DE688416C - Schaltung fuer Mehrgitterroehren - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
20. FEBRUAR 1940

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JV£ 688416 KLASSE 21a² GRUPPE 18 oi

2ia? R 733.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 22. Mai 1930 ab Patenterteilung bekanntgemacht am 1. Februar 1940

Bei Mehrgitterröhren in Schutznetzschaltung kann man bei geeigneter Wahl der elektrischen Werte außerordentlich hohe Verstärkungsziffern erreichen. Diese werden insibesondere durch extrem Ideine Durchgriffe, hohe Anodenwiderstände und große Steilheiten erzielt.

Bei derartigen Anordnungen erfolgt dementsprechend der Anstieg der Anodenstromkennlinie in einem Bereich von inur wenigen zehntel Volt, so daß die Einstellung der Gittervorspannung des Steuergitters außerordentlich kritisch ist. Das Austauscherfordernis der Röhren, die nicht konstanten Strom-

IS quellen u. dgl. machen daher die Anwendung eines sehr fein einstellbaren Potentiometers zur Regelung der Gittervorspannung erforderlich.

Es ist häufig erwünscht, ein und dieselbe Röhre einmal als Gleichrichter, vorzugsweise als Audion, ein andermal als Verstärker arbeiten zu lassen. Beispielsweise wird bei Rundfunkempfängern häufig das erste Rohr wahlweise als Audion oder als erste Stufe eines Sprechmaschinenverstärkers benutzt. Dies bereitet bei Röhren mit großem Durchgriff keine Schwierigkeiten, weil die Kennlinie in einem weiten Gitterspannungsbereich, sowohl im Gitterstrom- als auch im gitterstromfreien Gebiet, geradlinig verläuft. Bei Röhren mit kleinem Durchgriff in Verbindung mit Anodenwiderständen von hohem Ohmschen Widerstand in der Größenordnung von über ι Megohm bis zu etwa 10 Megohm ist dies jedoch nicht ohne weiteres möglich, weil die Anodenkennlinie in einem Bereich von nur wenigen zehntel Volt verläuft, so daß es praktisch hier nur möglich ist, entweder nur im Gitterstromgebiet oder nur im gitterstromfreien Gebiet zu arbeiten. Dies trifft nicht nur auf Eingitter-, sondern auch auf Schutzgitterröhren zu, sofern man ihre Schutzgitter spannung nicht ändern will.

Gemäß der vorliegenden Erfindung sollen diese Schwierigkeiten dadurch umgangen werden, daß die statische Arbeitskennlinie durch Einschalten eines Widerstandes, beispielsweise eines Ohmschen Widerstandes von der Größenordnung des Anodenwiderstandes, in den Schutzgitterkreis so verflacht wird, daß die Gittervorspannungseinstellung nicht mehr so kritisch ist, so daß sich die Anwendung einer besonderen Regelungseinrichtung erübrigt bzw. daß bei verschiedener Verwendung des Rohres überhaupt eine geeignete Einstellung ohne Änderung der Schutzgitterspannung möglich ist. Dieser Widerstand bewirkt mit positiver werdender Steuergitter spannung ein Abfallen

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr. Paul Kapteyn in- Berlin-Steglitz.

der Schutzgitterspannung und damit einen geringeren Anstieg des Anodenstroms, als er bei konstanter Schutzgitterspannung erfolgen würde. Demzufolge kann die Steuergitterspannung in verhältnismäßig weiten Grenzen schwanken, ohne den Arbeitspunkt auf einen unerwünschten Teil der Anodenstromkennlinie zu verlegen. Damit ist aber auch der Verstärkungsgrad 'entsprechend gesunken. Um ίο diesen dynamisch möglichst wieder auf den Wert zu bringen, den er vor Einschaltung des Widerstandes in den Schutzgitterkreis besaß, wird erfindungsgemäß - der Wechselstromwiderstand des Schutzgitterkreises auf einen auch noch für die niedrigste zu übertragende Frequenz kleinen Wert gebracht. Dies kann beispielsweise durch Überbrückung des in den Schutzgitterkreis geschalteten Widerstandes mit einem Kondensator oder aber durch Verbindung des Schutzgitters mit der Kathode über einen Kondensator erfolgen. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die erfindungsgemäßen Schaltungen eine Fadingkompensation bewirken. Mit wachsenden Amplituden wird der Schirm- bzw. Schutzgitter strom infolge des Richteffektes der Krümmung der Charakteristik zunehmen. Hieraus resultiert infolge des erhöhten Spannungsabfalles an dem Schutzgitterwiderstand eine Abnahme der wirksamen Schutzgitterspannung und damit eine Abnahme der Verstärkung.

Die besondere Bedeutung der Erfindimg für Widerstandsyerstärkerschaltungen beruht demzufolge auf der Verwendung der hohen Anodenwiderstände und der dabei angestrebten kleinen Durchgriffe. Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung bei Zweigitterröhren beschränkt, sondern kann auch bei Vorhandensein beliebig vieler Gitter, beispielsweise bei Dreigitterröhren, Anwendung finden. In Schutzgitterschaltungen mit Anodenwiderständen von hohem Ohmschen Widerstand tritt häufig in der Anödenstromkennlinie ein Knick auf, der dadurch verursacht wird, daß bei wachsendem Anodenstrom die wirksame Anodenspannung infolge des Spannungsabfalls am Anodenwiderstand unter die Schutzgitterspannung sinkt. Es gelangt dann nämlich eine große Anzahl von Sekundärelektronen von der Anode zum Schutzgitter und verkleinert damit die Steilheit der Kennlinie. Bei Schutzgitterlautsprecherröhren verwendet man in diesem Fall zwischen Schutzgitter und Anode das sogenannte Fanggitter, welches an eine Spannung von etwa ο Volt gelegt wird und damit den Sekundärelektronenstrom von der Anode zum Schutzgitter unterbindet oder wenigstens sehr klein hält. Erfindungsgemäß wird nun ein solches Fanggitter auch bei Anordnungen verwendet, die Schutznetzröhren mit Anödenwiderständen van hohem Ohmschen Widerstand enthalten.

Dieses Fanggitter erübrigt sich aber, wenn man gemäß der vorliegenden Erfindung eine wirksame Schutzgitterspannung anwendet, die einerseits so hoch ist, daß die Kennlinie zu einem ausreichenden Teil in einen Bereich verlegt wird, in dem die Gitterströme genügend klein bleiben, andererseits aber so niedrig ist, daß ein Abfallen der wirksamen Anodenspannung unter die wirksame Schutzgitterspannung erst am oberen Knick der Anodenstromkennlinie eintritt.

Der Einfluß des Kondensators im Schutzgitterkreis auf die Verstärkung läßt sich erfindungsgemäß zur Regelung derselben verwenden. Dies ist besonders dann zweckmäßig, wenn das erste Rohr wahlweise als Audion oder als erste Niederfrequenzstufe eines Verstärkers für elektrische Schallplattenabtastung verwendet werden soll.

Die der Erfindung zugrundeliegenden Schaltüngsanordnungen lassen sich vorteilhaft bei Mehrfachröhren anwenden. Die Zahl der erforderlichen Durchführungen kann dann stark eingeschränkt werden, z.B. wenn Anoden- und Schutzgitterwiderstand an den gleichen Punkt der Spannungsquelle angeschlossen werden. Bei geeigneter Wahl der Endstufe erreicht man mit einer Vorstufe eine so hohe Verstärkung, daß diese für den normalen Rundfunkempfang ausreicht. Man verwendet in solchem Falle zweckmäßig eine Schutzgitterendstufe. Diese weist noch den weiteren Vorteil auf, daß ihre Gitterscheinkapazität sehr klein ist, ein Umstand, der erst die praktische Verwendung von Anodenwiderständen mit sehr hohem Ohmschen Widerstand in der vorhergehenden Stufe ermöglicht.

Die Erfindung ist in Abb. 1 in einer beispielsweisen Ausführungsform dargestellt. Eine Zweigitterröhre mit der Kathode 1, dem Steuergitter 2, dem Schutzgitter 3 und der Anode 4 enthält in ihrem Anodenkreis einen hohen Ohmschen Widerstand 5 in der Größenordnung von über 1 Megohm, zweckmäßig bis etwa 10 Megohm. Die Anodenbatterie 8 liefert den Anodenstrom, der vom Steuer- uo gitter 2, welches eine konstante Vorspannung von der Batterie 10 erhält, gesteuert wird. Das Schutzgitter 3 ist mit der Kathode über die Parallelschaltung eines Widerstandes 6 von beispielsweise 1 bis 20 Megohm mit einem Kondensator 7 und die Batterie 9 mit der Kathode 1 verbunden.

In Abb. 2 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Hierin bildet eine Batterie 19 sowohl einen Teil des Schutzgitterals auch des Anodenkreises. Die Spannungsquelle des letzteren wird durch die

Batterie 18 noch erhöht. Der Gleichstromwiderstand des Schutzgitterkreises wird im wesentlichen durch den Widerstand 16 gebildet, während der Kondensator 17 zwischen Schutzgitter 3 und Kathode 1 den Wechselstromwiderstand niedrig hält.

Die angelegte Spannung kann, wie schon oben erwähnt, für Anodenkreis und Schutzgitterkreis gleich groß sein und durch eine gemeinsame Batterie erzeugt werden. Eine derartige Schaltung ist in einer beispielsweisen Ausführungsform in Abb. 3 dargestellt, in der die gemeinsame Batterie mit 28 bezeichnet ist.

Eine Schaltungsanordnung mit einer Dreigitterröhre ist in Abb. 4 dargestellt. Das dritte Gitter 13 ist als Fanggitter geschaltet und mit der Kathode verbunden. Das Schutzgitter ist über den Kondensator 27 mit der

2<> Kathode ι und über den Widerstand 26 mit dem gleichen Punkt der Anodenstromquelle 28 verbunden, an dem auch der Anodenwiderstand 5 angeschlossen ist.

Es kann natürlich auch an das Schutzgitter eine größere Spannung gelegt werden als an die Anode, wenn das Verhältnis der Widerstände im Anoden- und Schutznetzkreis entsprechend gewählt wird.

Die Erfindung läßt sich sowohl bei Tonfrequenzals auch bei Hochfrequenzschaltungen anwenden. Es ist nur darauf zu achten, daß der Kondensator für die niedrigsten zu übertragenden Frequenzen einen hinreichend kleinen Wechselstromwiderstand ergibt. Der

3.'i Anschluß der nächsten Stufe bzw. des Verbrauchers erfolgt in der üblichen Weise. Der Verbraucher kann natürlich auch an die Stelle des Anodenwiderstandes 5 treten.

Claims (10)

1. Patentansprüche:

   I. Schaltung für Mehrgitterröhren, bei welcher der Anstieg der Anodenstromkennlinie in einem Bereich von nur wenigen zehntel Volt erfolgt, mit Anodenwiderständen von hohem Gleichstromwiderstand, insbesondere in der Größenordnung von über 1 Megohm bis zu etwa 10 Megohm, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichstromwiderstand des Schutzgitterkreises groß ist gegenüber seinem Wechselstromwiderstand für die niedrigste zu übertragende Frequenz.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schutzgitter (3) über einen hohen Widerstand (6, 16, 26) Gleichspannung zugeführt wird.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der fio Widerstand durch einen Kondensator (7) überbrückt ist.
4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzgitter durch einen Kondensator (17, 27) mit der Kathode verbunden ist.
5. 5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die angelegte Schutzgitterspannung gleich der angelegten Anodenspannung ist.
6. 6. Schaltungsanordnung für Mehrgitterröhren mit hohen Anodenwiderständen, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fanggitter Verwendung findet.
7. 7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine wirksame Schutzgitterspannung Verwendung findet, die einerseits hochgenug ist, um das Fließen von Gitterströmen zu vermeiden, andererseits so Idein ist, daß die wirksame Anodenspannung erst in der Nähe des oberen Knicks der Anodenstromkennlinie auf den Wert der wirksamen Schutzgitter spannung sinkt.
8. 8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur stufenweisen Verstärkungsregelung der Kondensator abschaltbar ist.
9. 9. Mehrfachröhre, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche Verwendung findet.
10. 10. Mehrfachröhre nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Röhrensysteme vorgesehen sind, von denen das zweite eine Schutzgitterendstufe bildet.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen