenen gemacht werden. Allerdings wird durch diese Maßnahme die Zwischenkreiskapazität wieder etwas erhöht und die zu erzielende Bandbreite wegen der kleinen Dämpfung entsprechend verringert. Um diesen Nachteil zu vermeiden, kann man daher die Sendeanordnung tatsächlich gleich als Strahler benutzen und so die denkbar größte Dämpfung erzielen.The tube anode and INTeutro anode are like the two halves of a dipole antenna work, such a circle would show considerable radiation attenuation. For use as an intermediate circuit, it must therefore be completely or approximately based on Tube located at the cathode potential, which surrounds the tube anode and the neutro anode, the open oscillation circuit can be made a closed one. However, through this measure increases the intermediate circuit capacity again somewhat and the one to be achieved Bandwidth is reduced accordingly because of the small attenuation. To this disadvantage to avoid, one can therefore actually use the transmitter arrangement as a radiator use and thus achieve the greatest possible cushioning.

Es ist an sich bekannt, zwei im Gegentakt schwingende Röhren innerhalb zweier Dipolhälften unterzubringen. Diese Anordnung, bei der die Verbindungsleitung zwischen den Gittern, Kathoden und Anoden der beiden 1.2öhren als Schwingungskreise wirken, ist entweder nur für sehr kleine Röhren und daher nur für sehr kleine Leistungen bei entsprechend kurzen Wellenlängen, oder aber bei Verwendung von größeren Röhren und Leistungen nur für wesentlich größere Wellenlängen verwendbar, da die inneren Röhrenkapazitäten in letzterem Fall für die unterste Grenzwellenlänge bestimmend sind. Durch die Erfindung wird demgegenüber ein Weg gewiesen, wie die unterste Grenzwellenlänge noch weiter herabgesetzt werden kann und wie überhaupt die Erzielung großer Leistungen bei sehr kurzen Wellen (durch Neutralisation) zu ermöglichen ist. Die Schwingkreiselemente des erfindungsgemäßen Strahlers sind nicht genau definierbar, da sie im wesentlichen aus den verschiedenen Streukapazitäten und den Eigeninduktivitäten von Röhre und Nachbildung bestehen.It is known per se to have two tubes oscillating in push-pull within accommodate two dipole halves. This arrangement in which the connecting line between the grids, cathodes and anodes of the two 1.2 tubes as oscillation circles work is either only for very small tubes and therefore only for very small powers with correspondingly short wavelengths, or when using larger tubes and powers can only be used for significantly longer wavelengths, since the inner In the latter case, the tube capacities determine the lowest limit wavelength are. By contrast, the invention shows a way, such as the lowest limit wavelength can be further diminished and how the achievement of great achievements in general in the case of very short waves (through neutralization). The oscillating circuit elements of the radiator according to the invention cannot be precisely defined, since they are essentially from the various stray capacitances and the self-inductances of the tube and Replica exist.

Die Anpassung eines derartigen Strahlers (Einstellung auf größte Leistung) ist durch getrennte Längen- und Wellenwiderstandseinstellung möglich. Der Strahlungswiderstand im Symmetriepunkt ist ja lediglich eine Funktion des Verhältnisses der Strahlerlänge zur Wellenlänge, während der Blindwiderstand des Strahlers am Symmetriepunkt außerdem vom Wellenwiderstand abhängt. Natürlich ist auch eine Anpassung durch zum Strahlereingang (den beiden Anoden) parallel geschaltete induktive oder kapazitive Blindwiderstände möglich. Zweckmäßigerweise wird man bei derartigen Anordnungen auch die zweite Kathodenausführung in die Mitte der Röhrenanordnung (lt in Abb. 3 ) verlegen, da die Heizungsrückleitung vom Dipolende sonst mehrfach verdrosselt leer den müßte.The adaptation of such a radiator (setting for maximum output) is possible by setting the length and wave impedance separately. The radiation resistance at the point of symmetry is only a function of the ratio of the radiator length to the wavelength, while the reactance of the radiator at the point of symmetry also depends on the wave resistance. Of course, an adjustment is also possible by means of inductive or capacitive reactances connected in parallel to the emitter input (the two anodes). In such arrangements, the second cathode version is expediently also placed in the middle of the tube arrangement (as shown in Fig. 3), since the heating return line from the dipole end would otherwise have to be empty and choked several times.

Ein derart in sich selbst entdämpfter Dipol hat gegenüber gebräuchlichen Anordnungen, Speisung des oder der Dipole über Energieleitungen, den erheblichen Vorteil, daß die Energieleitungsverluste, die durch die Endleistung gedeckt werden müssen, fortfallen, da über das Zuführungskabel zu der Röhrenanordnung lediglich die Steuerenergie geführt werden muß. Gleichzeitig hat man die Möglichkeit, durch eine Vielzahl synchron- und konphasgesteuerter Bind unter Umständen getrennt modulierter, einzeln entdämpfter Richtantennen aufzubauen oder die Leistung erheblich zu vergrößern.A dipole that is de-attenuated in this way has, compared to the usual Arrangements, supply of the dipole or dipoles via power lines, the considerable Advantage that the power line losses, which are covered by the final power must be omitted, since only via the feed cable to the tube arrangement the control energy must be conducted. At the same time you have the opportunity to get through a large number of synchronous and conphas-controlled bindings, possibly separately modulated, to build individually de-attenuated directional antennas or to increase the performance considerably.

Die erzielbare unterste Grenzwellenlänge wird in erster Linie neben den unvermeid= lichen inneren Kapazitäten durch die Induktivität des Leiterstückes zwischen eigentlichem Gitteranfang in der Röhre und dem entsprechenden Gegenpunkt in der Nachbildung bedingt. Gemäß der weiteren Erfindung sollen deshalb Röhre und Nachbildung ein gemeinsames Hochvakuumgefäß bilden, wodurch sich die erwähnte Leitung auf die halbe Länge, wenn nicht noch weiter, verringern läßt. In Abb. 3 ist mit L' das gemeinsame Glasgefäß bezeichnet. Rechts ist im Schnitt das Gitter Gi und der Heizfaden He zu sehen, welcher aus einer dickdrahtigen inneren Hinführung und mehreren zurückführenden äußeren dünnen Drähten besteht, die in der Mitte der Röhrenanordnung in ein Rohr R übergehen. Die Heizfädenanschlüsse befinden sich bei h. Um in diesem Falle eine Neutroeinstellung vornehmen zu können, wird zweckmäßig die Gitteranodenkapazität der Röhre oder des Neutro oder beider durch elastische, höchvakuumdichte Zwischenstücke Z in Abb. 3, z. B. Wellrohre aus Metall oder Glas, etwas variabel gemacht.The lowest threshold wavelength that can be achieved is primarily due to the unavoidable internal capacitances due to the inductance of the conductor section between the actual start of the grid in the tube and the corresponding counterpoint in the simulation. According to the further invention, the tube and the replica should therefore form a common high-vacuum vessel, as a result of which the aforementioned line can be reduced to half the length, if not even further. In Fig. 3, L 'denotes the common glass vessel. On the right, the grid Gi and the heating filament He can be seen in section, which consists of a thick-wire inner feed and several outer thin wires that lead back, which merge into a tube R in the middle of the tube arrangement. The filament connections are at h. In order to be able to make a Neutro adjustment in this case, the grid anode capacity of the tube or the Neutro or both is expediently adjusted by means of elastic, highly vacuum-tight spacers Z in Fig. 3, e.g. B. Corrugated pipes made of metal or glass, made somewhat variable.

Es ist auch möglich, die ganze Röhrenanordnung in einem gemeinsamen Glasgefäß unterzubringen, was z.B. für Dezimeterwellen in Frage kommen kann. Die Energie läßt sich dann auch in bekannter Weise kapazitiv durch die Glaswand hindurch abnehmen. Man kann nun noch einen Schritt weiter gehen und die Nachbildung als richtige betriebsfähige Röhre bauen, da in diesem Falle durch abwechselndes Benutzen als Schwingröhre oder Nachbildung die Fadenlebensdauer praktisch verdoppelt werden kann.It is also possible to have the whole tube arrangement in one joint To accommodate a glass vessel, which can be used, for example, for decimeter waves. the Energy can then also be capacitively passed through the glass wall in a known manner decrease. You can now go a step further and do the replica as a correct operational tube, since in this case by alternating Use as a vibrating tube or replica, the service life of the thread practically doubled can be.

Außerdem kann bei einer derartigen konstruktiven Ausführung bei längeren, d. h. kurzen oder langen im Gegensatz zu ultrakurzen Wellen, bei denen die Neutralisation lediglich durch eine äußere Kapazitätsnachbildung geschehen kann, einfach Röhren- und Nachbildungsanode parallel geschaltet und die Röhre auf diese Weise mit der doppelten Leistung ausgenutzt werden bzw. es ist durch einfaches Abschalten einer Heizung eine wirtschaftliche Leistungsreduktion auf die Hälfte möglich. Eine Verwendung dieser Röhre als Strahler ist dann natürlich nicht möglich.In addition, with such a structural design for longer, d. H. short or long as opposed to ultra-short waves, where the neutralization can only be done by an external capacitance simulation, simply tube and replica anode connected in parallel and the tube in this way with the double power can be used or it is by simply switching off a Heating an economical power reduction by half is possible. One use This tube as a radiator is of course not possible.

Die Erfindung ist auch bei Gegentaktsendern anwendbar, indem z. B. die Röhren R und Nachbildungen N nach der in Abb. 4 gezeigten Weise angeordnet werden.The invention is also applicable to push-pull transmitters by z. B. the tubes R and replicas N are arranged as shown in fig.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Anode-neutralized by means of a replica tube Amplifier arrangement for short, especially ultra-short waves of great power, thereby characterized in that the grid-side ends of the transmitter tube and the neutralization serving, the tube structurally essentially identical tube replica to each other oppose that the longitudinal axes of the tube and the replica approximately one form a straight line and that the cathode connection line lying between the tube and the replica is essentially enclosed by the shortest possible grid connection line.

2. Arrangement according to claim i, characterized in that tube anode and replica anode surrounded by a screen that is completely or approximately at cathode potential are.

3. Arrangement according to claim i, characterized in that the tube and Replica of the existing arrangement itself serves as a radiator dipole. Arrangement according to claims i to 3, characterized in that the adaptation by change the outer anodes or replica lengths and their wave resistance and / or by Reactors are connected in parallel to the heater input. 5. Arrangement according to claims i to 4, characterized in that tube and replica Form a common high vacuum vessel or within a common high vacuum vessel (Glass bulb) are arranged, from which the energy is capacitive if necessary the glass bulb is removed through it. 6. Arrangement according to claims i to 5, characterized in that can be operated from the outside, in the case of a common High vacuum vessel vacuum-tight options for changing one or more of the internal capacities of tube and / or replica are provided. 7. Arrangement according to claims i to 6, characterized in that the heating supply lines of Tube and replica brought out together or separately in the middle of the whole structure are. B. Arrangement according to claims i to 7, characterized by the opposing, clock circuit for two tubes and two replicas. G. Arrangement according to the claims i to 8, characterized in that a normal, unheated one is used as a replica Tube is used, which can be used as a reserve tube. ok Arrangement according to the claims i and 9, characterized in that the transition to amplification of longer wavelengths both tubes are heated and connected in parallel to increase performance. i r. Arrangement according to claim 3, characterized in that the radiator dipole as Element of a multi-directional antenna is used.