DE701645C - Einrichtung zur Frequenzbeeinflussung eines rueckgekoppelten Roehrenoszillators - Google Patents

Description

Es sind bereits Einrichtungen zur Frequenzbeeinflussung eines rückgekoppelten Röhrenoszillators bekannt, bei denen eine zusätzliche Verstärkerröhre vorgesehen ist, durch die auf den Schwingungskreis des Oszillators eine im wesentlichen wattlose Rückkopplung ausgeübt wird, und deren Verstärkung durch eine Regelspannung beeinflußt wird. Die wattlose Rückkopplung bewirkt eine Verstimmung des

ίο Oszillatorschwingkreises, die um so größer ist, je höher die Verstärkung der zusätzlichen Röhre ist. Derartige Einrichtungen werden insbesondere zum Zwecke der selbsttätigen Scharfabstimmung von Empfängern verwendet.

Ein Nachteil dieser Einrichtungen ist die Notwendigkeit einer besonderen Röhre, die nur zur Frequenzregelung des Oszillators dient.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Notwendigkeit einer besonderen Röhre

dadurch vermieden, daß das zur wattlosen Rückkopplung dienende Elektrodensystem innerhalb eines einzigen evakuierten Gefäßes in der Weise vereinigt ist, daß das eine Elektrodensystem als gesteuerte Kathode des anderen Elektrodensystems dient.

Insbesondere soll eine Mehrgitterröhre verwendet werden, bei der zwei der Kathode benachbarte Gitter zur Schwingungserzeugung verwendet sind, während zwei weitere, von der Kathode weiter entfernt liegende Elektroden zur wattlosen Rückkopplung auf den Oszillatorschwingkreis dienen.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß eine besondere Frequenzregelröhre erspart ist und daß eine einzige Röhre normaler Bauart mit mehreren hintereinanderliegenden Gittern sowohl zur Schwingungserzeugung wie zur Frequenzregelung dienen kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt Abb. ι an Hand des Schaltbildes eines Überlagerungsempfängers mit selbsttätiger Scharfabstimmung durch Nachstimmung des örtliehen Oszillators.

Die Antenne A ist über den abstimmbaren Eingangskreis i, der den Drehkondensator 3 enthält, mit der Mischstufe 2 gekoppelt. Der Ausgangskreis 4 der Mischstufe sowie der Eingangskreis 6 des Zwischenfrequenzverstärkers 5 sind, wie dieser selbst, auf die feste Zwischenfrequenz abgestimmt. Dem Zwischenfrequenzverstärker 5 folgt eine Stufe, welche die Doppeldiode 7 mit zwei voneinander unabhängigen Dioden enthält. Der gemeinsame Eingangsschwingkreis S ist mit seinem einen Ende an die Diodenanode 9, mit dem anderen Ende an die Diodenanode 9' angeschlossen. Die wechselspannungführende Seite des im Ausgang des Zwischcnfrequenzvcrstärkers 5 liegenden und mit dein Kreis 8 ein Bandfilter bildenden Kreises 6' ist über den Kondensator 10 mit dem Mittelabgriff der Sekundärspule 7' verbunden. Dieser Mittel-. abgriff 11 ist seinerseits an den Verbindungspunkt der beiden gleich großen Belastungswiderstände 12 und 13 angeschlossen. Das freie Ende des Widerstandes 12 liegt an der Kathode 9" der Diode 9,9", das freie Ende des Widerstandes 13 an der Kathode 8" der Diode 9', S". Der Kondensator 14 verbindet die Kathoden 9" und 8". von denen die letztere über eine Gleichspannungsquelle 32' geerdet ist. Das Zeichen M deutet die induktive Kupplung zwischen den beiden Kreisen 6' und 8 des Bandfilters an.

Der zur Überlagerung dienende örtliche Oszillator enthält den Schwingkreis 18 und die Röhre 19. Der veränderbare Schwingkreiskondensator 20 ist, wie durch die gestrichelte Linie 21 angedeutet, mit dem veränderbaren Kondensator 3 und gegebenenfalls weiteren Kondensatoren des Hochfrequenzteiles des Empfängers in der üblichen Weise mechanisch gekuppelt. Die vom Schwingkreis abgenommenen Oszillatorschwingungen werden in an sich ebenfalls bekannter Weise der Mischstufe 2 zugeführt.

Die Oszillatorröhre 19 enthält die Kathode 22. das Steuergitter 23 und das Schirmgitter 24, die zusammen zur Schwingungserzeugung dienen. Das Steuergitter 23 ist mit der spannungführenden Seite des Kreises 18 durch den Kondensator 25 verbunden, während es gleich zeitig über den Ableitwiderstand 26 mit der Kathode verbunden ist. Die andere Seite des Oszillatorschwingkreises ist geerdet. Die zur Schwingungserzeugung notwendige Rückkopplung wird dadurch bewirkt, daß das Schirmgitter 24. welches als Anode des zur Schwingungserzeugung dienenden Elektrodensystems geschaltet ist. über den Kondensator 26' mit der geerdeten Seite verbunden ist, während die Kathode 22 an einen Mittelabgriff 30 der Spule 8' des Oszillatorschwingkreises angeschlossen ist. Der Oszillator arbeitet also in der bekannten Dreipunktschaltung.

Die Anode 27 der Röhre 19 ist über eine Spule 28 hoher Selbstinduktion, also von z. B. 20 Mikrohenry, mit dem positiven Punkt 7<> der Gleichspannungsquelle verbunden. Das Schirmgitter 24 ist mit dem gleichen oder, falls notwendig, einem Punkt weniger stark positiven Potentials durch den Widerstand 29 verbunden. Wechselstrommäßig liegt dieser Punkt über den Kondensator 42 an Erde.

Die Anode 27 ist über den Kondensator

31 mit dem Mittelabgriff 30 der Schwingkreisspuie 8' verbunden und dadurch gleichzeitig mit der Kathode 22. Dem Bremsgitter

32 der Röhre 19 wird über die Leitung 33 und den Widerstand 34 eine zur Frequenzregelung dienende Gleichspannung zugeführt, die von der Kathodenseite des Widerstandes 12 abgenommen wird. Wechselstrommäßig ist das **5 Bremsgitter 32 durch den Kondensator 35 geerdet. Die Gleichspannungsquelle 32' bewirkt eine negative Anfangsvorspannung des Bremsgitters. Bei Abstimmung auf einen Sender wird durch die Gegentakt-Gleichrichteranordnung in an sich bekannter Weise eine je nach dem Sinn der Verstimmung positive oder negative Frequenzregelspannung erzeugt und dem Bremsgitter zusätzlich zu der Anfangsgittervorspannung zugeführt.

Von dem Verbindungspunkt der beiden Belastungswiderstände 12 und 13 führt ferner eine Leitung 36 ab, welche die an dem Widerstand 13 erzeugte Gleichspannung über Filterwiderstände 37 den Steuergittern der Zwischenfrcquenzverstärkerröhren und der Mischröhre zum Zwecke der selbsttätigen Verstärkungsregelung zuführt, während von dem gleichen Punkt über den Kondensator 38 die am Widerstand 13 entstehende niederfrequente ios Wechselspannung dem Niederfrequenzverstärker zugeführt wird.

Die Anode 27 der Röhre 19 ist einerseits über die Spule 28 und andererseits über die Kapazität 31 und den unteren Wicklungsteil der Schwingkreisspule 8' geerdet. Wenn kein Hochfrequenzstrom zur Anode fließt, ist die gesamte Induktivität zwischen dem Punkt 30 und Erde im wesentlichen die, die sich aus einer Parallelschaltung der unteren Wicklungshälfte der Schwingkreisspule 28 ergibt. Wenn aber Hochfrequenzstrom zur Anode fließt, dann ist dieser hochfrequente Anodenstrom in Phase mit der Spannung am Schwingkreis. Dieser Strom ruft an der Spule 28 eine Spannung hervor, die gegenüber dem Strom und damit gegenüber der Schwingkreisspan-

nung um 90° in der Phase verschoben ist, und die über den Kondensator 31 dem Abgriff 30 der Schwingkreisspule zugeführt wird. Diese phasenverschobene Spannung bedingt eine Änderung der wirksamen Induktivität zwischen dem Abgriff 3 ο und Erde und damit eine Verstimmung der Öszillatorfrequenz. Die Größe dieser Verstimmung hängt ab von der Wahl des Punktes 30 sowie von der Amplitude der zurückgeführten Spannung. Diese Amplitude hängt von der Größe der Spule 28 sowie von den Röhrenkennlinien ab und kann durch Änderung der Verstärkung des die Elektroden 32 und 27 und die vorhergehenden Elektroden als virtuelle Kathode enthaltenden Elektrodensystems, d.h. durch Vorspannungsänderung des Bremsgitters 32, geregelt werden. Die Frequenzregelspannung bewirkt also eine Änderung der dem Oszillatorschwingkreis, ao durch die wattlose Rückkopplung zugeführten zusätzlichen Induktivität und damit eine Verstimmung der Öszillatorfrequenz in dem Sinne, daß die Abweichung der Zwischenfrequenz von ihrem Sollwert geringer wird.
'25 Bei der Anordnung nach Abb. 1 ist der Kondensator 31 mit dem gleichen Abgriff der Schwingkreisspule 8' verbunden, an den auch die Kathode angeschlossen ist. Wird der Kondensator 37 mit einem von dem geerdeten Ende weiter entfernten Abgriff verbunden, so ist die Regelsteilheit größer, da die zusätzliche Induktanz parallel zu einem entsprechend größeren Teil der Schwingkreisspiue liegt. Der hier gewählte Anschluß des Kopplungskondensators 31 an den mit der Kathode verbundenen Abgriff hat aber den Vorteil, daß durch die Frequenzregelung die Amplitude der Oszillatorschwingung am wenigsten beeinflußt ist. Die Wahl des Abgriffs, der mit der Kathode verbunden wird, wird zweckmäßigerweise nach dem Gesichtspunkt der besten Schwingungserzeugung getroffen. Im allgemeinen wird die Windungszahl des unteren Wicklungsteiles 15 bis 5 ο o/o der Windungszahl der ganzen Spule 8' betragen, wobei das Windungsverhältnis bei höheren Frequenzen zweckmäßigerweise größer ist als bei niedrigeren Frequenzen und im Rundfunkbereich etwa 250/0 betragen kann. Der Kondensator 26', der das Schirmgitter mit Erde verbindet, kann in der Größenordnung von 50 pF liegen.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt Abb. 2; bei diesem ist die_ Oszillatorröhre 19 ebenfalls als Pentode ausgebildet. Der Oszillatorschwingkreis 18 enthält einen Gleichlaufkondensator 20', der in Reihe mit dem Schwingkreiskondensator 20 liegt. Die Anode 27 ist unmittelbar mit dem Go wechselspannungführenden Ende der Schwingkreisspule 8' verbunden, während das andere Ende der Spule über den Blockierungskondensator 40 mit der Kathode 22 verbunden ist, welche über die Drossel 43 geerdet ist und sich daher auf Hochfrequenzpotential befindet. Die Kathode 22, das Steuergitter 23 und das Schirmgitter 24 dienen wiederum zur Schwingungserzeugung, indem die Rückkopplung von dem Schirmgitter auf den an das Steuergitter angeschlossenen Schwingkreis über die Spule 41 geschickt, welche mit der Spule 8' durch die induktive Kopplung M₁ gekoppelt ist. Die Verbindung der Rückkopplungsspule 41 mit dem Schirmgitter geschieht durch die Leitung 24', die wechselstrommäßig durch den Kondensator 42 geerdet ist und gleichstrommäßig mit einem Punkt positiven Potentials verbunden wird, so daß sowohl Schirmgitter wie Anode auf positivem Potential liegen. '

Parallel zum Oszillatorschwingkreis liegt eine Reihenschaltung eines Blockierungskondensators 46 sowie eines Widerstandes 44 und eines Kondensators 45. Eine Leitung 49 führt von dem Verbindungspunkt des Widerstandes 44 mit dem. Kondensator 45 zum Bremsgitter 48, während die gleiche Leitung gleichstrommäßig über einen Widerstand an die Frequenzregelspannung gelegt ist, die über die Leitung 33 herangeführt wird. Wenn der Wert des Widerstandes 44 groß gegenüber dem Reihenwiderstand des Kondensators 45 ist, ist der Strom durch diese Reihenschaltung im wesentlichen mit der Spannung am Oszillatorschwingkreis in Phase. AmT Kondensator 45 erzeugt dieser Strom dagegen eine Spannung, welche der Oszillatorspannung um angenähert 90⁰ nacheilt. Diese Spannung wird an das Bremsgitter gelegt und steuert den zur Anode fließenden Strom so, daß dieser ebenfalls um too angenähert 90° gegenüber der Oszillatorspannung nacheilt. Da der Strom durch den Schwingkreiskondensator 20 ebenfalls gegenüber der Spannung am Kreis im 90⁰ nacheilt, bedeutet die unmittelbare Verbindung der Anode mit .dem Schwingkreis eine Abnahme des durch den Kondensator fließenden Hochfrequenzstromes oder, mit anderen Worten, eine Verkleinerung der wirksamen Kapazität des Kreises. Die Größe des zusätzlichen Scheinwiderstandes hängt von dem Verstärkungsgrad des äußeren Elektrodensystems ab und kann daher durch die Frequenzregelspannung "beeinflußt werden.

Auch bei der Anordnung der Abb. 2 bleibt die Amplitude der Oszillatorschwingung durch die Frequenzregelung im wesentlichen unbeeinflußt.

Die Anordnung nach Abb. 3 unterscheidet sich von der Anordnung nach Abb. 2 im iao wesentlichen nur dadurch, daß die bisher verwendete Pentode durch eine Heptode ersetzt

ist. die noch zwei zusätzliche Schirmgitter enthält. Die Röhre 50 enthält als Oszillatorelektroden die Kathode 51, das an den Oszillatorschwingkreis angeschlossene Steuergitter 52, das in ähnlicher Weise wie in Abb. 2 geschaltete Schirmgitter 53, das als Oszillatoranode dient. In der Kathodenleitung liegt an Stelle einer Drossel ein Ohmscher Widerstand 54. Die Kathode ist über den Kondensator 5 5 mit einem Mittelabgrrff der Spule 8' verbunden, so daß sich eine besondere Rückkopplungsspule erübrigt. Die Rückkopplung von der Oszillatoranode 53 wird vielmehr dadurch bewirkt, daß diese Elektrode durch den Kondensator 56 geerdet ist, während sie gleichstrommäßig über den Widerstand 57 an einen Punkt positiven Potentials angeschlossen ist. Das fünfte Gitter 59 ist geerdet. Das vierte Gitter 60 ist mit dem Gitter 53 verbunden und

ao dadurch ebenfalls wechselstrommäßig geerdet, gleichstrommäßig aber mit einem Punkt positiven Potentials verbunden. Das dritte Gitter ist in ähnlicher Weise einerseits mit der Frequenz-Regelspannungsleitung 33 verbunden und erhält andererseits über den Kondensator 62 die am Kondensator 45 auftretende phasenverschobene Oszillatorspannung zugeführt. Die Wirkungsweise der Anordnung entspricht der Anordnung nach Abb. 2.

Claims (8)

1. Patentansprüche:

   ι . 'Einrichtung zur Frequenzbeeinflussung eines rückgekoppelten Röhrenoszillators mittels eines zusätzlichen verstärkenden Elektrodensystems, durch das auf den Schwingungskreis des Oszillators eine im wesentlichen wattlose Rückkopplung ausgeübt wird, und dessen Verstärkung durch eine Regelspannung beeinflußt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das zur wattlosen Rückkopplung dienende geregelte Elektrodensystem mit dem zur Schwingungserzeugung ' dienenden Elektrodensystem innerhalb eines einzigen evakuierten Gefäßes in der Weise vereinigt ist, daß das zur Schwingungserzeugung dienende Elektrodensystem als hochfrequenzgesteuerte Kathode des anderen Elektrodensystems dient.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrgitterröhre vorgesehen ist, bei der zwei der Kathode benachbarte Gitter zur Schwingungserzeugung verwendet sind, während zwei weitere von der Kathode weiter enffernt liegende Elektroden zur wattlosen Rückkopplung auf den Oszillatorschwingkreis dienen.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur wattlosen Rückkopplung dienenden Elektroden aus einem Steuergitter, an welches die Regelspannung gelegt ist, und einer Anode bestehen, die für die Oszillatorschwingung mit dem Oszillatorschwingkreis gekoppelt ist.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer Phasenverschiebung von 90° die Anode durch einen Blindwiderstand belastet ist.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer Phasenverschiebung von 90⁰ dem vor der Anode befindlichen Ste.uergitter außer der Regelspannung ein durch einen Phasenschieber um angenähert 90⁰ in der Phase gedrehter Teil der am Oszillatorschwingkreis auftretenden Wechselspannung zugeführt wird.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator in Dreipunktschaltung geschaltet ist.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode für die Oszillatorschwingung mit dem an die Kathode angeschlossenen Abgriff der Schwingkreisspule verbunden ist.
8. 8. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anwendung auf die selbsttätige Scharfabstimmung eines Empfängers.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen